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管柱渗漏微不可见?ACX火眼金睛大显神通

管柱渗漏微不可见?看ACX火眼金睛大显神通

现阶段,渗漏检测面临很多挑战。哈里伯顿ACX工具的引入,降低了渗漏检测的不确定性。它可以在整个油井生命周期内帮助作业人员定位漏点并解决井完整性问题。

作者 | Freeman Hill
编译 | 于晓林

随着油井开发年限和油井复杂性的增加,油井完整性和流动保障逐渐成为许多运营商越来越关注的问题,这两者一旦出现问题就要花费大价钱来进行修井作业,甚至会导致油井产量降低或井漏等情况的发生,最终影响整体成本、创收和投资回报。

在许多情况下,由于油井投产前一些问题没有弄清楚,后期可能会需要进行修井作业,这时花费的时间可能比钻井作业更多,工序也更加复杂。管柱、多层套管或完井部件外部发生渗漏是很难检测到并了解实际情况的。

过油管技术可以有效地检测套管外的渗漏源并且精确地识别漏点的深度和径向位置。但是用这种方法进行油井完整性诊断目前还不成熟。有效地描述油井完整性有利于运营商规划油井的干预方案,制定生产检测计划,迎合政府法规,并为决策制定提供有效信息。

渗漏检测面临挑战

渗漏检测作业中应用了许多技术,但却很少有令人满意的结果。生产测井主要侧重于管柱的内部流动,会受井筒外部温度或者压力的一些影响。脉冲中子测井工具能够检测到管柱外的渗漏,然而,这种技术只能通过检测水流来进行检测,导致其应用受到了限制。用于检测渗漏的最小阈值对于微型渗漏来说并不合适,在一些情况下并不能较好地检测渗漏情况。

噪声测井工具也已被用来进行渗漏检测,利用其噪声和频率属性的大小来估计渗漏的大小。过去这些工具仅有一个水听器或接收器,只能记录频率和数据。而且这种工具大多数是静止测量的,这就导致最佳渗漏截距变小。研究人员曾期望通过新的计算方法来优化测量结果,然而,一些物理性质的变化从根本上断绝了优化测量结果的可能,这些物理性质主要为声音通过油井和水泥环传播的性质。

新型声学工具

现有技术难以准确地定位和分析管柱外或井筒周围的渗漏或流动情况。哈里伯顿Acoustic Conformance Xaminer(ACX)工具的出现有效地解决了这一难题。这款工具能够降低作业不确定性,工程师可以根据检测结果制定相应地计划来解决问题并降低作业风险。它还可以在整个油井生命周期内为世界上各种生产井服务,以帮助定位渗漏点以及解决油井完整性问题。

管柱渗漏微不可见?看ACX火眼金睛大显神通

ACX工具在心轴部分1.8米(6英尺)长的线上有一系列水听器。水听器以一定的间距隔开来收集声学/声音数据。ACX工具从每个水听器收集大量频率信息,为描述管柱外的渗漏或流动提供了一个新的方向。传感器堆叠分布,因而工具可以通过三角测量或波束成形来定位径向距离和深度位置,进而实时检测漏点,这种检测方法十分独特。ACX工具可以识别伪声音数据,比如那些由于部件变化而检测到的数据(不是存在漏点引起的)。该服务可在7.6m/min(25 ft/min)的速度下连续运行,也可在静止模式下运行。

该工具测量的是水听器间信号的相移。有了这些数据,就可以精确定位距离和位置,进而确定其径向和垂直位置。它还能测量声音大小,或者测量声能的大小。把ACX工具排成一行,就可以通过堆叠的水听器灵敏、有力地测量声能。

利用收集到的数据,该ACX可以生成一个2D流程图,以此来指出发生流动或渗漏的位置。根据油井结构,该工具可以通过算法再现流量变化,而不仅仅是观察最高能量区域和进行三角测量。这有助于全方位地描述渗漏或流动情况,并说明流动路径,从而减少渗漏描述的不确定性。

ACX技术有望为每口井节省数百万美元的修井成本。它能够定位和描述渗漏问题,为采取有效的手段解决问题做好准备。除了可以检测产生噪音的渗漏和追踪流动轨迹外,该技术还能解决井眼周围的渗漏问题。

案例分析:阿拉斯加

阿拉斯加一家公司的气举井出现了以下情况:内环空(套管与生产管柱之间环空,IA)与外环空(套管与井壁之间环空,OA)的压力是连通的,内环空加压时外环空的压力以95psi/天的速度上升。由于这种情况的存在,油井无法进行气举作业,生产受到严重影响。该地区多口油井都出现这种情况,但是之前的渗漏检测技术并不能很好地定位漏点。因此运营商考虑使用新型ACX工具。

使用ACX工具测量整个井筒,并静止在一些疑渗漏点进行测量,其中一处漏点在套管悬挂器附近,这也是通过高清波形和流图处理工具识别出的渗漏区域。利用径向定位,重复上述步骤就能排除其它疑渗漏点,这也是其它超声技术所不能做到的。另一个漏点(IA到油管)在气举阀工作筒上,在哈里伯顿Slickline团队更换气举阀后,经ACX确认井筒完整性已修复。

“ACX技术对于我们公司来说是非常宝贵的,它帮助我们找到了以前无法发现的微型油管或套管渗漏,”该油田的一位完井工程师说。“明确漏点位置能够为我们修井做好充分的准备工作。由于油田位于阿拉斯加,我们的开发成本非常高,因此减少诊断和修复渗漏的时间对我们有很大的帮助。

由于在地表附近发现渗漏,这家公司计划使用密封剂堵漏,最终节省了3百万美元的修井费用。

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白矾
石油圈认证作者
毕业于中国石油大学(华东),油气井工程硕士,长期聚焦国内外石油行业前沿技术装备信息,具有数十万字技术文献翻译经验。

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