水平井深度可视化监测快速找水试验探索.pdf
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1、2024 年 2 月 第 33 卷 第 1 期 生产测试与动态监测技术文章编号:1004-4388(2024)01-0055-06 2022-04-05 收稿,2023-07-04 修回,2023-11-09 接受,2024-02-20 网络版发表水平井深度可视化监测快速找水试验探索刘汉斌1,2,李大建1,2,王晓飞3,杨海涛1,2,张桓3,高晓涛41.中国石油长庆油田分公司油气工艺研究院 陕西西安 7100182.中国石油低渗透油气田勘探开发国家工程实验室 陕西西安 7100183.中国石油长庆油田分公司第十二采油厂 甘肃庆阳 7450004.中国石油长庆油田分公司培训中心 陕西西安 710
2、018通讯作者:Email:ldj_cq 项目支持:中国石油集团(股份)重大专项“水平井找堵水技术试验”(2019F-28)引用:刘汉斌,李大建,王晓飞,等.水平井深度可视化监测快速找水试验探索J.油气井测试,2024,33(1):55-60.Cite:LIU Hanbin,LI Dajian,WANG Xiaofei,et al.Depth visualization monitoring for rapid water detection in horizontal wellsJ.Well Testing,2024,33(1):55-60.摘要 为了实现低产液量水平井快速找水,突破常规井下
3、电视测井在水平井找水测试领域的应用界限,提出水平井深度可视化监测快速找水技术。通过研发专用仪器接头,融合现有井下电视测井、套管外水泥胶结测井(RBT)、多臂井径成像+磁测壁厚测井(2M)技术为一体,设计形成了井下电视+RBT+2M 为核心的深度可视化综合监测工艺管柱。矿场试验 2 口井,采用爬行器输送、预置测井仪的方式,在油井泵抽生产条件下,实现了井筒彩色全侦率视频图像、套外水泥环胶结状况、套管壁厚及内径变化特征信息的全面监测,综合水平井段固井质量、井筒形貌特征、产层段产出状态分析,精准确定了出水位置,为水平井快速找水测试开辟了新方向。关键词 水平井;井下电视;RBT 测井;2M 测井;固井质
4、量;射孔孔眼;压裂改造中图分类号:TE358 文献标识码:B DOI:10.19680/ki.1004-4388.2024.01.010Depth visualization monitoring for rapid water detection in horizontal wellsLIU Hanbin1,2,LI Dajian1,2,WANG Xiaofei3,YANG Haitao1,2,ZHANG Huan3,GAO Xiaotao41.Oil&Gas Technology Research Institute of Petrochina Changqing Oilfield Com
5、pany,Xian,Shaanxi 710018,China2.Petrochina Low Permeability Oil and Gas Field Exploration and Development of the National Engineering Laboratory,Xian,Shaanxi 710018,China3.Oil Production Plant No.12 of Petochina Changqing Oilfield Company,QingYang,Gansu 745000,China4.Training Centre of Petrochina Ch
6、angqing Oilfield Company,Xian,Shaanxi 710018,ChinaAbstract:In order to achieve rapid water detection in low yield horizontal wells and surpass the application limitations of conventional downhole television logging in water detecting tests,a technology for depth visualization monitoring of horizonta
7、l wells for rapid water detection was proposed.By developing specialized instrument connections and integrating existing downhole television logging,radial bond tool(RBT)logging,and multi-arm wellbore diameter imaging+magnetic thickness logging(2M)technologies,a comprehensive monitoring process stri
8、ng with downhole television+RBT+2M as the core was designed,which realized depth visualization.Two wells were tested on site using crawler transportation and preset logging instruments.Under the conditions of oil well pumping and production,comprehensive monitoring of colorful fullview video images
9、of the wellbore,the cement bond condition of the casing exterior,casing wall thickness,and inner diameter variation were achieved.By further integrating the cementing quality of the horizontal section,wellbore morphology characteristics,and production status of the producing layers,the precise deter
10、mination of the water outlet location was achieved.This process opens up a new direction for rapid water detection tests in horizontal wells.Keywords:horizontal well;downhole television;RBT logging;2M logging;cementing quality;perforation holes;fracturing stimulation 井筒状态形貌、产层段产出特征的测试描述是水平井开发过程中一项重要
11、测井内容主要为油井井筒配套(蜡垢腐蚀预防等)、特殊处理(落物打捞)、措施调整(找堵水、重复改造、套损修复等)提2024 年 2 月供重要参考依据,目前主要通过单项测井技术的应用来获取数据信息:如采用井下电视测井,可以直观获得井筒落鱼鱼顶形貌、揭示井筒漏失井段套管变形情况,以及结合形态学研究,对井下视频图像进行处理,通过特定参数的抽取获得套管接箍识别、射孔孔眼形貌尺寸差异特征,尤其是在生产条件下开展井下电视测井,在井筒井液透明度较高的条件下,通过产层段视频采集回放,还具备生动直观描述产出特征的潜力。梅俊炜、阚绍佑等结合井下电视测井视频图像进行套损、套管接箍识别研究应用1-2,王德福、张斌山、罗未
12、平等开展了井下电视图像处理、标定研究,为拓宽井下电视测井应用打下基础3-5,刘卫、王元胜、黄志平等就井下电视在生产测井以及油田水平井上应用开展了研究,建立了油田开发动态监测新手段6-8,张家田、谢荣华等阐述了井下电视可视化测井技术、装备的发展及方向,就油田动态监测技术完善提出认识9-11。套管完井水平井套外水泥环胶结质量是衡量建井质量的一项重要指标,主要通过 RBT(径向水泥胶结测井仪)测井来确定,通过 RBT 测井评价,对于油井后期各种措施选层、效果评价具有重要参考意义。MIT/MTT 测井主要是用来揭示套管内壁因腐蚀、结垢结蜡等因素影响引起内径的变化特征,结合套管壁厚的变化,综合判断井筒套
13、管完整性,定位腐蚀、套损、套变、结蜡结垢井段,指导后期井筒处理、井筒修复等措施12。单项测井技术应用能够获取特定条件下井筒状况信息,但在综合分析时容易产生片面理解认识,有时候还能引起错误描述。为了全面采集井筒信息数据,如果针对某口井分别开展不同类型监测内容测井,会大幅度提高测井成本,不利于低油价下油井降本增效政策的执行。低渗透油田低液量水平井快速找水测试目前仍是行业内主要技术瓶颈之一,基于井下电视测井技术的发展,借鉴井下电视生产动态条件下采集产层段产出特征视频图像的技术方法,结合井筒形貌特征监测,在识别评价套损、串层、套管腐蚀穿孔等因素基础上,进行水平井段出水层段的有效识别,从而提出了融合现有
14、水平井井下电视测井技术、套管径向水泥胶结测井技术、多臂井径成像+磁测壁厚测井技术为一体,通过井筒深度可视化综合测井实现水平井快速找水测试的技术路线;在此基础上,充分利用井下电视、RBT、2M 测井技术仪器输送、监测数据存储、监测兼容的共性,设计了井下电视+RBT+2M 一体化测井工艺管柱,创新研制了兼容性测井仪器连接接头,首次成功将三种测井仪器有机连接,形成一体化测井仪器串;采用爬行器输送、预置测井仪至井下,在油井生产状态条件下,通过井筒内彩色全侦率视频图像采集、套外水泥环胶结质量信息连续监测、井筒套管壁厚及内径变化特征描述,全面掌握井筒内形貌特征、流体流型流态、产层段产出状态,实现水平井深度
15、可视化测试达到快速精准找水目标;矿场探索试验 2 口井试验表明,成功捕捉到了水平段产层段出水、产油特征视频图像,客观展现了井筒蜡垢杂质堆积状态,为指导水平井后期控水措施调整、井筒处理提供了可靠数据资料,矿场应用意义重大。1 深度可视化监测工艺管柱设计 针对抽油机有杆泵举升水平井,为了实现在泵抽条件下的井筒可视化测试,设计采用爬行器将测井仪器串输送预置到水平井段,然后在直井段下入泵抽管柱,测井铠装电缆从油套环空引出地面,实现一边泵抽、一边通过测井电缆控制爬行器在水平井段爬行、监测;井下电视、RBT 测井仪、MIT/MTT测井仪通过专用接头进行连接,形成一体化测井工具串;井口配套专用测井井口,满足
16、测井电缆起下作业及井口密封性;地面配套专用测井车配合,完成整套工艺测井过程中数据监测、传输、保存以及井下仪器参数调控(见图 1)。图 1 井下电视+RBT+2M 综合测井工艺管柱Fig.1 Downhole TV+RBT+2M integrated logging process string2 测井仪器接头研发与选配 为有效集成、融合现有井下电视、2M、RBT 测井仪器,提升工艺系统整体技术性能,研发了专用测65第 33 卷 第 1 期刘汉斌等:水平井深度可视化监测快速找水试验探索井仪器接头,实现了测井仪器间有效连接、适配;同时通过选配测井仪器、设计深度可视化监测工艺管串,满足了现场实施技术
17、要求。2.1 测井仪器接头研发 依据测试仪器端部接头相同扣型(43 mm 螺纹母扣)的兼容性特点,研发测井仪器连接通用接头,其中变径接头上端设计为 60.3 mm 螺纹母扣与爬行器端部公扣连接,同时设计了电缆穿越孔槽,方便后期变径接头下端测井仪器电缆穿越、连接;各测井仪器采用存储方式测井,测井仪器之间无需连接电线(见图 2)。图 2 测井仪器连接接头Fig.2 Logging tool connection joint2.2 测井仪器选配 根据可视化综合监测工艺目的,在全面调研国内外测井仪器技术水平与现状前提下,综合考虑兼容性、先进性、仪器参数指标适应性,优选工艺相匹配的国内外公司测井仪器。井
18、下电视测井仪:优选目前国产 VideoLog 可视化测井仪,能够实现井下彩色全侦率视频图像采集功能,结合形态学处理,通过对抓取的图像、视频进行特殊处理,可以实现对井筒内特定物体、部位进行尺寸形貌的定量分析识别,外径 54 mm,长度2.49 m,耐压 60 MPa,工作直流电压 200 V,帧率 125 fps,分辨率 352288 px。RBT 测井仪:优选 Sondex 公司研制的多扇区水泥胶结监测评价仪,满足水平井段套管外水泥环胶结质量、连续程度的精准监测、定量化分析评价(见图 3),主要技术参数为外径 73 mm,长度 3.55 m,耐温 175,测速 800 m/h,换能频率 22
19、kHz。图 3 RBT 测井仪Fig.3 RBT logging instrumentMIT/MTT 测井仪:优选 Sondex 公司研制的40 臂井径成像测井仪和高精度磁测壁厚测井仪(见图 4),分别对水平井段套管内壁形貌及套管厚度变化进行综合测试,分析解释套管内壁及本体的结垢结蜡、腐蚀以及套变状况,MIT 测井仪外径 70 mm,长度 1.4 m,耐温 175,精度 2 mm,测速 600 m/h;MTT 测井仪外径 43 mm,长度 2.09 m,耐温 150,精度15%管壁厚,测速 600 m/h。图 4 井下电视+2M 测井仪Fig.4 Downhole TV+2M logging
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