第6章油水井维修及事故处理

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1、第6章 油水井维修及故障处理第6章 油水井维修及事故处理第1节 井筒技术状况检测技术第2节 油水井修井施工基本工艺（2）第3节 油井检泵（3）第4节 射孔（1）第5节 解卡及打捞工艺技术（4）第6章 油水井维修及故障处理在油水井的开发生产过程中，随着开采年限的增长，加之 地质因素和工程因素的影响，都有可能造成生产井不能正常生 产，特别是由于各类卡钻和井下落物，使油水井停产，造成油 水井利用率下降，有时甚至会造成油水井报废。因此，迅速有 效的处理各类井下事故，及时对油水井进行维修，是保障油田 正常生产的一项重要措施。 第1节 井筒技术状况检测技术井筒技术状况检测是油水井维修工艺技术中的重要措施

2、它将为制定修井措施和施工步骤、选择工具、确定完井方式 等提供可靠的依据。井筒技术状况检测通常包括工程测井法 和机械法两种。工程测井法主要包括：井径测井、井温与连 续流量测井、彩色超声波电视成像测井、印模与陀螺方位测 井、磁测井磁性定位测井等不同的测井方法。机械法检测就 是利用印模对套管和鱼头状态进行印证，然后加以定性、定 量的分析，以确定其具体形状和尺寸。第6章 油水井维修及故障处理一、 工程测井法为了解井下管柱深度、检查井眼技术状况及施工作业效果而进行的生产测井项目统称为工程测井。主要包括井下管柱位置检测，套管内径变化、腐蚀和损害状况评价，射孔质量及固井质量评价等内容。（一）井径测井井径测井

3、就是利用井径仪所测得的套管内径变化曲线，确定套管损害状况和位置的一种测井方法。主要测井仪器有 X-Y 井径、陀螺方位井径、多臂井径（八臂、三十六臂、六十臂等）等。在现场施工过程中，可根据不同的检测目的，优选运用相应的测井仪器和方法。第6章 油水井维修及故障处理井径测井的用途主要体现在：井径测井得到的套管尺寸变化 准确性高，可信赖程度也较高，是目前较常用的井筒技术状 况检测法之一。对于套管补贴的施工井，井径测井是补贴前 了解核实补贴井段套管内径、选择波纹管和胀头的重要依据 ，而补贴后，井径测井又是核实波纹管深度位置及补贴井段 内径的重要依据和主要方法。1X-Y井径测井1）X-Y井径仪结构2）X-

4、Y井径仪的工作原理X-Y井径仪采用互成900角的四条测量臂， 同时测出互成900角的两条井径曲线，用以了解 套管内径的变化，大致确定变径情况。第6章 油水井维修及故障处理井径的测量是通过两对互相垂直的测量臂测量套管内径 的变化。每对井径臂对应一只滑线式的直拉杆电位器。在井 径弹簧的作用下，打开的井径臂紧贴套管内壁，井径臂的横 向变化通过传动杆成为径向变化，传动杆再带动井径电位器 滑动臂移动。给该电位器通一恒定的直流电流，这样，套管 内径的变化反映为电位器上直流电位的变化。该信号经简易 电位频率转换，输出不同极性的频率脉冲并经电缆传输，在 地面进行采集、录取，即可获得曲线。X-Y 井径测井曲线在

5、 套管接箍或套管内径有变化处有明显的异常变化。在记录曲 线上可直接读取套管内径变化的大小和深度。在使用X-Y井径仪时所要求的施工条件主要包括以下几点:(1)井内无油管或是过油管测量，要求井内最小通径不小 于54mm。(2)井内压井液不限。(3)井下有落物时，不能测井（探顶深度例外）。(4)有套管规范、壁厚、套补距等数据。第6章 油水井维修及故障处理(5)若过油管测量，则要求：油管下面必须安装喇叭口,喇 叭口直径100 mm，其位置距目的层顶界不少于5m；工作筒内 径必须大于 54 mm；油管内壁无蜡及残余油、无弯曲。2.方位井径测井1）方位井径测井仪结构方位井径测井仪是由一个X-Y井径仪与一个

6、 陀螺方位仪组合而成。它能通过油管连续测量套 管的多点变形，在变形点内径不小于56 mm 的情 况下，同时提供变形部位的尺寸和变形方位。其 结构如图6-2所示。2）方位井径测井工作原理如前所述X-Y井径仪有两对互相垂直的井径 测量臂，可以测量套管同一水平面内互相垂直的 井径（内直径）。陀螺方位仪具有测定方位性或第6章 油水井维修及故障处理者说具有定向特征（方位仪的核心部位是三自由度的陀螺仪方位测量主要是利用三自由度陀螺的定轴性，详细的工作原 理略）。因方位仪与井径仪连接在一起，根据方位仪的定向 特征，方位仪可以跟踪井经仪上某一测量臂的方位。仪器在 地面时可以测定一个测量臂的初试方位值，下井测量

7、过程中 仪器可以同时测量套管变形部位的井径值和方位值。由于仪 器测量的是套管内径，而不是内半径，所以，方位仪测的方 位是内径的两个方位（ 即方位值和加上1800 后的两个方位值）。方位井径测井可获得套管内径变化曲线和方位角度曲线 。从曲线上可直接读出套管内径变化值和变形点方位角度.第6章 油水井维修及故障处理在使用方位井径测井仪时所要求的施工条件主要包括以下几点：(1) 井内最小通径不小于54mm。(2) 井内压力不大于20MPa。(3) 井内温度不大于700C。(4) 井内介质不限。(5) 套管规范、套管程序、套补距等数据齐全。(6) 油管下面必须安装喇叭口，喇叭口直径100mm，深度在 测

8、量井段5m以上。(7) 工作筒内径必须大于54mm。(8) 油管干净无污物、无弯曲。第6章 油水井维修及故障处理3.多臂井径测井多臂井径测井是井径测井的发展方向，它能够更精确地 反映套管内径的变化，甚至可以计算套管剩余壁厚。多臂井 径仪包括八臂、三十六臂、六十臂等，下面以八臂井径仪为 例加以介绍。图6-3 所示为国产八臂井径仪工作原理示意图八臂井径仪在井下仪器同一截面上均匀地安装八条相同 的测量腿，每条测量腿由凸轮、井径腿、小轮、小轮轴等组 成。在活塞缸内正对每个测量凸轮的上方安装有八个推杆和 推杆弹簧，推杆下顶凸轮，上连拉杆电位器电刷轴。测量腿 依靠推杆弹簧的弹力伸开，使小轮紧贴套管内壁运动

9、。同一 直径上对称的两条测量腿就象一个内卡尺，其小轮外沿间距 离就是一条套管内径值。测量腿凸轮设计使小轮径向位移与 推杆轴向位移成线形关系，当推杆带动拉杆电位器电刷轴上 下位移时，电位器电阻值发生变化，将测量腿径向位移转变 为直流电位差大小，通过地面记录仪直接记录出四条套管内 径曲线。第6章 油水井维修及故障处理1-拉杆电位器；2-推杆；推 杆弹簧； 3-凸轮；4-支点 5-井径腿；6-小轮轴；7-小 轮；8-套管在使用多臂井径测井仪时所要求的施工条件主要包括以下 几点：(1) 井下无管柱。(2) 井的基本数据如套管规范、壁厚、套补距等数据齐全。(3) 井下有落物时，测量井段不能超 过鱼顶深度

10、(4) 根据套管内径的大小选择不同的 多臂井径仪如套管内径为114.3177.8 mm,用36臂井径探头测量；套管内径为 177.8244.5mm，用60臂井径探头测量（二）井温与流量计测井1.井温测井井温测井的测量对象是 地温梯度和局部温度异常。仪器电路中 采用铜、钨、 钼或合金作热敏电阻，对 第6章 油水井维修及故障处理温度都有灵敏的反应，随温度的升高或降低拌有相应变化。通 过测量桥路电位差的变化间接求出温度变化。 井下仪器送到地面仪器的温度信号，经过电子线路处理， 即可得到地温梯度曲线。井温测井电路如图6-4所示,两个温度 系数很大的热敏电阻Rx和电阻Rz构成电桥电阻Rx放在紫铜管 内，

11、和井内液体直接接触。在某一温度T0时，Rx =RZ,电桥平 衡M点与N点电位相等。当井内温度变化时，热敏电阻Rx 的 阻值随之发生变化，电桥失去平衡，MN间出现电位差UMN ，UMN的大小与温度变化T成正比，即:T = C (6 -1)式中 C井温仪常数；I电桥供电电流强度。 第6章 油水井维修及故障处理那么此时井内温度T等于T = T0 +T = T0 + C （6-2）对井温仪进行校验，求得T0及C值，通过测量便可直接 记录井内温度T，沿井身连续测量便可得到一条随井身变化的 温度曲线。对井温仪进行校验，求得T0及C值，通过测量便 可直接记录井内温度T，沿井身连续测量便可得到一条随井身 变化

12、的温度曲线。当井内出水时，由于地层水进入井筒进 入热交换，致使出水层位井温曲线产生异常 在等温点以上表现为降温异常，在等温点以 下表现为升温异常。而当套管漏失、管外窜 槽时，由于井内液体大量漏入地层，串漏处 短期内难以恢复其地层温度，因而造成井温 曲线下降的异常变化。因此可以利用井温曲 线确定出水、套管泄漏及管外窜槽位置。第6章 油水井维修及故障处理应用井温测井寻找漏失层时，先测出井温梯度基线，然 后泵入一定量修井液，如漏入地层，则温度变低，再测井温 时，在窜漏部位井温曲线将出现异常。将两次测量所得的井 温曲线进行比较，找出温差大的井段即为漏失层位。2.流量计测井目前，油田常用的井下流量计有转

13、子流量计、涡轮流量 计及示踪流量计三种，图6-5所示为转子流量计工作原理图。 转子流量计主要是由一个上粗下细的锥型管和一个能上下浮 动的转子所组成。当井内流体穿过转子与锥管壁间环隙时，流体受到了节流作用，由于流体速度的增加及 摩擦阻力损失等原因，流体的静压力就要降低 这时，转子下面的压力大于上面的静压力，就 产生了一个使转子向上移动的力。但是，转子 越往上升，它与锥管间的环隙面积就越大，则 流速下降，磨阻也下降，因此同一流量所产生第6章 油水井维修及故障处理的压差就越小。当上浮力与转子质量相等时，转子就稳定在 某一高度上。在地层窜漏层位，由于井内流体漏失使转子位 置升高，通过流量计的流量增大，

14、因此可用转子流量计查找 地层窜漏层位。（三）彩色超声波电视成像测井彩色超声波电视成像测井技术，是近几年研究、应用、 发展起来的工程测井项目它可以将套管的损害程度直观地反 映在电视屏幕上，结合井径测井则可定量地得到套管的损害 形状与尺寸。超声波井下电视成像测井是以超声波束为信息载体，利 用超声波在介质中的传播和反射特性，对井壁进行扫描以获 得图象的一种测井方法。在套管井中，应用超声波井下电视 成像测井可以了解套管损害或射孔情况，如套管破裂、变形 扭曲、断裂、缩径、扩径、空洞及裂缝等，为套管损害机理 研究及油水井大修提供依据。第6章 油水井维修及故障处理1-打捞帽；2-扶正器 3-电路筒 4-压力

15、平衡 器；5-电机和减速器 6-换能器超声波井下电视成像测井的原理如图6-6 所示，当探头T绕Z轴旋转时，换能器向井壁 发射声脉冲，并接受从井壁反射回来的声波 反射回波幅度的大小取决于井壁表面情况， 光滑表面比粗糙表面反射的声波多，套管面 比套管孔洞、裂缝反射的声波多。总之，井 壁表面的任何不规则性都将改变反射声波信 号的幅度，将此声波信号变换为电信号通过 电缆传输到地面仪器，再根据电信号幅度大 小，调制电视显象管辉度，并进行照相记录 既可确定井壁声学界面的几何位置，得到井 壁声学界面电视图象。当上提探头进行连续 测量时，即可得到井壁孔洞、裂缝分布的完 整图象。超声波井下电视成像测井仪结构示

16、意图如图6-7所示。第6章 油水井维修及故障处理在使用超声波井下电视成像测井仪时所要求的施工条件 主要包括以下几点：(1) 井径要大于100mm。(2) 在油水井液体中要求不能有气泡。(3) 泥浆压井时，密度小于1.3 g/cm3，含砂量小于 5%， 粒径小于74m。(4) 井内必须有液体（水、油或泥浆）。（四）其它测井1. 磁测井磁测井仪是一种专门用于检测井下金属套管技术状况的 涡流探伤仪器，一次下井可测得套管质量和井径两个参数。 通过对质量和井径测量结果的综合解释，可确定套管腐蚀状 况和破损程度、检查射孔质量及套管补贴效果。第6章 油水井维修及故障处理2.磁性定位测井（或称为接箍测井）磁性定位测井是根据井壁磁通量变化利用磁性定位器检 查井下工具深度的一种简便有效的测井方法，广泛应用于对 分层配水管柱的作业质量检查。磁性定位器主要由两个永久磁钢和一个绕组线圈组成， 两个磁钢同极相对中间放置线圈，装在非磁铁（如铜）外壳 中，并用橡胶或其他非