CO2注入井井下漏点位置判断研究及应用

袁继省

（中国石油吉林油田分公司油气工程研究院 吉林松源 138000）

前言

从调研来看，CO2驱实施后注气井会不可避免的出现环空带压问题，环空带压的原因主要有鼓胀效应和油管泄漏两方面，判断是否是由于CO2从油管渗漏造成的环空带压至关重要，避免因CO2高压和腐蚀造成套漏引起CO2从套外溢出的安全隐患。

目前常规的井下油管漏点检测方法主要有超声、涡流和漏磁三种[1][2]。三者测试作业都需下入测试工具或起出井下油管柱，作业复杂且成本较高，同时还存在CO2腐蚀下入测试工具的风险，因此，需要一种经济可行且简易快捷的井下油管漏点位置判断方法。

1 简易油管漏点位置判断方法设计

CO2驱注气井井筒结构如图1所示，为了判断油管漏点位置，设计了一种油管漏点位置判断方法：在油管注入示踪剂溶液，从套管进行返排（图1），对返出液中示踪剂进行检测，示踪剂明显返出时，记录返出液体的体积，此刻返出液体积与油套环空截面积之比即为漏点所在深度。

图1 漏点检测原理示意图

2 示踪剂的筛选与标定

通过室内实验和现场取样，对颜色示踪剂和光度示踪剂这两大类示踪剂进行了筛选，由于注入井筒会夹杂有深色杂质，造成返出液颜色偏深，与颜色示踪剂颜色相近，不利于判断识别，因此重点对多种光度示踪剂进行了实验评价。发现光度示踪剂JL-1扩散性能较好，在配制液中有很好的溶解性能（图2），与注入水按一定比例混合后在235nm处有明显吸收峰，便于检测（图3）。

图2 示踪剂扩散能力评价

图3 示踪剂紫外光谱图

同时，通过室内试验还表明现场水中含有的无机离子及细菌对光度示踪剂JL-1浓度检测的影响很小，因此选用光度型示踪剂JL-1作为标定示踪剂，检测溶液的返出情况，判断漏点位置。

在向油管管注入示踪剂溶液之前先要对溶液进行标定，建立光度与浓浓度的线性关系曲线

光度型示示踪剂JL-1在235nm处的明显吸收峰的强度与溶液中的示踪剂剂浓度显示出良好的线性关系，符合朗伯-比尔定律，在一定定浓度范围内，吸光度与浓度成正比，其标准曲线公式如下：

图4 示踪剂特征峰强度与浓度之间的线性关系

3 漏点位置判断技术做法

（1）确保环空充满不含示踪剂成分的液体，如不满则需对环空补加不含示踪剂成分的液体。

（2）向油管注入标定后的示踪剂溶液，确保注满油管，打开套管阀门开始返排。

（3）返出液每返出0.01m3进行一次浓度检测，记录每次浓度检测时已返出液的累计体积，示踪剂明显返出时对应的返出液体积即为漏点以上油套环空体积V。

（4）漏点以上油套环空体积V与油套环空截面积S之比及为漏点所在深度H。

计算对应的深度即为油管漏点位置，若计算得到的漏点深度在封隔器所在位置之上则说明油管存在漏点，若计算所得深度在封隔器位置或封隔器位置之下，则说明该井封隔器解封，漏点在封隔器处。

4 矿场试验验证

简易油管漏点位置判断方法在黑59区块A井进行了应用。该井油压9.6MPa,套压9MPa,分析该井井下油管存在漏点，为了验证该井油管是否存在漏点及漏点位置，利用示踪剂浓度检测方法进行了漏点位置判断。

由于该井测试前发现环空返液，说明该井环空内充满液体，对返出液中进行检测不含示踪剂成分，因此无需对环空补液。

确认环空充满液体后，用泵车向油管注入浓度为5000mg/L的示踪剂溶液，确保油管内充满示踪剂溶液，然后打开套管阀门放液。随着环空液体的返出，检测到示踪剂浓度从0突然升高至1147.4 ppm ，此时已累计返出液体2.5m3，因此，确定漏点以上环空体积V为2.5m3。（图5），通过漏点以上环空体积V与油套环空截面积S之比算出漏点所在深度在井下216m处。

图5 返出液示踪剂浓度变化图

因此，判定该井井下存在漏点，确定编制重新完井方案对该井进行重新完井，并提出起管作业需小心谨慎不可强拔避免油管断脱的建议。在重新完井作业过程中发现该井井下213米处油管在作业前已经发生断脱。

起管作业发现的漏点位置213米与示踪剂检测判定的漏点位置216米基本吻合，证明示踪剂检测判定方法可以有效判断CO2驱注气井井下油管漏点位置。

5 结论及认识

（1）利用示踪剂检测的方法可以有效判断CO2驱注气井井下油管漏点位置。

（2）示踪剂检测油管漏点位置判断方法可以为油管渗漏井后续处理作业提供有效论据支撑。

（3）光度示踪剂JL-1具有较好的扩散性能，且易检测，因此可选用光度示踪剂JL-1检测溶液的返出情况。

（4）利用示踪剂检测的方法判断CO2驱注气井油管漏点位置不仅操作简易且经济可行，同时还可以推广应用到多种井别的漏点检测中，具有广阔的应用前景。

［1］权高军.漏磁检测技术在油管修复中的应用［N］.无损探伤,2004.12.

［2］刘岩，李同风，石善方，赵炜.井下油管渗漏探测技术［J］.国外油田工程.2005.09.

［3］朱镭等. 咪唑啉缓蚀剂的研究与应用进展［J］, 材料保护,2003.12.