一种利用采油井生产资料判断套管破损的方法与流程

本发明涉及油田开发，特别涉及一种利用采油井生产资料判断套管破损的方法。

背景技术：

1、油田开发采油井中，由于腐蚀、磨损、井下作业过程中碰撞等原因，会导致采油井的套管破损，致使非目的层的水通过套管破损形成的通道进入采油井中，或使采油目的产出油水通过套管破损形成的通道进入非目的层，造成采油井的原油产量部分或全部损失，并可能污染地下水。

2、目前没有利用采油井生产资料判断套管破损的定量化方法。现有套管破损的判断方法，是油田开发技术人员根据采油井生产状况的变化，定性推测可能存在的套管破损，然后通过套管技术测井确定；或采油井修井或其它井下作业过程中，发现影响井内管柱及工具起下、洗井漏失变化等情形，推测可能存在的套管破损，然后通过套管技术测井确定。但该方式的不足是受技术人员经验和水平的影响，套管破损情况不能发现或不能及时发现，未及时检测修复造成原油产量损失或地下水污染。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种利用采油井生产资料判断套管破损的方法。

2、为此，本发明技术方案如下：

3、一种利用采油井生产资料判断套管破损的方法，包括如下步骤：

4、步骤1：对于需要判断套管破损的井，从指定时间开始，选择或指定定长时段，对定长时段内的产液量、含水率、动液面进行预处理，分别拟合为产液量时间的曲线q、含水率时间曲线f、动液面时间曲线d；

5、步骤2：确定各曲线的稳定时间点t1、稳定到上升或下降时间点t2、上升或下降时间点t3、上升或下降到稳定时间点t4、稳定时间点t5；

6、步骤3：计算对应t1、t2、t3、t4、t5产液量、含水率、动液面二阶导数，建立该井形态特征参数矩阵；同时计算对应t1、t2、t3、t4、t5产液量、含水率、动液面一阶导数，建立该井程度特征参数矩阵；

7、步骤4：将算得的特征的参数矩阵与套管破损评价标准进行对比，若一致，则判断存在套管破损情况。

8、进一步的，所述的形态特征参数矩阵的表示方法为：

9、q”(t1)q”(t2)q”(t3)q”(t4)q”(t5)

10、f”(t1)f”(t2)f”(t3)f”(t4)f”(t5)

11、d”(t1)d”(t2)d”(t3)d”(t4)d”(t5)

12、其中，q”(tn)表示产液量时间的曲线q在tn时刻的二阶导数值，f”(tn)表示含水率时间曲线f在tn时刻的二阶导数值，d”(tn)表示动液面时间曲线d在tn时刻的二阶导数值。

13、进一步的，所述程度特征参数矩阵的表示方法为：

14、q’(t1)q’(t2)q’(t3)q’(t4)q’(t5)

15、f’(t1)f’(t2)f’(t3)f’(t4)f’(t5)

16、d’(t1)d’(t2)d’(t3)d’(t4)d’(t5)

17、其中，q’(tn)表示产液量时间的曲线q在tn时刻的一阶导数值,f’(tn)表示含水率时间曲线f在tn时刻的一阶导数值,d’(tn)表示动液面时间曲线d在tn时刻的一阶导数值。

18、进一步的，所述将算得的特征的参数矩阵与套管破损评价标准进行对比前，需要确定正常生产时流压水平与破损位置地层的压力水平的大小，若当正常生产时流压水平低于破损位置地层的压力水平时，所述形态特征参数矩阵变化采用第一评价条件，否则，采用第二评价条件。

19、进一步的，所述第一评价条件为：产液量、含水率曲线均存在稳定、稳定到上升、上升、上升到稳定、稳定的变化过程，对应时间二阶导数有0、>0、0、<0、0的变化过程，同时，动液面曲线存在稳定、稳定到下降、下降、下降到稳定、稳定的变化过程，对应时间的二阶导数有0、<0、0、>0、0的变化过程；

20、所述第二评价条件为：产液量、含水率、曲线均存在稳定、稳定到下降、下降、下降到稳定、稳定的变化过程，对应时间的二阶导数有0、<0、0、>0、0的变化过程，同时，动液面曲线存在稳定、稳定到上升、上升、上升到稳定、稳定的变化过程，对应时间二阶导数有0、>0、0、<0、0的变化过程。

21、进一步的，所述程度特征参数矩阵的评价标准为：

22、产液量、含水率、动液面曲线均可存在稳定、上升、稳定的变化过程，或稳定、下降、稳定的变化过程，从稳定到上升或下降、上升或下降到稳定的变化程度相近，即对时间一阶导数相近，将其作为第三评价条件，数学关系表达为：

23、q’(t3)-q’(t1)≈q’(t3)-q’(t5)

24、f’(t3)-f’(t1)≈f’(t3)-f’(t5)

25、d’(t3)-d’(t1)≈d’(t3)-d’(t5)

26、其中，q’(tn)表示产液量时间的曲线q在tn时刻的一阶导数值,f’(tn)表示含水率时间曲线f在tn时刻的一阶导数值,d’(tn)表示动液面时间曲线d在tn时刻的一阶导数值。

27、进一步的，所述产液量、含水率、动液面从稳定到上升时间点t2、上升到稳定时间点t4的产液量、含水率、动液面变化时间点相近，或其从稳定到下降时间点t2、下降到稳定时间点t4的产液量、含水率、动液面变化时间点相近。

28、进一步的，所述时间点t1、t2、t3、t4、t5的确定方法为：

29、a)计算预处理后的产液量、含水率、动液面对时间的二阶导数，然后计算二阶导数是否存在极值，如果存在两极值，且一正一负，并且产液量、含水率、动液面三个参数二阶导数极值出现时间同步，则第一个极值所对应的时间为t2、第二个极值所对应的时间为t4；

30、b)如不存在两极值且一正一负情形，则后推一个指定时间步，重复步骤a)。

31、c)确定t3＝(t2+t4)/2，t1＝t2-指定时长，t5＝t4+指定时长，指定时长包括但不限于其值为t4-t2；从而确定t1、t2、t3、t4、t5时间。

32、进一步的，所述形态特征参数矩阵符合第一评价条件或第二评价条件，且同时程度特征参数矩阵符合第三评价条件，则判断该采油井在t2时间点发生了套管破损。

33、与现有技术相比，该利用采油井生产资料判断套管破损的方法一方面利用采油井生产资料快速判断套管破损，可及时检测修复、保证原油产量；另一方面通过油田采油井已有生产数据的创新方法处理分析，以不增加成本和简单易行的操作，实现利用采油井生产资料判断套管破损，有利于套管破损及时检测修复，减少原油产量损失。

技术特征：

1.一种利用采油井生产资料判断套管破损的方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的利用采油井生产资料判断套管破损的方法，其特征在于，所述的形态特征参数矩阵的表示方法为：

3.根据权利要求2所述的利用采油井生产资料判断套管破损的方法，其特征在于，所述程度特征参数矩阵的表示方法为：

4.根据权利要求3所述的利用采油井生产资料判断套管破损的方法，其特征在于，所述将算得的特征的参数矩阵与套管破损评价标准进行对比前，需要确定正常生产时流压水平与破损位置地层的压力水平的大小，若当正常生产时流压水平低于破损位置地层的压力水平时，所述形态特征参数矩阵变化采用第一评价条件，否则，采用第二评价条件。

5.根据权利要求4所述的利用采油井生产资料判断套管破损的方法，其特征在于，所述第一评价条件为：产液量、含水率曲线均存在稳定、稳定到上升、上升、上升到稳定、稳定的变化过程，对应时间二阶导数有0、>0、0、<0、0的变化过程，同时，动液面曲线存在稳定、稳定到下降、下降、下降到稳定、稳定的变化过程，对应时间的二阶导数有0、<0、0、>0、0的变化过程；

6.根据权利要求5所述的利用采油井生产资料判断套管破损的方法，其特征在于，所述程度特征参数矩阵的评价标准为：

7.根据权利要求6所述的利用采油井生产资料判断套管破损的方法，其特征在于，所述产液量、含水率、动液面从稳定到上升时间点t2、上升到稳定时间点t4的产液量、含水率、动液面变化时间点相近，或其从稳定到下降时间点t2、下降到稳定时间点t4的产液量、含水率、动液面变化时间点相近。

8.根据权利要求7所述的利用采油井生产资料判断套管破损的方法，其特征在于，所述时间点t1、t2、t3、t4、t5的确定方法为：

9.根据权利要求8所述的利用采油井生产资料判断套管破损的方法，其特征在于，所述形态特征参数矩阵符合第一评价条件或第二评价条件，且同时程度特征参数矩阵符合第三评价条件，则判断该采油井在t2时间点发生了套管破损。

技术总结本发明公开了一种利用采油井生产资料判断套管破损的方法，通过定长时段的某采油井生产数据，计算出能反映套管破损后采油井生产数据变化特征的参数矩阵；将算得变化特征的参数矩阵与评价标准进行对比，按对比结果判断是否存在套管破损；该利用采油井生产资料判断套管破损的方法通过油田采油井已有生产数据的创新方法处理分析，以不增加成本和简单易行的操作，实现利用采油井生产资料判断套管破损，有利于套管破损及时检测修复，减少原油产量损失。技术研发人员：焦立芳,闫爱华,李静,付亚荣,古秋蓉,陈再贺,吕宏玖,魏敬彬,谢杰,李海涛,王潇受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/26