[发明专利]一种套管最小内径检测方法

说明书

本发明涉及一种套管最小内径检测方法，属于油气田工程测井技术领域。本发明首先制作测量套管变形井，并测量套管变形井中不同变形程度的套管的最小内径；然后在套管变形井的套管内下入油管，在所述油管内设置电磁测井仪，测量套管变形井中不同井深处的脉冲涡流响应信号；再采用机器学习算法建立脉冲涡流响应信号和套管最小内径之间的数据模型，通过样本训练的方式，得到较为精确的脉冲涡流响应信号与套管最小井径之间的数据模型，更为精确的拟合脉冲涡流响应信号与套管最小井径之间的非线性关系；最后将待测井套管的脉冲涡流响应信号带入上述模型，从而实现在不取油管的条件下，准确得到套管最小内径值。

技术领域

本发明涉及一种套管最小内径检测方法，属于油气田工程测井技术领域。

背景技术

现代油气井工业中，油气生产井井下管柱结构主要包含套管和油管，其中套管用于保持井壁稳定和分隔油气层，采用水泥浆与井壁胶结封固；油管作为油气传输通道位于套管内部。受地层应力、射孔、生产层压力变化、井下流体腐蚀等因素的影响，作为保护层的套管往往会出现不同程度的缺陷，如：挤压、变形等，这些缺陷会直接影响井下作业的安全、油气产量和开采效率。

套管最小内径是油气井套管变形检测中的关键参数，其数值直接反映套管的形变程度，是评价油气井井筒完整性的重要依据。国内外常用井下管柱最小内径检测方法包括超声波井下电视测井、鹰眼电视测井、多臂井径测井和涡流电磁测井。

其中超声波井下电视测井、鹰眼电视测井和多臂井径测井属于井径成像测井方法，分别采用超声波、光学和机械臂展开的测量原理，仅能实现油管或套管单层管柱的测量。在油气生产井中，油管内置于套管内，受井身结构限制，在测试套管内径变形量时，需先取出油管使仪器直接接触套管内壁才能测量。一般油气井油管下深超过3000m，取油管作业施工周期长、费用高，尤其在高压高含硫条件下，井下管柱采用了永久性封隔器，取油管时，为避免硫化氢泄漏，需要采取压井、油气层暂堵，套铣封隔器等一系列措施作业，工序复杂，施工时间长，作业风险大，甚至可能出现油管、井下工具落鱼，产层被压死，后期无法复产等情况，导致超声波井下电视测井、鹰眼电视测井和多臂井径等测井技术应用受限。

涡流电磁测井基于电磁互感原理，采用间接测量的方式，利用电磁线圈激励一组双极性的电流信号在线圈周围形成一次磁场，该磁场遇到环状介质时产生涡流环，进而形成二次磁场，通过在发射激励信号的间隙接收磁场信号，根据油管和套管中涡流电磁场分布状况及大小，可实现油管、套管单层管柱结构以及油管+套管双层管柱结构的缺陷情况测量，是目前油气井套管缺陷检测的有效方法，尤其在高含硫气井套管缺陷检测中具有明显优势。根据测量原理，涡流电磁测井仪直接采集到的测试数据，仅能表征套管缺陷的电磁场大小，不能直接得到套管最小内径，需要通过对测试数据进行特征提取及处理计算，才能实现对套管最小内径定量计算，为后期修井、作业以及封井等措施制定提供可靠依据。

例如，申请号为201811217762.1，发明名称为“一种井下管柱套管内径变形程度的检测方法”的发明专利，采用建立套管变形标准井的方式，利用最小二乘线性拟合方法，得到不同井深的套管内径尺寸值与相应井深的套管电磁响应特征之间的数学模型，实现了在不取油管条件下套管内径变形程度的定量检测。但该方法中采用的是线性拟合方式，而脉冲涡流响应信号与套管最小井径实际为非线性关系，且在拟合模型建立时，仅根据每一个套变段的最大电磁响应值和套管内径尺寸建立拟合关系，未考虑整个套变段的电磁响应特征，使得测量得到的井下管柱套管内径与是实际井下管柱套管内径不符。

发明内容

本发明的目的是提供一种套管最小内径检测方法，以解决目前采用线性拟合关系进行最小内径检测导致测量结果不准确的问题。

本发明为解决上述技术问题而提供一种套管最小内径检测方法，该检测方法包括以下步骤：

1)统计分析研究区各实测井的套管变形类型及变形程度，根据研究区各实测井的套管变形类型及变形程度，制作若干不同变形类型和不同变形程度的变形套管，形成套管变形井，并测量套管变形井中不同变形程度的套管的最小内径；