套管破損井補(bǔ)井修復(fù)作業(yè)可視化檢測方案研究

摘要

套管破損是地?zé)峋⒂蜌饩⑺木哳l故障，套管裂縫、穿孔、錯(cuò)斷會(huì)造成層間竄水、出水出砂，井筒失效，必須開展補(bǔ)井修復(fù)。傳統(tǒng)補(bǔ)井作業(yè)依靠測井間接解釋，對于破損位置、破損規(guī)模判斷存在偏差，造成補(bǔ)貼、擠堵補(bǔ)井施工達(dá)不到預(yù)期。本文研究套管破損井補(bǔ)井修復(fù)整套可視化檢測方案，把井下成像貫穿于補(bǔ)井前診斷、補(bǔ)井施工監(jiān)控、補(bǔ)井后質(zhì)量核驗(yàn)全流程。分析不同套管損傷類型對應(yīng)的成像識別特征，探討成像設(shè)備技術(shù)指標(biāo)、現(xiàn)場作業(yè)流程，對比套管補(bǔ)貼、擠水泥封堵兩種主流補(bǔ)井工藝與可視化檢測的配合方式。工程案例表明，可視化檢測能夠精準(zhǔn)定位套管破損，有效評價(jià)補(bǔ)井修復(fù)質(zhì)量，降低補(bǔ)井返工概率，對井筒完整性治理具有重要工程價(jià)值。

關(guān)鍵詞：套管破損；補(bǔ)井修復(fù)；井下成像；套管補(bǔ)貼；擠堵封堵；井筒完整性

引言

各類深井長時(shí)間服役之后，在地層應(yīng)力、流體腐蝕、作業(yè)載荷共同作用，套管容易產(chǎn)生腐蝕孔洞、縱向裂縫、套管錯(cuò)斷變形。套管一旦破損，地下不同含水層、油氣層發(fā)生竄流，油氣井含水暴增，地?zé)峋毓嗍Э兀┧|(zhì)遭到污染，嚴(yán)重時(shí)整口井報(bào)廢，需要實(shí)施補(bǔ)井修復(fù)作業(yè)。

補(bǔ)井主要分為機(jī)械套管補(bǔ)貼與擠水泥封堵兩大工藝。機(jī)械補(bǔ)貼下入金屬補(bǔ)貼管，坐封在破損位置實(shí)現(xiàn)物理隔離；擠水泥封堵向套管破損處擠入水泥漿，固化之后封堵裂縫孔洞。過去開展補(bǔ)井作業(yè)，依靠超聲、電磁測井資料解釋破損位置，屬于間接推斷，對于破損實(shí)際尺寸、形態(tài)掌握不足，經(jīng)常出現(xiàn)補(bǔ)貼工具覆蓋范圍不足，水泥封堵位置偏移，補(bǔ)井失效返工。引入井下可視化成像，可以直接觀測套管破損實(shí)景，解決間接測井多解性難題。

1 套管破損的井下成像識別特征

不同套管損傷，成像畫面具備明顯特征：

1）腐蝕穿孔：管壁出現(xiàn)大小不等孔洞，孔洞邊緣有腐蝕剝落痕跡；

2）縱向裂縫：套管壁出現(xiàn)長條型開裂，部分裂縫在外力下張開；

3）套管錯(cuò)斷：套管上下兩段發(fā)生徑向偏移，井筒臺階，通徑突變；

4）套管擠壓變形：套管被地層擠壓向內(nèi)凹陷，井筒內(nèi)徑縮小。

成像記錄同步綁定深度數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)記錄每一處破損的井深、破損長度、形態(tài)，為補(bǔ)井工藝選擇提供依據(jù)。小型分散孔洞適合擠水泥封堵；套管長段裂縫、錯(cuò)斷，優(yōu)先選用機(jī)械套管補(bǔ)貼。

2 可視化補(bǔ)井完整作業(yè)流程

1）補(bǔ)井前期成像診斷：井筒經(jīng)過洗井替液，降低井液濁度，下入井下成像探頭，全井連續(xù)掃描，識別全部套管損傷點(diǎn)位，記錄深度、破損尺寸，編制補(bǔ)井方案，確定補(bǔ)貼工具長度、坐封位置或者水泥擠堵井段。

2）補(bǔ)井施工階段：下入補(bǔ)貼管或者開展擠水泥作業(yè)，施工完成之后，不直接完井，先通井循環(huán)井筒，把井筒內(nèi)殘留水泥漿、雜質(zhì)充分循環(huán)帶出。**注意：水泥未固化階段嚴(yán)禁下入成像探頭，水泥殘?jiān)鼤?huì)污染光學(xué)窗口，造成設(shè)備損壞。**等待水泥固化養(yǎng)護(hù)期滿之后，再開展成像檢測。

3）補(bǔ)井后可視化質(zhì)量核驗(yàn)：養(yǎng)護(hù)到期后，再次下入成像系統(tǒng)，觀察補(bǔ)貼管坐封狀態(tài)，補(bǔ)貼管是否居中，兩端密封位置是否到位；擠堵位置查看水泥充填情況，裂縫孔洞是否被封堵。同時(shí)配合壓力試壓，成像與試壓數(shù)據(jù)互相印證，綜合評價(jià)補(bǔ)井質(zhì)量。

3 設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)要求

套管補(bǔ)井修復(fù)井深度跨度大，從幾百米水文井到數(shù)千米油氣、地?zé)峋３上裨O(shè)備需要滿足：深度計(jì)量準(zhǔn)確，配備光電編碼器計(jì)米系統(tǒng)；探頭耐溫適配井筒溫度；鏡頭具備360°全景成像功能，完整觀測套管整圈管壁；外殼抗沖擊耐腐蝕。作業(yè)前必須處理井筒渾水，井液濁度過高，成像識別不出細(xì)小裂縫孔洞，會(huì)造成漏判。

4 工程案例

某地?zé)峁┡\(yùn)行9年，出現(xiàn)淺層冷水竄入井筒，出水溫度明顯下降。電磁測井推測210?230m套管存在破損，但無法確定破損形態(tài)。實(shí)施井下成像檢測，確認(rèn)井深216?222m套管存在多處腐蝕穿孔，無套管錯(cuò)斷。綜合研判，選用擠水泥封堵補(bǔ)井工藝。水泥完成養(yǎng)護(hù)后，再次成像檢測，孔洞位置水泥充填密實(shí)，沒有可見孔洞裂縫；后續(xù)結(jié)合試壓驗(yàn)證，補(bǔ)井合格。投運(yùn)之后，出水溫度恢復(fù)設(shè)計(jì)指標(biāo)，層間竄流問題得到解決。

5 結(jié)論

套管破損補(bǔ)井修復(fù)作業(yè)引入井下可視化檢測，實(shí)現(xiàn)“看清損傷?精準(zhǔn)設(shè)計(jì)?完工核驗(yàn)"閉環(huán)。成像可以直觀掌握套管破損形態(tài)，指導(dǎo)補(bǔ)井工藝選型，完工后直接觀察封堵、補(bǔ)貼實(shí)際狀態(tài)，改變僅依靠壓力試壓判斷補(bǔ)井質(zhì)量的局限。現(xiàn)場作業(yè)必須注意，水泥固化前禁止下入成像儀器，防止設(shè)備損壞；控制井筒流體濁度，保障細(xì)小裂縫孔洞識別能力。可視化檢測與壓力試壓相結(jié)合，能夠顯著提升套管補(bǔ)井修復(fù)工程可靠性。

參考文獻(xiàn)

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