小直徑井壁超聲成像測井技術在薩爾圖油田的應用

(大慶油田有限責任公司測試技術服務分公司 黑龍江 大慶 163000)

0 引 言

小直徑井壁超聲成像測井儀[1,2]是井下超聲電視技術的新一代設備，應用了超聲成像技術，在成像質量和應用范圍等方面都有較大的改善，在套損檢測中，能準確判斷套管腐蝕、穿孔、破裂、錯斷、變形、絲扣脫落等情況，所反映的套損類型及程度清晰、明顯、直觀，在特殊井取證和報廢井的決策中起到了重要作用，對于研究套損機理有重要意義。儀器可提供井壁的時間圖、幅度圖、橫截面圖、縱剖面圖、立體圖等多種解釋結果。

1 工作原理及特點

利用超聲波在介質中的傳播和反射特性，由井下儀器的超聲換能器(由電機驅動，在井眼內旋轉掃描)發射和接收脈沖式超聲波[3]。對套管內壁或井壁的回波幅度和時間信息進行處理。對破損部位使用不同角度、不同形式的各種圖形加以描繪，其中包括立體圖、縱、橫截面圖、時間圖、幅度圖、和井徑曲線等。儀器的探頭部分包括一個旋轉的換能器，其頻率可通過更換換能器改變。旋轉方向不影響測量，選擇不同工作頻率可適應不同井液的需要和最優化的信噪比，維持分辨率的穩定[4]。

該儀器具有旋轉探頭覆蓋方位100% 、不同發射頻率能適應不同井液和精度的需要、不同方位的井截面圖清晰直觀、現場實時顯示測量的三維圖像清楚易懂等特點，儀器結構如圖1所示。

圖1 小直徑井壁超聲成像測井儀結構示意圖

2 儀器技術指標

儀器外徑：Φ46 mm;

耐溫：150 ℃;

耐壓：60 MPa;

分辯能力：2 mm(對縱縫的分辯能力);

8 mm(對孔洞的分辨能力);

2 mm(聲波井徑相對分辯能力);

測速：60 m/h。

3 應用效果

應用小直徑井壁超聲成像測井技術與井徑測井技術相比，可以準確直觀判斷套管腐蝕、穿孔、破裂、錯斷、變形、絲扣脫落等情況。

3.1 可直觀反映套損程度及類型

井徑儀器對于確定井眼套損及深度比較準確，但對于套損類型只能根據解釋人員的判斷來確定，圖2為四十臂井徑[5]測試結果，不能判斷出套損的類型。小直徑井壁超聲成像測井儀可直觀反映套損程度及類型，圖3為小直徑井壁超聲成像測井儀資料的測試結果，可以準確直觀判斷套管類型為套管擴徑。

圖2 四十臂井徑測試成果圖

3.2 孔眼的檢測

對于孔眼的檢測，用四十臂儀器檢孔眼，不直觀，而且對套管損傷小的井檢測不到孔眼，而小直徑井壁超聲成像測井儀有較高的檢測精度。檢測的孔眼形狀、數量準確，圖4為北1-50-E62井成果圖回波的幅度展開圖，可以看出射孔孔眼大小不一致。兩排孔眼不在一條直徑上，孔距不均。

圖3 小直徑井壁超聲成像測井儀成果圖

圖4 北1-50-E62井成果圖回波的幅度展開圖

3.3 管錯斷變形檢測

薩爾圖油田一些老井及套損區內的井，套損極其嚴重，其中對少數難以修復的井要執行報廢，而報廢前需要進行測井取證，小直徑井壁超聲成像測井儀為報廢井提供了可靠的依據，如圖5所示，該井段兩處出現錯斷，但情形不同，一處套管大面積破裂損壞，另一處套管破裂、錯斷。

圖5 Z281-SP028井測試成果圖

3.4 配合大修井的測試

小直徑井壁超聲成像測井儀在配合油水井修井也能發揮顯著作用。圖6所示為套管補前、補后測試成果，圖中顯示了套管月牙形狀的接頭，與在地面看到的形狀一致。小直徑井壁超聲成像測井儀提供的圖像資料直觀、形象，修井根據這一圖像資料可制定具有針對性的修補方案并可檢查修補的效果。

圖6 北1-4-斜E33井套管補前、補后測試成果圖

4 結 論

綜合分析可以得出如下結論：

1)小直徑井壁超聲成像測井技術提供精確的客觀的井眼探察及清晰、明顯、直觀反映的套損類型及程度，為關鍵性決策提供基礎資料。

2)儀器外徑小，可以適應不同套損井測量。

3)不同發射頻率適應不同泥漿特性的井眼測量，同時可以提供逼真的井壁直觀三維圖像，高精度的解釋系統。

4)由于小直徑井壁超聲成像測井技術測速60 m/h，測試井相比于井徑測井施工效率低。因此，為了提高施工效率應結合井徑測井，對于井徑測試結果套損程度及類型判斷不清的井段，再用小直徑井壁超聲成像測井技術進行測井效率更高。

總之，小直徑井壁超聲成像測井技術為檢測井下套管的完好性及修復提供了更為可靠直觀的資料，滿足了采油廠及時監測套管狀況的要求，也為油井作業、大修提供全面、準確的套管全貌。