井口在線檢測(cè)技術(shù)在趙古11井上的應(yīng)用

劉佳欣（中國(guó)石油遼河油田鉆采工藝研究院，遼寧 盤(pán)錦 124010）

井口在線檢測(cè)技術(shù)在趙古11井上的應(yīng)用

劉佳欣（中國(guó)石油遼河油田鉆采工藝研究院，遼寧 盤(pán)錦 124010）

井口采油樹(shù)是油井生產(chǎn)必不可少的設(shè)備，尤其是在壓裂施工過(guò)程中，工作壓力達(dá)到上百兆帕，同時(shí)存在高壓大排量攜砂液沖蝕井口，使得局部壁厚變薄，耐壓能力下降或高壓刺漏現(xiàn)象，給作業(yè)施工帶來(lái)安全隱患，因此對(duì)井口進(jìn)行在線檢測(cè)，是安全生產(chǎn)的重要保障。通過(guò)本項(xiàng)目的研究，建立了井口在線監(jiān)測(cè)方法體系，填補(bǔ)了井口在線檢測(cè)技術(shù)空白。該方法在趙古11井大型分段壓裂施工過(guò)程中對(duì)壓裂井口進(jìn)行易沖蝕段檢測(cè)用，為保證該技術(shù)成功提供了檢測(cè)技術(shù)支持。

井口；在線檢測(cè)

趙古11井為我油田重點(diǎn)勘探井，該井采用水平井分段完井、分段壓裂施工，該井施工不同以往，主要特點(diǎn)為施工排量高、施工規(guī)模大，為確保該井井口裝置安全、可靠地滿足壓裂施工要求，制定在線無(wú)損檢測(cè)方案，進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別，以確保現(xiàn)場(chǎng)施工的安全性。

1 施工方案設(shè)計(jì)

趙古10井采用通徑為65mm、壁厚80mm四通對(duì)直注入壓裂井口，該井施工排量高、注入攜砂液量大，施工時(shí)多頭注入，對(duì)于井口沖蝕風(fēng)險(xiǎn)較常規(guī)壓裂高，根據(jù)趙古10井壓裂井口刺漏點(diǎn)觀察分析，壓裂施工過(guò)程中高壓攜砂液對(duì)井口的沖蝕點(diǎn)主要發(fā)生在注入通道與主通道交匯處及壓裂四通與上主閥連接法蘭處。

對(duì)于監(jiān)測(cè)部位采用測(cè)量厚度和觀察內(nèi)表面沖蝕程度兩種檢測(cè)方法，測(cè)量厚度采用CT60超聲探傷儀，內(nèi)表面沖蝕程度觀察使用XLGOC6145工業(yè)內(nèi)窺鏡。檢測(cè)段高度約190mm，測(cè)厚數(shù)據(jù)點(diǎn)分布采用圓周按照每隔30°分布，縱向設(shè)置3個(gè)重點(diǎn)檢測(cè)區(qū)，每個(gè)檢測(cè)區(qū)共12個(gè)檢測(cè)點(diǎn)。

1.1 工業(yè)內(nèi)窺鏡初步觀測(cè)

采用工業(yè)內(nèi)窺鏡XLGOC6145，將內(nèi)窺鏡探頭探入主通道、注入通道，檢查主閘閥，觀測(cè)通道內(nèi)是否出現(xiàn)沖蝕渦坑，測(cè)定渦坑幾何形狀，并記錄相應(yīng)的位置。

1.2 超聲探傷儀精細(xì)測(cè)量

利用歐能達(dá)CT60超聲探傷儀進(jìn)行厚度測(cè)量。超聲波探傷儀只能提供缺陷回波的時(shí)間和幅值兩個(gè)信息，而缺陷定性是一個(gè)比較復(fù)雜的問(wèn)題，因此在實(shí)際應(yīng)用中主要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)被檢工件的加工工藝、缺陷特征、缺陷波形以及底波情況分析估計(jì)缺陷性質(zhì)。結(jié)合趙古11井風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)實(shí)際情況，特制訂超聲波直探頭檢測(cè)壁厚異常的識(shí)別方法，具體情況如下∶在壁厚異常時(shí)，顯示為在底波回波范圍內(nèi)只有始波和缺陷波的波形，始波和缺陷波的距離為壁厚的剩余厚度。因此通過(guò)監(jiān)測(cè)缺陷波和底波，可以計(jì)算出剩余壁厚值。

2 施工準(zhǔn)備

2.1 儀器

歐能達(dá)CT60超聲探傷儀、工業(yè)內(nèi)窺鏡XLGOC6145。

2.2 探頭

選用單晶直探頭，其頻率范圍為2.5MHz；儀器和探頭性能必須符合GB/T7233-1987《鑄鋼件超聲探傷機(jī)質(zhì)量評(píng)定方法》標(biāo)準(zhǔn)要求；

2.3 試塊CSK-IA；

對(duì)比試塊：厚度100mm，半徑10mm且與被測(cè)材料材質(zhì)相同。

2.4 耦合劑

機(jī)油。

2.5 檢測(cè)準(zhǔn)備

首先清除掉待檢測(cè)井口部位外表面上的油垢、防腐涂層等雜志，涂好耦合劑。

然后對(duì)歐能達(dá)CT60超聲探傷儀進(jìn)行校對(duì)，具體步驟為一是用對(duì)比試塊進(jìn)行聲速校正：開(kāi)機(jī)后按[探傷調(diào)節(jié)]→]探頭參數(shù)]鍵，將[探頭類(lèi)型]用“+”/“-”鍵調(diào)整為直探頭，并按照探頭上的標(biāo)示依次將[晶片尺寸]、[探頭頻率]、[探頭K值]或[探頭角度]設(shè)置正確，將探頭與儀器連接好。將探頭放在對(duì)比試塊上，按[探傷調(diào)節(jié)]→[聲速設(shè)定]，選擇[調(diào)整聲速]進(jìn)行聲速設(shè)定。二是用CSK-IA進(jìn)行零點(diǎn)測(cè)試；按[探傷調(diào)節(jié)]→[零點(diǎn)調(diào)節(jié)]，[零點(diǎn)測(cè)試]鍵，將[一次聲程]設(shè)置為“100mm”，將直探頭放在CSK-IA試塊上，移動(dòng)探頭尋找最高回波后，穩(wěn)住探頭不動(dòng)，屏幕的系統(tǒng)區(qū)出現(xiàn)“測(cè)試成功”，即完成直探頭的零點(diǎn)調(diào)校。

3 現(xiàn)場(chǎng)施工情況

在每次測(cè)量中取壁厚最小值點(diǎn)與原測(cè)點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比；對(duì)于以確定的壁厚最小值點(diǎn)進(jìn)行內(nèi)窺鏡觀察，分析壁厚是否滿足繼續(xù)使用的條件；依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工要求，壁厚減薄厚度達(dá)到原始壁厚15%，建議更換井口。

3.1 超聲波掃查缺陷

（1）利用超聲波探傷儀根據(jù)已知被測(cè)試件的厚度找到底波，記錄下底波的位置；

（2）采用環(huán)繞被測(cè)圓柱體外表面360°進(jìn)行柵格線掃查方法，在整個(gè)被測(cè)試件范圍內(nèi)取若干點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)需要在一定范圍內(nèi)進(jìn)行密集的點(diǎn)測(cè)厚時(shí)，探頭應(yīng)作跳躍式移動(dòng)，不得在探頭與被測(cè)試件表面接觸時(shí)作相對(duì)移動(dòng)。

（3）數(shù)值顯示穩(wěn)定后方可讀數(shù)，顯示穩(wěn)定值保持同一數(shù)值（±0.1mm）至少3s。

3.2 檢測(cè)結(jié)果評(píng)定

被測(cè)試件厚度達(dá)到原始壁厚15%，將作為判廢處理；

3.3 儀器的重新校對(duì)

（1）每次工作前必須按照3.2的要求校對(duì)儀器。

（2）遇有下列情況之一時(shí)，也必須重新校對(duì)儀器：a.儀器上零點(diǎn)或聲速開(kāi)關(guān)位置發(fā)生了變化；b.連續(xù)測(cè)量過(guò)100個(gè)點(diǎn)；c.出現(xiàn)不合格的厚度數(shù)值或出現(xiàn)異常顯示；d.更換了電池或更換了電源；f.儀器或探頭進(jìn)行過(guò)任何修理；

（3）重新校對(duì)儀器時(shí)，若發(fā)現(xiàn)顯示誤差超過(guò)±0.2mm，應(yīng)對(duì)上一次校對(duì)儀器之后所測(cè)得數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)核。

3.4 評(píng)定和標(biāo)記

根據(jù)GB/T 7233-1987鑄鋼件超聲探傷及質(zhì)量評(píng)級(jí)方法和SY/T 5447-92油井管無(wú)損檢測(cè)方法超聲測(cè)厚進(jìn)行評(píng)定。對(duì)壁厚缺失處需做相應(yīng)標(biāo)記。

4 結(jié)語(yǔ)

遼河油田每年約有210口井需要實(shí)施壓裂工藝技術(shù)，一旦因井口受到攜砂液沖蝕造成安全事故，經(jīng)濟(jì)損失是無(wú)法估量的。應(yīng)用在線檢測(cè)方法對(duì)這些壓裂井口實(shí)施在線檢測(cè)，能夠保證壓裂施工過(guò)程中的人員、設(shè)備安全，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

[1]袁俊杰。超聲波直探頭檢測(cè)技術(shù)在三通壁厚異常時(shí)的應(yīng)用。石油和化工設(shè)備，2011,14∶51-54.

[2]中華人民共和國(guó)石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。SY/T 5447-92油井管無(wú)損檢測(cè)方法.

[3]中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。GB/T 7233-1987鑄鋼件超聲探傷及質(zhì)量評(píng)級(jí)方法.

劉佳欣（1982-），女 遼寧丹東人 中級(jí)工程師 碩士研究生 主要從事油氣田稠油試驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)與研究