套管检测常规测试技术课件

套损检测技术套损检测技术胜利采油院 田玉刚套损检测技术胜利采油院1 随着油田长期的注水（注蒸汽）开发，地质条随着油田长期的注水（注蒸汽）开发，地质条随着油田长期的注水（注蒸汽）开发，地质条随着油田长期的注水（注蒸汽）开发，地质条件变得极其复杂，地下深层部位地质活动加剧，地件变得极其复杂，地下深层部位地质活动加剧，地件变得极其复杂，地下深层部位地质活动加剧，地件变得极其复杂，地下深层部位地质活动加剧，地层滑移、出砂、频繁的井下作业施工以及套管材质层滑移、出砂、频繁的井下作业施工以及套管材质层滑移、出砂、频繁的井下作业施工以及套管材质层滑移、出砂、频繁的井下作业施工以及套管材质与腐蚀等诸多原因，使油、水井套管工作状况变得与腐蚀等诸多原因，使油、水井套管工作状况变得与腐蚀等诸多原因，使油、水井套管工作状况变得与腐蚀等诸多原因，使油、水井套管工作状况变得越来越差，套损、套变井日益增多，越来越差，套损、套变井日益增多，越来越差，套损、套变井日益增多，越来越差，套损、套变井日益增多，并且还在以每并且还在以每并且还在以每并且还在以每年年年年400-500400-500口的速度快速增加，口的速度快速增加，口的速度快速增加，口的速度快速增加，造成了大量油水造成了大量油水造成了大量油水造成了大量油水井停产或报废，严重制约了油田的生产。井停产或报废，严重制约了油田的生产。井停产或报废，严重制约了油田的生产。井停产或报废，严重制约了油田的生产。概述概述 随着油田长期的注水（注蒸汽）开发，地质条件变得极其2概述概述突出问题：突出问题：突出问题：突出问题：1 1、套损井数量多，井筒检测的实际需求大。、套损井数量多，井筒检测的实际需求大。2 2、套损状况不清，导致修井作业周期长、成本高。、套损状况不清，导致修井作业周期长、成本高。概述突出问题：1、套损井数量多，井筒检测的实际需求大。2、套3套损类型分析套损类型分析套损类型分析4井内起出套管实物照片井内起出套管实物照片5打铅印打铅印利用铅印材料较软，容易变形的特点检验套管的损坏情况。只能检验套管破损段的端部。打铅印利用铅印材料较软，容易变形的特点检验套管的损坏情况6薄壁管验套薄壁管验套利用较薄壁厚的管子检验套管的损坏情况。可以检验一定长度的套管破损段。薄壁管验套利用较薄壁厚的管子检验套管的损坏情况。可以检验7 套损井检测主要完成：套损井检测主要完成：套管内径、剩余壁厚、套管内径、剩余壁厚、破损情况、射孔位置、井下落物的位置、形状等参破损情况、射孔位置、井下落物的位置、形状等参数检测。数检测。目前，胜利油田已经形成的套损井检测技术主要目前，胜利油田已经形成的套损井检测技术主要有以下几种：有以下几种：井温找漏、超声波流量计找漏、多臂井温找漏、超声波流量计找漏、多臂井径、超声波成像、鹰眼电视等井径、超声波成像、鹰眼电视等。套损井检测主要完成：套管内径、剩余壁厚、破损情况、射孔8一、井温找漏一、井温找漏 井井温温测测井井是是一一种种比比较较成成熟熟的的测测井井方方法法，广广泛泛应应用用于于勘勘探探井井的的地地层层温温度度测测量量和和生生产产井井各各项项测测试试项项目目中中。生生产产井井中中井井温温应应用用范范围围有有：研研究究地地温温分分布布规规律律、研研究究油油气气水水井井的的生生产产状状况况（包包括括水水井井的的吸吸水水层层位位、判判断断油油井井的的出出水水层层位位、检检查查压压裂裂效效果果、确确定定漏失位置、确定水泥窜槽部位）。漏失位置、确定水泥窜槽部位）。在套损检测中应用的井温测井主要是井温找漏测井。在套损检测中应用的井温测井主要是井温找漏测井。一、井温找漏 井温测井是一种比较成熟的测井9测井原理测井原理 井井温温测测井井实实际际上上测测量量动动态态井井温温，即即测测量量动动态态井井温温曲曲线线（采采用用人人工工改改变变温温场场）和和静静态态恢恢复复井井温温曲曲线线，综综合合对对比比分分析析两两曲曲线线形形态态，判断漏失范围。判断漏失范围。测井原理 井温测井实际上测量动态井温，即测量动10几种常见的典型井温曲线A:基本上成一直线，通常底界温度出现 是在最后一个吸水层以下或最后一个不吸水层B:温度异常对应于吸水层位，通常条件下异常曲线的幅度和形态与注入水量大小有关，还与吸水层性质及上下隔层有关。关井恢复时间长短影响温度异常的清晰度.C:梯度井温每经过产层时温度降低D:梯度井温曲线每经过产层时温度 升高，通常情况下曲线异常幅度大小与产出量大小有关，还与产层、隔层及产出流体有关。E:在同一个较厚产出层上温度曲线异常出现多个，通常这些小丘状的异常与射孔状况及厚层纵向产液分布有关；F:整个射孔层段上井温曲线为一直线，即井温基本上是常数，这表示那一段有明显的流量，产出速度值得注意。几种常见的典型井温曲线A:基本上成一直线，通常底界温度出现 11 呈119-14井注水压力突然降低，初步怀疑套管漏失。井温找漏测井，所测曲线显示在200.5-300.0米井段有异常显示，判断此段套管破裂。卡封套管漏失段后，注水压力恢复正常。静态加压应用实例应用实例 静态加压应用实例12二、流量计找漏二、流量计找漏 工工艺艺原原理理：套套管管出出现现破破损损时时，套套管管内内的的流流体体在在一一定定压压力力下下会会进进入入破破损损处处，以以恒恒定定的的流流量量往往套套管管内内注注水水，利利用用超超声声波波或或电电磁磁流流量量计计测测出出流流量量损损失失的的位位置置也也就就找找到到了了破损处。破损处。二、流量计找漏 工艺原理：套管出现破损时，套13电磁流量计电磁流量计 井井下下电电磁磁流流量量计计是是根根据据电电磁磁感感应应的的定定律律来来测测量量井井下下流流体体的的流流量量。当当流流体体（水水或或聚聚合合物物溶溶液液）流流过过电电磁磁流流量量计计的的测测量量探探头头时时，流流体体中中的的带带电电离离子子在在磁磁场场中中做做切切割割磁磁力力线线运运动动，将将产产生生感应电动势。感应电动势。电磁流量计 井下电磁流量计是根据电磁感应的14根根据据电电磁磁感感应应原原理理，导导体体切切割割磁磁力力线线将将在在导导体体中中产产生生感感生生电电动动势势。电电磁磁流流量量就就是是利利用用这这一一原原理理实实现现对对水水和和聚聚合合物物水水溶溶液液等等导导电电流流体体的的流流量测量。量测量。电磁流量计测量原理示意图电磁流量计测量原理示意图 测测 量量 原原 理理SSNNbbaaa-a b-b 四接收电极四接收电极N-N s-s 四发射磁四发射磁极极Ve=Bdv=BdQ/(d/2)2 根据电磁感应原理，导体切割磁力线将在导体中产生15 测量范围：测量范围：测量范围：测量范围：0-500 m3/d0-500 m3/d0-500 m3/d0-500 m3/d 仪器测量误差：仪器测量误差：仪器测量误差：仪器测量误差：3%3%3%3%耐温指标：耐温指标：耐温指标：耐温指标：125 125 125 125 耐压指标：耐压指标：耐压指标：耐压指标：60MPa 60MPa 60MPa 60MPa ZDLZDL电磁流量注入剖面测井仪电磁流量注入剖面测井仪 测量范围：0-500 m3/d技术指标ZDL电磁流量注入剖16超声波流量计超声波流量计 超超声声波波流流量量计计有有两两个个探探头头组组成成，工工作作时时，两两个个探探头头同同时时发发射射超超声声波波，发发射射后后各各自自接接受受对对方方的的声声波波，两两个个接接收收波波的的相相位位差差与与探探头头间间的的流流体体流流速速有有关关，测测出出流流速速后后，根据管径大小，换算出流量。根据管径大小，换算出流量。超声波流量计 超声波流量计有两个探头组成，17工艺特点工艺特点(1)超声波和电磁流量计都没有机械可动元件，没有砂卡的可能，成超声波和电磁流量计都没有机械可动元件，没有砂卡的可能，成功率高。功率高。(2)施工时间短，正常情况下施工时间短，正常情况下2500米深的井米深的井2-3小时即可完成。小时即可完成。(3)结果准确，深度误差结果准确，深度误差0.2米。米。(4)该方法是在加压情况下测试的，最大程度的模仿了井下承压情况，该方法是在加压情况下测试的，最大程度的模仿了井下承压情况，特别是一些微缝（孔）效果明显。特别是一些微缝（孔）效果明显。(5)可以检测一些封堵工具的密封性能，如桥塞、丢手等。可以检测一些封堵工具的密封性能，如桥塞、丢手等。工艺特点(1)超声波和电磁流量计都没有机械可动元件，没有砂卡18 纯纯75-11井多参数流量找井井多参数流量找井况测井图，泵压为况测井图，泵压为7Mpa情况下，情况下，测试发现流量在测试发现流量在1968米以下为米以下为零，确定套管漏失位置在零，确定套管漏失位置在1968-1969米。后采用套管补米。后采用套管补贴工艺，将漏失段修复。贴工艺，将漏失段修复。应用实例应用实例 应用实例19三、井径测井三、井径测井 工工艺艺原原理理：仪仪器器整整个个圆圆周周内内多多个个机机械械探探测测臂臂紧紧贴贴套套管管内内壁壁，将将套套管管内内壁壁的的几几何何形形变变转转换换为为电电信信号号输输出出，通通过信号转换处理，获得套管内壁变化的测井曲线。过信号转换处理，获得套管内壁变化的测井曲线。三、井径测井 工艺原理：仪器整个圆周内多个机20多臂井径仪器多臂井径仪器 多多臂臂井井径径仪仪器器的的每每个个探探测测臂臂靠靠弹弹片片支支撑撑始始终终紧紧贴贴套套管管壁壁，随随套套管管壁壁的的变变化化而而变变化化，探探测测臂臂上上的的滑滑键键装装置置带带动动内内部部电电位位器器旋旋转转并并控控制制两两路路输输出出，然然后后通通过过电电子子线线路路转转换换和和放放大大，再再通通过过电电缆缆送送至至地地面面系系统进行数据处理获得套管壁变化的测井曲线。统进行数据处理获得套管壁变化的测井曲线。多臂井径仪器 多臂井径仪器的每个探测臂靠弹片21 40 臂臂 井井 径径 40 臂 井 径22测量范围：测量范围：4747套管套管测量精度：测量精度：1.27mm1.27mm测量分辨率：测量分辨率：0.76mm0.76mm井径仪输出信号：正负双极性脉冲井径仪输出信号：正负双极性脉冲井下仪工作最高温度：井下仪工作最高温度：155155井下仪工作最大压力：井下仪工作最大压力：60MPa60MPa使用电缆：单芯或多芯测井电缆使用电缆：单芯或多芯测井电缆仪器参仪器参数数测量范围：47套管仪器参数23探测原理 仪器的每个探测臂靠弹片支仪器的每个探测臂靠弹片支撑始终紧贴套管壁，随套管壁的撑始终紧贴套管壁，随套管壁的变化而变化，探测臂上的蜗杆传变化而变化，探测臂上的蜗杆传动装置带动内部电位器旋转并控动装置带动内部电位器旋转并控制两路输出，然后通过电子线路制两路输出，然后通过电子线路转换和放大，再通过电缆送至地转换和放大，再通过电缆送至地面系统进行数据处理获得套管壁面系统进行数据处理获得套管壁变化的测井曲线。变化的测井曲线。探测原理 仪器的每个探测臂靠弹片支撑始终紧贴套管壁，随2418臂井径成像测井仪臂井径成像测井仪 1818臂臂井井径径成成像像测测井井仪仪包包括括十十八八臂臂井井径径、磁磁重重量量、温温度度等等，利利用用十十八八臂臂曲曲线线可可以以绘绘出出套套管管的的立立体体图图、平平面面展展开开图图，还还能能得得到到套套管管内内壁壁的的最最大大径径、最最小小径径，磁磁重重量量测测量量套套管管壁壁厚厚，综综合合井井径径可可区区分分内内腐腐蚀蚀或或外外腐腐蚀蚀，并并可可消消除除由由于于套套管管结结垢垢等等对对井井径径带带来来的的影影响响。井井温温曲曲线线可可辅辅助助分析套管破损情况。分析套管破损情况。18臂井径成像测井仪 18臂井径成像测井25工艺特点工艺特点 测测速速600600米米/小小时时，测测量量井井段段不不宜宜过过长长，一一般般需需其其它它方方法法先先测测出出套套损损位位置置，再再用用井井径径分分析析套套损损情情况况；该该工工艺艺能能综综合合分分析析套套管管内内壁壁和和外外壁壁的的损坏情况。损坏情况。工艺特点 测速600米/小时，测量井段不宜过长，一般需26 呈8-8井是一口分层注水井，2002年11月作业更换管柱时，发现封隔器胶皮破损，形成漏失，怀疑卡封位置套管变形，进行40臂井径测试，发现该井在1149-1157米存在缩径，最小内径缩到112.7毫米，剩余臂厚为6.2毫米。根据测试情况，将封隔器卡封位置定在1120米，措施后分注正常。最小内径缩最小内径缩到到112.7厘厘米米112.7mm1149-1157米为缩径，最小内径缩到112.7mm应用实例应用实例 呈8-8井是一口分层注水井，2002年11月作业更换管柱时27应用实例应用实例应用实例28四、超声波成像测井四、超声波成像测井 工工艺艺原原理理：利利用用井井壁壁或或套套管管内内壁壁对对超超声声波波的的反反射射特特性性来来研研究究井井身身剖剖面面的的主主要要应应用用在在两两个个方方面面：在在裸裸眼眼井井中中，可可用用来来识识别别岩岩层层裂裂缝缝、孔孔洞洞，测测量量井井眼眼的的几几何何尺尺寸寸、孔孔洞洞大大小小、地地层层裂裂缝缝的的视视倾倾角角和和方方位位以以及及定定性性区区分分岩岩性性等等；在在套套管管井井中中，可可以以用用来来精精确确测测量量套套管管内内径径变变化化、套套管管破破裂裂、错错断断、腐腐蚀蚀等等情情况况，检检测测射射孔孔质质量量和和观观察察套套管管接箍等接箍等 四、超声波成像测井 工艺原理：利用井壁或套管29仪器原理仪器原理 超声换能器由同步电机带动，每秒绕井轴旋转超声换能器由同步电机带动，每秒绕井轴旋转5圈，每转圈，每转1圈向井壁发圈向井壁发射射512个超声探测脉冲，接收各次发射脉冲的回波，测量回波幅度与传播个超声探测脉冲，接收各次发射脉冲的回波，测量回波幅度与传播时间，然后进行数字化、编码和四相码调制，放大后经电缆传至井上计算时间，然后进行数字化、编码和四相码调制，放大后经电缆传至井上计算机处理成像下井仪器的功能是获取数据它包括发射、接收、可变增益机处理成像下井仪器的功能是获取数据它包括发射、接收、可变增益放大、对数放大、回波幅度检测、回波时间检测、四相码调制、同步系统放大、对数放大、回波幅度检测、回波时间检测、四相码调制、同步系统及电源等地面仪器的功能是完成井下数据的采集，深度信息的采集、数及电源等地面仪器的功能是完成井下数据的采集，深度信息的采集、数据记录、图像监视、实时出图及井下仪器的地面控制它由电缆模块、解据记录、图像监视、实时出图及井下仪器的地面控制它由电缆模块、解码模块、电源模块、工业计算机、监视器、流式磁带机和热敏绘图仪等组码模块、电源模块、工业计算机、监视器、流式磁带机和热敏绘图仪等组成成仪器原理 超声换能器由同步电机带30外径：外径：43mm长度：长度：2700mm探头转速：探头转速：6.5n/s每转采样点数：每转采样点数：512点点测速：测速：60m/h。精度：对孔洞的分辨能力：精度：对孔洞的分辨能力：8mm。仪器参仪器参数数外径：43mm长度：2700mm探头转速：6.5n/s31工艺特点工艺特点 (1)由于该仪器直径小、长度短，对井况没有特殊要求，只要通由于该仪器直径小、长度短，对井况没有特殊要求，只要通道直径大于道直径大于60mm即可。即可。(2)测量井段内充满水。测量井段内充满水。(3)彻底洗井，该工艺使用声波做测试手段，属于非接触测量，彻底洗井，该工艺使用声波做测试手段，属于非接触测量，因此测量井段内无游离气及成块的原油。因此测量井段内无游离气及成块的原油。(4)测速极低，测量井段不宜过长，一般需用其它方法先测出套测速极低，测量井段不宜过长，一般需用其它方法先测出套损位置，再用声波电视进一步分析套损情况。损位置，再用声波电视进一步分析套损情况。工艺特点 (1)由于该仪器直径小、长度短，对井况没32（1）检测套管腐蚀）检测套管腐蚀图为SC37-109井一段套管腐蚀的超声成像照片该图像摄自1863m井段，图中的中间有一片黑色的区域，指示出该段套管被腐蚀套管腐蚀后，导致声波幅度衰减和井径增大，黑色的深浅所反映的腐蚀的形状和腐蚀程度都在图中显示出来进一步分析可获得该井段的井径数值及详细的腐蚀情况数据，如剩余壁厚、是否穿孔等参数 应用实例应用实例（1）检测套管腐蚀图为SC37-109井一段套管腐蚀的33（2）检测射孔孔眼）检测射孔孔眼应用实例应用实例A0T0射孔孔射孔孔眼眼（2）检测射孔孔眼应用实例A0T0射孔孔眼34（3）检测套管损坏）检测套管损坏应用实例应用实例（3）检测套管损坏应用实例35