青海油田井筒完整性测井特色评价技术的应用

青海油田井筒完整性测井特色评价技术的应用

吴朝全

中国石油青海油田分公司测试公司，青海 茫崖 816400

摘要：青海油田地质条件复杂，地层水矿化度较高，以及压裂、酸化及射孔等增产增注措施对油水井井筒的完整性造成了一定程度的破坏，而油水井井筒完整性是保证油水井正常生产的基本前提。为了正确评价井下管柱的技术状况，给井筒作业施工提供有效信息，青海油田测试公司立足于油田开发，在近年来引进和推广了多项井筒完整性测井评价技术，已从单一测井技术发展为综合评价测井技术，正确指导了工程作业施工，取得了较好的效果。

关键词：青海油田；油水井；井筒完整性；测井技术；综合评价

油水井井筒是油气藏与地面采收设备连接的唯一通道，其完整性是保证油水井正常生产的基本前提。青海油田地质条件复杂，地下断层较多，地层水矿化度较高，以及对油水井进行压裂、酸化及射孔等增产增注措施作业，对油水井井筒的完整性造成了一定程度的破坏，以至于出现井内流体“窜漏”的情况，影响了油田的正常开发。

青海油田测试公司以满足油气田开发需要为第一要务，近年来引进和推广了多项井筒完整性测井评价技术，包括井温-噪声找漏、管外流体识别、套损检测、固井质量评价等，并形成了多项组合测井综合评价特色技术，为后续措施作业提供更加详实和可靠的测井资料，为油田的合理、高效开发提供依据。

1井筒完整性测井评价技术简介

青海油田井筒完整性测井评价技术包括井温找漏测井技术、井温-噪声测井技术、氧活化管外流体识别技术、套损检测测井技术、固井质量评价测井技术等，每项技术都有其独特优势，也有一定局限性[1-7]。

1.1井温找漏测井技术

温度是一种常规测井方法。测量地温梯度和局部温度异常（微差温度），利用温度曲线可以快速、直观地判断出井筒中出液（进液）位置。测量并识别这些变化，就能取得井下状况的认识，进而指导其他测井技术开展更为精确的井筒完整性测井评价。

1.2井温-噪声测井技术

测井原理：在一定的压力梯度下，当液体/气体移动通过介质时就会产生噪声。噪声频率和幅度确定管外流体的流动位置、流量及其类型。通过井下仪器监测噪声幅度及频率的测量，结合温度及磁定位曲线综合分析，可准确判断流体的流动位置及流动类型。一般低频率噪声是液体沿油管和套管流动的结果；流体流经射孔段孔眼、油套管损坏部位和固井水泥中的裂缝通道时，一般将出现中等频率噪声；储层流动的噪声频率属于高频带。

1.3氧活化管外流体识别技术

测井原理：高能中子与仪器周围注入水和地层中所有氧原子 O16发生活化反应，产生活化核 N16，而核素 N16极不稳定，其半衰期为7.13s，很快经过衰变发射出能量为6.13MeV的活化伽马射线并生成稳定核素 O16 。 6.13MeV的高能伽马射线可以穿透一般的井眼物质20～30cm（如：井眼流体、油管、套管及固井水泥）。通过探测器测量伽马射线的能谱、活化能谱可以反映油管内、油套环形空间以及套管外含氧流体的流动状况，根据源距和活化水通过探测器的时间确定流动速度。通过流动速度，结合流道的横截面积来计算流量。

1.4套损检测测井技术

套损检测研究主要是现场检测及损伤评价两方面，其目的在于及时跟踪、了解井下油套管的损伤动态，开展井筒完整性评价。青海油田套损检测测井仪器类型较多，总体可分为机械井径测井和电磁探伤测井两种类型，机械式井径测井包括MIT（40臂）、格威多臂（24臂、40臂、56臂），其测井原理是：通过井径仪器的测量臂与套管内壁接触，求取井周半径，将井径测量臂的变化与套管内壁的变化建立关系，从而获取套管内径，可了解套管错段、扭曲、变形等损伤；而电磁探伤测井包括MTT、MID-K、MID-S、MTD43C、MTD70C，其测井原理是：根据套管的金属缺陷引起的电磁效应来研究套管状况，如套管越厚的地方，电磁波的传播速度慢，幅度小，而套管薄的地方则相反，从而求取套管壁厚、了解内外腐蚀、孔眼、缝洞。

1.5固井质量评价测井技术

青海油田测试公司固井质量评价测井技术主要是使用美国Titan公司的新一代RIB (Radius Incremented Bond,以下简称RIB)八扇区水泥胶结测井仪，该技术不仅有常规的CBL（3 ft）和VDL（5 ft）测井（1ft=304.8mm），而且提供1.5ft平面上均匀分布8扇区测井，一次下井可测量8个扇区套管水泥分布图、3ft声幅曲线、5ft密度图，用以检测出水泥环微小区域的胶结情况如微环隙、水泥沟槽、判断快速地层等。

其测井原理是：八扇区接收探头有8个径向探头，每个探头覆盖套管周长的45度径向范围。3ft接收探头（CBL）接收的是第一界面套管的首波幅度随深度变化的曲线，它是判断水泥与套管胶结质量好坏的定量分析依据;5ft源距接收器（VDL）记录的是显示波的强度--时间曲线即变密度曲线，主要用于判断水泥与地层（第二界面）胶结情况。声波变密度测井,不仅记录了首波，而且还记录了包括套管波、地层波、水泥环波、泥浆波在内的后续波。采用灰度变化显示波列波形幅度，根据灰度的深浅反应套管波和地层波信号强弱，从而判断

Ⅰ、Ⅱ界面的胶结质量。

2井筒完整性综合评价测井技术及多项组合测井综合评价特色技术

青海油田测试公司经过十多年来的发展，在井筒完整性测井评价技术方面，已从单一测井评价技术发展为多种组合式井筒完整性测井评价技术，包括：井温找漏测井技术 + 噪声测井技术、氧活化管外流体识别技术 + 套损检测测井技术、机械式井径测井 + 电磁探伤测井技术、套损检测测井技术 + 固井质量评价测井技术、综合评价测井技术（四十臂井径仪 + 井斜方位测井仪 + MID-K/MID-S/RIB等）。

井筒完整性多项组合测井综合评价特色技术为青海油田测试公司2017年引进,是为了解决油田开发中前瞻性的开展井筒完整性防护措施及工艺而开展的一项特色技术，系统开展套损检测区域性分析，及时发现由于各种因素导致的套损情况及地层主应力来源方向，为指导合理的注水管柱结构设计和注水层段细分提供依据。在工艺上，是将多臂测井与连续陀螺（井斜方位）测井有效组合使用，以至于拓展到MID-K/MID-S/RIB等工程测井手段，一次性下井录取多套测井数据，对套损程度、位置与方位、固井质量等进行全方位评价，为下步生产措施提供可靠依据。

为了实现不同仪器能直接组合且配套使用，选用威盛四十臂以及其地面配套仪器设备挂接光纤连续陀螺测斜仪并拓展其他仪器，一次下井录取多种参数，缩短了测井时间，减少了作业井占井时间，形成了特色测井技术组合系列。

组合系列1：WTC028（传输短节） + DRC22（双滚轮扶正器） +  MCT28（40臂井径仪） +  DRC22（双滚轮扶正器） +  PLT50(伽马井温磁定位短节) + 光纤连续陀螺仪。在应用过程中，我们在威盛仪器及配套设备上同时实现了其它仪器串的组合，主要为四十臂 + MID-S一体测井、四十臂 + MID-S+光纤连续陀螺一体测井、四十臂+RIB一体测井、四十臂+RIB+光纤连续陀螺一体测井。

组合系列2： WTC028（传输短节） +  DRC22（双滚轮扶正器） +  MCT28（40臂井径仪） +  DRC22（双滚轮扶正器） +  PLT50(伽马井温磁定位短节) +  ICT14(MID-S接口短节) +  MID-S(电磁探伤成像仪) + 光纤连续陀螺仪。

组合系列3： WTC028（传输短节） +  DRC22（双滚轮扶正器） +  MCT28（40臂井径仪） +  DRC22（双滚轮扶正器） +  PLT50(伽马井温磁定位短节)  +  RIB接口短节 +  RIB(八扇区水泥胶结仪) +  RIB扶正器 + 光纤连续陀螺仪。

N井于2018年5月28日进行四十臂+连续陀螺测井，数据录取正常。在2302.0-2303.0m处套管存在变形（缩径），井斜为3.352°，1号臂方位为59.773°（图1、表1）。

图1  N井四十臂（上）+连续陀螺测井（下）组合测井

解释成果图

表1  N井四十臂测井成果表

3结论

（1）油田开发到后期，油水井井筒状况恶化势在必然。青海油田地质条件复杂，地下断层较多，地层水矿化度较高，以及对油水井进行压裂、酸化及射孔等措施作业，造成油水井套管及油管出现破损，油水井出现“窜漏”的情况越来越多，严重影响注水效果，无法实现精细注水。因此，开展油水井井筒完整性综合评价是必然需求。准确评价井筒状况，对于套损、漏失井准确找到漏失位置并采取相应措施，系统开展套损检测区域性分析，及时发现由于各种因素导致的套损情况及地层主应力来源方向，为指导合理的注水管柱结构设计和注水层段细分、实现油田高效开发提供科学合理的依据；

（2）开展井筒完整性综合评价测井技术研究，解决油田开发中前瞻性的开展井筒完整性防护措施及工艺是青海油田测试公司立足于田发展实际而开展的一项特色技术研究，也是未来的发展方向。公司将借鉴国内外油气田关于在不同开发阶段测井的先进经验，按照“满足油气田开发需要，适度超前”的方针，通过进一步结合地质构造、开采措施等情况，持续做精井筒完整性综合评价测井技术，为油田的合理、高效开发提供依据。

参  考  文  献

[1] 吴锡令．石油开发测井原理[M]．北京：高等教育出版社，2004.4

[2] 郭海敏．生产测井导论（第二版）[M]．北京：石油工业出版社，2010.8

[3] 《测井学》编写组．测井学[M]．北京：石油工业出版社，1998

[4] 张海军，刘醒普，王立新，陈继超．监测套管技术状况新技术[J]．测井技术，2004，28(4)：360-362

[5] 孙彦才，郑华，崔艳辉．多层管柱电磁探伤测井技术[J]

．测井技术，2003，27(3)：246-249

[6] 孙明朗.译.注水井频谱噪声测井[J].油气田开发工程译丛,1993(6):37-39.

[7] 谢荣华，刘继生，张月秋，曾桂红．检查套管损坏的电磁探伤测井方法及应用[J]．测井技术，2003，27(3)：242-245