油田廢棄井泄漏搶險探測應用實例*

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(1.中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司技術檢測中心，山東 東營 257000； 2.中石化石油工程設計有限公司，山東 東營 257000； 3.山東萊克工程設計有限公司，山東 東營 257000)

目前勝利油田有尚未永久封堵的各類廢棄井7 000余口，其中2 000余口廢棄井由于城市改擴建或基礎資料不完善無法確定井口位置，這些井口位置不明的廢棄井廣泛分布于整個油區，部分井口處于城建規劃區，個別甚至位于工廠或居民小區。由于油田開采工藝不斷變化，油田底層能量發生明顯改變，部分老舊廢棄井又恢復了地層壓力與產油能力，成為油區內的安全隱患，一旦發生泄漏，極有可能造成可燃油氣介質泄漏甚至噴發，污染周邊環境，造成生命和財產損失。為給油田廢棄井隱患治理及廢棄井泄漏事故的快速搶險提供技術支持，勝利油田技術檢測中心總結多年來開展油田埋地鋼質管道非開挖外檢測的實踐經驗[1]，積極開展廢棄井井口探測研究與應用，綜合利用金屬探測、雷達波探測、質子磁力儀探測、瞬變電磁檢測及磁應力檢測等多種檢測技術，形成了一套較為成熟、有效的廢棄井井口精確探測定位方法，2017年完成勝利油田廢棄井井口探測1 236口，部分廢棄井井口經開挖驗證，檢出定位準確率達91.5%。2017年5月，勝利油田某單位職工室內活動中心發生了廢棄井泄漏，活動中心南側墻角處有少量原油滲漏，且處于人員活動密集場所及事故后果嚴重區，勝利油田技術檢測中心綜合利用多種檢測技術，1 h內完成了泄漏搶險檢測，為油田安全生產排除了重大隱患。

1 探測技術篩選與探測流程確定

1.1 探測技術篩選

由于油田老舊廢棄井套管仍埋于地下，結構上廢棄井套管主要會對周圍環境產生電磁信號，形式上類似于豎直的管道，因此基于一系列電、磁原理,埋地鋼質管道非開挖外檢測技術原理應適用于廢棄井套管的探測，多種電、磁檢測技術試驗后，最終確定以下幾種技術適用于廢棄井井口的探測定位，見表1。

1.2 制定標準化探測流程

在篩選適用的探測技術的基礎上，根據廢棄井口、套管的金屬頻率特性及結構特性等，形成了廢棄井組合探測技術，并制定了標準化探測流程，見圖1。該流程主要包括4個步驟：一是通過金屬探測、雷達波探測等技術初步探測可疑位置(識別井口的金屬頻率特性)；二是通過高精度質子磁力儀等剔除非目標干擾信號(識別井口的幾何特性)，縮小探測范圍；三是通過瞬變電磁法[2]，對井口特征信號進行主動源模式特征信號識別(識別井口金屬質量特征信號)；四是通過磁應力檢測[3]技術對井口特征信號進行被動源模式特征信號識別(識別應力特征信號)，最終精確定位井口位置。

表1 廢棄井探測定位技術

圖1 廢棄井井口探測流程

2 檢測結果與開挖驗證

由于職工活動中心內部金屬管道和金屬構件較多，干擾大，影響檢測數據及分析結果，極大地增加了廢棄井井口探測難度。應用廢棄井組合探測技術及標準化探測流程，對檢測數據優化處理，1 h內確定井口位置，實現強干擾區域內廢棄井準確定位。磁應力檢測精確定位圖譜見圖2，其中橫軸代表距離，縱軸代表磁場值，箭頭所示位置為廢棄井套管產生的漏磁場導致附近的大地磁場產生扭曲變形，從而形成了較強異常信號。

圖2 磁應力檢測圖譜

精確定位的廢棄井井口位置見圖3。經開挖驗證，泄漏廢棄井井口位置與定位位置完全吻合，開挖后的廢棄井井口見圖4，在井口加裝壓力表后，測得井口壓力達9 MPa，存在較大安全隱患。

圖3 廢棄井井口位置精確定位示意

圖4 廢棄井井口開挖驗證

3 結 語

目前，國內各油田均存在部分廢棄井井口位置不確定的問題，油田泄漏廢棄井井口組合探測技術及標準化探測流程的探索和成功運用，為永久封堵廢棄井，消除油區安全隱患，降低安全環保風險提供了強有力的技術支撐。該檢測方法可以最大限度地降低由于廢棄井泄漏而引起的經濟損失、能源浪費和環境污染，具有顯著的經濟及社會效益。