摘  要：随着油田开发的不断深入，套损井数不断增多，如何分析套损变化趋势及规律，这对择机进行套损井修复非常重要。本文分析了常规井径资料分析套管稳定性存在的问题，提出了一种基于时间推移数据分析套管稳定性的方法。采用定点监测井的多臂井径资料进行时间推移分析，引入井径变化率、面积变化率和体积变化率参数，从套管内半径的变化量、每个深度点的横截面积的变化量以及变形井段的单位体积变化量来综合考虑其变化情况，引入参数标准偏差指数评价套损变化趋势。实验表明，应用时间推移数据分析套管稳定性的方法，能够实时监测套管的损坏程度，判断出损坏类型和趋势，从而更好地指导套损防护工作。

关键词：套管损坏;工程测井;多臂井径;时间推移

分类号：TE931.2

1.前言

随着油田开发的逐步深入，各种增产、增注措施的实施，造成了井与井、层与层之间的压力不平衡，加剧了断层活动、泥岩吸水膨胀、电化学等腐蚀作用，使油、水井套管损坏产生窜槽、漏失情况，不仅直接影响本井的生产，而且还会造成区域注采系统不完善，直接和间接损失都很大[1-9]。大庆油田A区块局部区域套损严重，对产量损失很大，从套损类型看，以套管错断和变形为主，占累计套损井数96.3%;从套损层位看，以非油层段嫩二底油页岩标准层为主，占累计套损井数77.5%。大量的套损井在修复后，一个阶段后继续损坏，说明地层仍然不稳定。如何择机进行套损井的修复，非常重要。在A区块对11口井进行选择方位井径测井技术定点监测，每口井上下半年各进行一次方位井径测井，一般间隔6个月，通过方位井径解释结果来了解套损变化趋势及规律。

2. 常规井径资料分析套管稳定性存在的问题

四十臂仪测量的是套管的内半径值，而解释方法是按照对臂相加的原则，把内半径转化成套管直径值，解释结论为变形井段深度值、变形井段内的最大井径值、最小井径值。实际上对臂相加原则有时忽略半径的变化，有的变形在40条测量半径值有变化，而最大井径值、最小井径值没有体现变化，如图1所示。

在对定点监测井统计过程中，发现很多井的最大、最小井径变化不大，而在40条半径所组成的截面变化很大，例如A1井，对比两次方位井径解释结果显示，该井井径最小值无变化，最大值变化也不到2mm，解释结果显示该井变形稳定，但是，两次40臂井径截面图显示，该井变形加剧，因此，最大、最小井径并不能代表套管内径的实际变化情况。

将有连续4次以上四十臂井径测井资料的四口井的最大井径、最小井径按月变化绘制出月变化曲线，（见图3），从月变化曲线上总结不出套管稳定性变化规律。综上分析可知，单纯的通过最大、最小井径值来进行定点监测井的对比分析方法存在问题，对定点监测井进行套损的时间推移分析不可靠。

2. 时间推移井径数据分析套管稳定性方法

为了描绘出套管变形不同时期的变化程度，本文从一维、二维、三维的角度来体现井径不同时期的测量变化情况，即从单个井径测量臂（套管内半径）的变化量，每个深度点的横截面积的变化量，变形井段的单位体积变化量来综合考虑其变化情况，它可以消除不同次测量的系统误差，引入以下三个变化率。

井径变化率：

式中 Δdi—井径变化值;

n—井径腿数量;

l—解释长度;

表示将这个深度段的井径变化值进行累加然后除以井径腿条数再除以这个深度段长度，表示平均每米每条腿变化百分数。

面积变化率：

式中 Si—横截面积;

S—标准横截面积;

表示这一段的最大面积变化率。

体积变化率：

式中 Si—横截面积;

V—标准体积;

表示单位长度体积变化率。

为了进一步推移分析套损随时间的变化情况，引入参数标准偏差指数S。标准偏差是统计学名词，一种量度数据分布的分散程度的标准，用以衡量数据值偏离算术平均值的程度。标准偏差越小，数据值偏离平均值的程度越小，数据就越集中。应用到定点监测井的时间推移分析上，标准差表示套损的变化趋势，当同一口井的变形处井径、面积、体积变换率的标准差随测井次数的增加，标准差不断增大时。说明套损不稳定，如果标准差曲线趋于平稳，说明套损形式稳定。

标准偏差指数：

3.应用情况

利用标准偏差的计算方法，对两口测试井次多的变形井和一口未变形井进行分析，结果表明变形井A2井2017年以前还弹性变形之后变形趋于稳定;变形井A3井2017年2月变形开始加剧变化，2019年10月变形继续加剧，2020年测试时仪器已经下不去。

4.结论

随着油田开发的深入，套管防护工作相当于油田生产中的安全工作，既有整体控制和细节调整的需要，又有长期性和持续性的要求，因此，套损监测工作要按照“预防为主、防治结合”的方针，应用时间推移数据分析套管稳定性的方法，能实时监测套管的损坏程度，套管变形是处于弹性变形还是塑性变形，是微变形还是已错断，都能给出精准分析，从而指导套损防护工作，把套损防护融入到油田开发工作中。

参考文献：

[1] 胡博仲， 徐志良. 大庆油田油水井套管损坏机理及防护措施.石油钻采工艺，1998，20（5）：95-99.

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[3]李增省，郑志，马海林，谢华，赵晶，戴乾军.四十臂井径成像和电磁探伤组合测井技术研究及应用[J].中国石油和化工标准与质量，2020，40（02）：250-252.

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作者简介：何巍巍，女，1982年生，讲师（博士），2010年毕业于吉林大学物理学院，目前主要从事应用物理学研究。E-mail：vivian820626@163.com

基金项目：大庆市指导性科技计划项目“注入剖面特征大数据智能诊断方法研究”（编号：zd-2020-06）