功夫面
加权系数法在预测管柱拔不动井套损概率中的应用探讨王 东1，任冬珏1，姜民政
2
(1.大庆油田有限责任公司第四采油厂;2.东北石油大学，黑龙江大庆 163318)
摘 要：近年来大庆油田采油四厂拔不动的套损井数逐年增多，而施工力量有限，修井成本高，需要科学安排施工队伍，合理制定工程设计。通过统计分析无套损与有套损拔不动井的判别因素，引入加权系数法将套损产生概率定量化，达到方便对比，易于判断的目的。此方法易于现场工程技术人员的使用，实现了定性到定量的突破，为完善套损预测模型提供基础工作。 关键词：加权系数；套损预测；定量分析；拨不动井
中图分类号:T E 931+.207 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)15—0022—02 随着油田开发的不断深入，投产井数逐年增加，维护性作业工作量逐年增加，管柱拔不动井(简称拔不动井)也逐年增加。要使拔不动井恢复生产，一般的作法是：对于套管损坏可能性大的进行大修作业；对套管损坏可能性小的进行井况调查作业。拔不动井中套损井约占30%；大修与井况调查作业需要的施工队伍要求不同，大修队伍数量有限，大修施工费用较井况调查作业费用高出几倍，所以，准确预测拔不动井套损概
率非常重要。
王利艳等[1]应用层次分析法对导致套损的诸多因素建立层次结构模型，将模糊综合评判方法应用到油田套损井的识别预测上，建立了套损井模糊综合评价向量的计算方法，预测油水井套损发生情况。王敏等[6]将人工神经网络方法应用在油水井套损预测上，阐述系统实现的全过程。进而定义神经网络模型；收集套损信息与套损井其他相关生产数据，筛选神经网络训练样本，从而实现神经网络的自学习、训练和套损井预测。 目前国内外套损预测主要使用建模法与神经网络法对油水井进行预测。建模法在现场应用中存在边界条件收集困难，考虑因素少等问题，神经网络法则存在必须提供大量样本进行分析、学习，而少量样本则不能准确判断。然而在现场应用中，却需要根据目前获取资料就可判断，又考虑各项影响因素的一种简捷、高效的套损预测方法。1 油水井套损影响因素
套管损坏的类型可分为四种：变形、错断、破裂和腐蚀穿孔。套管损坏是各种因素套综合作用的结果，大体分为地质因素、工程技术原因和其它原因。而在大庆采油四厂98%的套损井为变形、错断井，采油四厂套损的主要原因是注水压力超过破裂压力在固井质量差的情况下易引起窜槽；在有进水通道情况下，泥、页岩大量浸水并形成浸水域，地层应力失去平衡，大的浸水域易形成成片套损区，如嫩二段底部，小的浸水域则可形成小片套损区或零星套损区。泥岩膨胀也是套管损坏的原因之一。
套损产生机理主要分为：一是泥岩蠕变膨胀并在某种外力作用下挤压套管，造成的往往是单井套损。套损层位纵向分布以油层部位和浅部油层段的泥质岩层为主。二是在区块压差或地层倾角产生的地势压差等作用下，岩层成片滑动，剪切套管，造成的经常是成片套损。三是开发区块内外，往往由于孔水分子团
隙压力不均匀，形成分布不均匀的高压区和低压区。
高压区内孔隙骨架膨胀使外围岩体受压而上抬，低压区却因孔隙骨架收缩使外围岩体受拉而下沉。这种岩体的垂向升降易造成套管拉断。四是注入水使断层两侧憋压，造成断层两侧地层压力失去平衡。
总结上述对套损机理的认识，工程设计考虑因素主要确定为；套损发生时间、套损井位置、套损区套损程度、注采比、异常高压区、低压区等项因素。
2010年大庆采油四厂对无套损拔不动水井按免释放封隔器及非免释放封隔器进行分析，免释放封隔器的管柱46口井，占总数的85.2%，其它五种类型的管柱8口井，占15.8%。
表1 2010年无套损拔不动水井管柱分类情况表
管柱类型Y 341-114MS Y 341-114MT L Y 341-114M L2752-4II Y 341-114M L1Y 341-114FK
752-7合计井数91215111
30
比例
30%
40%
3.3%
16.8%
3.3%
3.3%
拉深模具
3.3%100%
统计46口免释放封隔器管柱结构的井，按封隔器级数分，一级封隔器1口，二级封隔器1口，三级封隔器8口井，四级封隔器17口井，五级封隔器14口井，六级封隔器2口井，七级封隔器3口井。按拔不动原因分析情况统计，砂卡或垢卡为18口井，占39.1%；封隔器不解封20口井，占43.5%；封隔器不
解封及砂卡两种因素都有的8口井，占17.4%。
油井出现拔不动情况53.33%概率有可能发生套损。因此，在工程设计考虑因素主要确定为封隔器类型、级数、油管锚定装置。2 加权系数法
加权系数法是在给定某项指标数据的情况下，给出几种影响该数据质量的因素，分别假定各因素所对应的标准情况，以该指标的实际情况与标准情况的比值为附加系数，最后再与指标的数据值相乘，得到调整后结果的方法。
套损发生时间、套损井位置、套损区套损程度、注采比、异常高压区、低压区、封隔器类型、级数等项因素对照标准表确定数值为X i ，取各项因素对应的加权系数为R i ，则信息融合输出为Y，事先整定闸值为F =[F 1,F 2,F 3,F 4,F 5]，确定Y 在F 具体范围时，判定套损发生的概率等级，从而确定是工程设计是井况调查或普修。其中;
22
内蒙古石油化工 2012年第15期
收稿日期55
作者简介王东，男，工程师，主要从事油气采集工程技术研发与推广工作。
:2012-0-2:
Y=
∑n
u=1
R i
X i
(0<
R i <1)(1)
使用正态函数建立对照标准表，根据《采油四厂套损数据库》以及《大庆油田勘探开发数据库》中的数据，选取2008年至2010年已施工完的647口井，采集上述各项因素数据，按照完好井、套损轻微井与套损严重井进行划分，使用正态分布函数求出各期望值的概率，各项期望值值与概率如表2所示。
表2对照标准表
影响因素
完好井套损轻微井
套损严重井
套损发生时间
0.13(无套损)0.65
(4年内发生套损)0.84
(2年内发生套损)
套损井位置0.2
(不位于套损区块)0.8
(位于套损区块)
0.8
(位于套损区块)
套损区套损程度
(本井周200m 内发生套损井比率)金玻璃
0.24(0口井)0.76(1口井)0.95(2口井)注采比0.2(小于1.2)
0.6
(大于1.2小于1.4)
0.8(大于1.4)
异常高压区0.20.50.5低压区0.2
0.5
0.5
封隔器类型
(Y 341-114MS 、Y341-114MT L )0.3(不是Y 341-114MS 、Y341-114MT L )0.4(不是Y 341-114MS 、Y341-114MT L)0.4
级数
0.1
(大于等于6段)0.6
(大于4小于6段)0.8
(小于等于4级)
表3
井1各项参数明细表
影响因素套损发生时间套损井位置套损区套损程度注采比异常高压区低压区封隔器类型、级数数值0.650.80.950.20.20.40.8加权系数
0.2
卫星电视接收卡0.2
0.2
0.075
0.075
0.05
0.2
3 使用加权系数法应用
2008年至2011年大庆采油四厂井况调查发现套损后转大修占比例、拔不动井大修工程设计出现套损比例如表4所示。从表中可以看出，在逐年完善此方法过程中，预测的准确率不断提高，井况调查发现套损后转大修井的比率的降低，表示减少了井况调查施工井数，这部分井直接进行大修作业，减少了井况调查的作业费用，降低修井成本，提高效率，并且及时上大修，降低油水井套损发生概率，确保采油四厂稳产的目标。
井1于2011年1月作业时管柱发生拔不动，查同一区块中3口连通井,2口发生过套损，且都于
2008年前发生过套损，故确定套损发生时间X 1=0.
65套损井位置X 2=0.8。此区块2009年有2口发生套损大修报废井，故套损区套损程度X 3=0.95，此井所在区块近2年注采比平衡，地层压力正常，注采比X 4=0.2，异常高压区X 5=0.2，最后一次作业下入3级Y 341-95MS 封隔器，故封隔器类型X 6=0.4级数X 7=0.8，将7项因素对应的加权系数R i (i=1,7)代入式1(如表3所示)，得出Y 值为0.69，判定此井有69%概率可能发生套损，属严重情况，故决定此井工程设计是普修。2011年3月进行大修施工，发现此井套管于992.47m 发生了错断，最小通径81mm ，验证此井大修结果符合预测。
表4无套损拔不动水井管柱分类情况表
年份井况调查发现套损后
转大修占比例拔不动井大修工程设计
出现套损占比例
2008
27.27%31.82%200931.25%35.71%2010
27.59%51.22%2011
25%
奥沙利52.38%
4 结论
通过对无套损与有套损拔不动井的判别因素的统计分析，获得合理的加权系数，从而建立油气田套损井加权系数预测法，能够有效预测油气井套损发生概率。工程技术人员能够通过此方法对油井数据进行对比分析，达到较准确预测套损井的目的，较为简便的实现了定性到定量的突破。
各油田、采油厂情况不一样，需要根据具体影响因素对加权系数进行修正调整。通过加大对套损井规律的探索，为完善套损预测模型做好基础工作。
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Discussion of the Un -pulled Out Well Casing P ipe Damage F orecast with Weight ing Coefficient Met hod
WAN G Do ng 1,RE N Dong-J ue 1,J I AN G Min-Zheng 2
(1.Daqing Oilfield Company Lt d No .4,163312;2.Nort heast Pet roleum U niversity ,163318,)
Abstr act:In recent years,t he un-pulled out wells of daqing oilfield company lt d no.4were increased year by year ,servicemen were limited and well repair cost s were high,t herefore scientific servicemen arrangement were demanded and engineer design need t o be formulat ed reasonably .T he un -pulled out y B y f y j f f ,y q f ff T j y y ,q q z T f f f K y
W ff ;D F ;Q f ;U O W 23
2012年第15期 王东等 加权系数法在预测管柱拔不动井套损概率中的应用探讨
w el l w e r e divid ed in t o t w o t pe s t ha t ca sin g pip e da m a g e w ell a nd c a sin g pipe un da m a g ed w e ll.m e a n s o s ta t ist ic an a l s is w it h t h e u dg e d a ct or s o c a sin g p ipe d a m a ge d or n ot th e d am a ge d c a sin g p ipe a pp ea r in g p r ob ab ilit w as ua n t i ica t ion u sin g t h e w eig ht in g coe ic ie n t m e t h od .his u d ge d m e t ho d w a s e as to u sing b th e e ng ine e r s a n d t ec hn icia n s an d t he ua lit a t iv e to u a nt it a tiv e br e a k th r o ug h w a s r e a li ed.h e p a pe r p r ovid ed oun da t ion w or k or c om p le tin g t h e ca s in g pipe d a m a ge or e ca s t m od
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