国产超声兰姆波测井仪在套管回收中的应用

2024-01-22刘金立

石化技术 2024年1期

刘金立

中海油田服务股份有限公司河北廊坊 065201

测井服务贯穿于整个油田的全生命周期之中，除了在勘探阶段对储层参数、流体性质进行评价外，在开发中后期的一些关键工程作业往往也离不开测井资料的支撑和指导[1]。例如在油田开发末期弃置井中为了最大限度的节约成本，往往需要对套管进行打捞回收实现循环利用。但经过固井后的套管由于与地层之间存在已经固结的水泥无法实现拔出的目的[2]，因此在拔套管之前需要对套后水泥的分布情况进行探测以确定下刀的位置，一般传统的固井质量测井仪无法精准判断套后情况，而外方的高端仪器费用高昂，国产化的超声兰姆波成像测井仪在打破外方壁垒的同时可为油公司节约大量的时间成本，提高作业效率[3]。

1 仪器简介

在油气勘探开发的各个环节，套管磨损、变形、腐蚀、穿孔及古井质量不良等井筒完整性问题会对油气井完井建设和后期生产产生较为严重的影响，还可能进一步诱发安全事故和极端环境问题并在油井寿命结束时不能正常关井。为了能够更好的评价井筒完整性等问题，解决潜在的事故风险，国内各油田服务公司积极研制各种测井仪器装备。中海油服研制的超声兰姆波成像测井仪UCCS通过采用超声波旋转扫描的实现方式实现采集沿井眼纵向和径向井壁介质信息，经过后续的成像处理可以精准得到套管内外壁腐蚀、壁厚及固井质量评价。

该仪器测量时井筒从内到外依次为流体、套管、水泥环及地层，而仪器扫描头位于充满流体的套管中心，从上到下具有四个环能器（见图1），其中自发自收换能器可用于用于完成套管损伤评价及水泥声阻抗测量，另外三个换能器通过以一定角度安装的方式完成兰姆波衰减测量，衰减结合声阻抗用于评价固井质量，从而可以满足多种工程作业的需求，属于新一代固井质量评价测井仪。

2 资料质量控制

在开始固井质量评价之前需要先对测井资料质量进行检验，一般来说质量检查分为两个方面，第一个方面是测井仪器在作业过程中的状态，如测量速度是否保持在规范要求之内，如使用ELIS系统时，测速应保持3m/min以内，在使用ESCOOL高速测井系统时应保持在6-7m/min左右，还应该在测量过程中观察ATTNMAX、ATTNMIN、ATTNAVE三条线是否出现三条直线，如果出现说明没有采集数据，则要关直流，再关交流，重新加电，重新设置参数。第二个方面则是在后续对资料处理解释过程中，如在东海区域A井中超声兰姆波成像测井垂直入射探头和斜入射探头记录的套管反射波、共振波及弯曲兰姆波的波形良好，资料符合要求。采用垂直入射资料可正确提取套管厚度及水泥声阻抗，相同深度不同道波形重复性较好，反射波清晰，同时不同深度处单点波形频谱一致性较好，能够较好的反映井下套管厚度变化情况。采用斜入射资料可正确计算兰姆波衰减，衰减联合声阻抗能够准确判断套后介质属性；通过对该探头记录的二界面回波分析能够准确判断套管居中情况，可综合判定本井超声兰姆波成像质量优秀（见图2）。

3 固井质量评价

由于共振波频率与套管厚度的关系：共振波的频率与壁厚成反比，共振波的频率越高，对应的套管厚度越薄；共振波的频率越低，对应的套管厚度越厚。共振波幅度与固井质量的关系：一般来说，共振波的幅度衰减越快，固井质量越好；共振波的幅度衰减越慢，固井质量越差（见图3）。

在对资料进行处理得基础上开展了本井固井质量评价工作（见图4），70.0-199.0m测量段固液气成像显示70.0-132.0m套后主要为气体，132.0-199.0m套后主要为液体。790.0-1520.0m测量段固液气成像显示70.0-1350.0m套后主要为液体，1350.0-1460.0m套后分布一定程度的固体，固井质量综合评价为差。1460.0-1520.0m套后主要为固体，固井质量综合评价为中等-差（见表1）。根据该结果推荐在1350米左右布置第一刀，切割完成后一次性拔出套管，并且套管外壁干净，无明显水泥交接痕迹，说明仪器稳定可靠。