CN110186840B - 一种注水井套管损伤测试数据的处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种注水井套管损伤MIT‑MTT测试数据的处理方法，解决了区块内不同时期、不同注水井套损情况无法进行量化对比的问题，首先，对每口井的套损描述腐蚀主体的数据进行归一化处理，根据归一化处理的结果，对在不同腐蚀程度的套管所占的百分比赋予不同的权重值，并按照非射孔段穿孔的管段数进行修正，计算出每一口注水井套损腐蚀程度的加权计和值；然后，利用灰色关联度分析法计算注水井套损的腐蚀程度加权计和值与搜集到的影响注水井腐蚀的生产性因素、腐蚀环境影响因素的相对灰色关联度，确定显著影响因素及影响大小的排序；最后，明确研究区块内套损的腐蚀机理，充分利用注水井套损测试数据中所隐含的相关信息，拓展了注水井套损测试项目的工程应用价值。

Description

一种注水井套管损伤测试数据的处理方法

技术领域

本发明涉及油气井采油工程技术领域，特别涉及一种注水井MIT-MTT套管损伤测试数据的处理方法。

背景技术

套管质量对注水井来说非常重要，随着油气需求的不断增加，提高采收率措施的不断应用以及油气井投运年限的不断延长，套管服役工况越来越苛刻，套管损伤(以下简称“套损”)日趋严重，套损井次逐年加速上升，严重影响了油气正常生产，甚至导致油气井报废停产，引起安全和环保风险。腐蚀，尤其是点蚀穿孔，是造成套损问题的主要诱因(套损腐蚀井次有的高达19/36)，也是影响套管工作可靠性及使用寿命的关键因素。目前，国内外成熟的套损检查技术主要包括井径系列、磁测井系列、声波成像测井系列、井下电视成像测井系列等方法。因为每种方法都有一定的局限性，所以一般采取多种方法测井资料综合解释，达到排除影响因素，克服解释片面性和多解性的目的。其中，最常用的是多臂井径成像测井仪(MIT，Mult–Finger Imaging Tool)和磁壁厚测井仪(MTT，Magnetic Thickness Tool)的组合，2种仪器组合一次下井可记录多条独立的井径曲线和12条磁壁厚曲线以及井斜、相对方位曲线，利用WIVA绘图技术，可绘制出套管的三维成像图，直观反映套管腐蚀、变形、穿孔的位置，为油田开发生产提供了一些信息，每口井测试费用也很高。虽然油气企业投入了大量的人力、物力、财力进行套损检测，但MIT-MTT套损解释数据是针对每一口井进行分析的，由于其主要以图像形式表述测试结果，导致井与井之间的数据无法进行量化对比，甚至同一口井不同时段的套损解释数据之间也无法进行量化对比，更无法充分利用解释数据后面隐含的信息为油气田注水井套管腐蚀损伤发生原因和预测提供数据支撑。

因此，如何提供一种注水井套管损伤测试数据的处理方法用以解决不同时期、不同注水井套损情况无法进行量化对比的问题，并利用量化数据与腐蚀环境影响因素、生产因素进行关联进一步探讨套管腐蚀损伤机理是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明针对上述研究现状和存在的问题，提供一种注水井MIT-MTT套损测试数据的处理方法，解决不同时期、不同注水井套损情况无法进行量化对比的问题，并利用量化数据与腐蚀环境影响因素、生产因素进行关联进一步探讨套损腐蚀机理，具体方案如下，

一种注水井套管损伤测试数据的处理方法，包括如下步骤：

S1、抽取每一口注水井包含不同腐蚀程度套管数量的MIT-MTT套损测试数据，剔除腐蚀程度为85-100％的数据按照剔除后管段数进行归一化处理；

S2、根据MIT-MTT套损测试数据中不同腐蚀程度根据套管损伤失效的贡献赋权重值，腐蚀程度越高的权重值越高，对归一化后的MIT-MTT套损测试数据进行加权求和处理，对存在非射孔段穿孔的注水井按非射孔段套管穿孔管段数进行修正，得到注水井套管的腐蚀程度加权计和值；

S3、利用灰色关联度分析法，计算注水井套管的腐蚀程度加权计和值和注水井生产性因素和腐蚀影响因素之间的相对灰色关联度。

优选的，所述MIT—MTT套损测试数据抽取射孔段穿孔的套管数量和非射孔段穿孔的套管数量。

优选的，所述S2中注水井套管的加权计和值的计算方法为：

对不同腐蚀程度的MIT-MTT套损测试归一化数据进行赋权重处理；

计算注水井套管的腐蚀程度加权计和值：

式中：X_k——第k口注水井的注水井套管的腐蚀程度加权计和值；

Z_i，k——第k口注水井不同腐蚀程度套管数量的归一化数据，％；

F_i——套管不同腐蚀程度的权重；

i——不同腐蚀程度区间的序数，取值1～5。

优选的，所述S2中注水井套管的加权计和值的计算方法为：

对不同腐蚀程度的射孔段穿孔的注水井MIT-MTT套损测试归一化数据进行赋权重处理；

当第k口注水井存在非射孔段穿孔的注水井时，获取非射孔段穿孔的管数；

计算注水井套管的综合腐蚀程度加权计和值：

式中：X₀(k)——第k口注水井综合腐蚀程度加权计和值，k＝1，2，…，m；

Z_i，k——第k口射孔段穿孔注水井不同腐蚀程度套管数量的归一化数据，％；

F_i——套管不同腐蚀程度的权重；

i——不同腐蚀程度区间的序数，取值1～5；

X_k——第k口注水井腐蚀程度加权计和值；

N——第k口井非射孔段穿孔的套管管数，根。

优选的，所述S3具体包括：

以注水井套损的腐蚀程度加权计和值为母序列{X₀(k)}，k＝1，2，…，m；

以注水井腐蚀的生产性因素和腐蚀环境影响因素为子序列{X_i(k)}，i＝1，2，…，n；

计算母序列与各子序列的相对灰色关联度γ_0i，

其中：

——X₀(k)初值像的始点零化像；

——X_i(k)初值像的始点零化像。

本发明相较现有技术具有以下有益效果：

本发明提供的一种注水井套管损伤测试数据的处理方法，解决了区块内不同时期、不同注水井套损情况无法进行量化对比的问题，同时，结合影响注水井腐蚀的生产性因素和腐蚀环境影响因素等参数，确定套损腐蚀机理的问题，充分利用注水井套损测试数据中所隐含的相关信息，拓展了注水井套损测试项目的工程应用价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明一种注水井MIT-MTT套损测试数据的处理方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的1#注水井的MIT-MTT套损解释报告综述管柱主体分析图；

图3为本发明实施例提供的某区块注水井综合腐蚀程度加权计和值与各因素的灰关联相对系数对比图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例公开了一种注水井套管损伤测试数据的处理方法，首先，根据套损检测单位提供的资料，对每口注水井的MIT-MTT套损描述腐蚀主体的原始数据进行归一化处理，根据归一化处理的结果，对在不同腐蚀程度套管所占的百分比赋予不同的权重值，计算出每一口注水井套损腐蚀程度的加权计和值；然后，利用灰色关联度分析法计算注水井套损的腐蚀程度加权计和值与搜集到的影响注水井腐蚀的生产性因素(服役年限、环空保护液投加频率等)、腐蚀环境影响因素(pH、侵蚀性二氧化碳、溶解氧、矿化度、Cl^-、总铁离子浓度、硫酸盐还原菌含量、腐生菌含量、碳酸钙结垢趋势指数、硫酸钡结垢趋势指数等)的相对灰色关联度；最后，确定显著影响因素及各子影响因素大小的排序；根据确定的显著影响因素及各子影响因素大小的排序；明确研究区块内套损的腐蚀机理，充分利用注水井套损测试数据中所隐含的相关信息，拓展了注水井套损测试项目的工程应用价值。

具体实施步骤如下：

1、抽取MIT—MTT套损测试数据中不同腐蚀程度套管数量的数据，参见附图1中套管柱主体损伤数据，将不同腐蚀程度的套管根数列入表1中，由于每口井都存在射孔段穿孔，且射孔段数量不同，删去判断为穿孔的腐蚀程度为85-100％的套管数量，将其余腐蚀套管数量的总数量记为100％，计算各腐蚀程度管数占总数量的百分比，进行归一化处理，以某区块12口注水井套损测试数据为例，归一化过程见表1；

表1不同腐蚀程度归一化计算表

2、对不同腐蚀程度归一化数据进行赋权重处理，腐蚀程度越高的权重越大，腐蚀程度越低的权重越小，体现出不同腐蚀程度对腐蚀程度判断的重要性不同，所赋权重具体见表2，由第k口井不同腐蚀程度套管数量的归一化数据(Z_i，k)乘以该段所赋予的权重(F_i)，然后计算第j口注水井的注水井套管的加权计和值(X_k，范围5～40)，计算过程式1：

式中：X_k——第k口注水井的注水井套管的加权计和值；

Z_i，k——第k口井不同腐蚀程度套管数量的归一化数据，％；

F_i——套管不同腐蚀程度的权重；

i——不同腐蚀程度区间的序数，取值1～5。

当第k口注水井存在非射孔段穿孔的注水井由MIT-MTT套损解释数据中查出非射孔段穿孔的管数，每增加一根穿孔的套管在加权计和值上增加2倍，得第k口注水井综合腐蚀程度加权计和值(X_0，k)，见式2：

式中：X₀(k)——第k口注水井综合腐蚀程度加权计和值，k＝1，2，…，m；

N——第k口井非射孔段穿孔的管数，根。

最后计算出考虑了非射孔段穿孔情况的综合腐蚀程度加权计和值，以某区块各井数据为例，加权计和过程见表2，该值越大，则注水井的套管腐蚀情况就越严重，从而实现每口注水井套管综合腐蚀程度的量化。

表2考虑存在非射孔段穿孔加权计和过程与综合腐蚀程度加权计和指标计算结果表

3、利用灰色关联度分析法，以某区块注水井套损的综合腐蚀程度加权计和值X_0，k为母序列：{X₀(k)}，k＝1，2，…，m，本例中m为12；以搜集到的影响注水井腐蚀的生产性因素(服役年限、缓蚀剂投加频率等)、腐蚀环境影响因素(pH、侵蚀性二氧化碳、溶解氧、矿化度、Cl^-、总铁浓度、硫酸盐还原菌含量、腐生菌含量、碳酸钙结垢趋势指数、硫酸钡结垢趋势指数等)为比较数列(又称子序列)：{X_i(k)}，i＝1，2，…，n，本例中，n为13(见表3)，计算母序列与各子序列的相对灰色关联度γ_0i，见式3-式6。

其中：

——X₀(k)初值像的始点零化像，

——X_i(k)初值像的始点零化像，

即γ_0i是子序列X_i(k)对参考曲线X₀(k)的关联度。相对灰关联度γ_0i值的变化范围在0～1之间，若γ_0i>0.60，即证明该因素具有显著影响。本例计算结果见表3和图2。由表3和图2可知，影响腐蚀的环境因素及大小排序为：Ba垢结垢趋势程度>Cl^->矿化度>pH>溶解氧，其余常规腐蚀影响因素在检测范围内均不是显著影响因素(相对灰色关联度均≤0.60)；影响腐蚀的生产因素及大小排序为：年限>缓蚀剂，由影响腐蚀的环境、生产因素及大小排序可知：服役年限与某区块注水井套损的综合腐蚀程度加权计和值的相对灰色关联度最高，说明该区块井主要注水井腐蚀只能延缓不能阻止，硫酸钡垢与某区块注水井套损的综合腐蚀程度加权计和值的相对灰色关联度次之，说明硫酸钡垢的存在可以起到延缓腐蚀的作用，水质中主要影响因素为Cl^-，投加的缓蚀剂起到了一定作用，但其延缓腐蚀的作用不如硫酸钡垢起到的抑制作用，总体得出结论该区块注水井套管腐蚀的主要原因是与高矿化度水接触引起的电化学腐蚀，其中主要是Cl^-的影响。

表3某区块注水井综合腐蚀程度加权计和值与各影响因素相对灰关联计算结果表

以上对本发明所提供的一种注水井MIT-MTT套损测试数据的处理方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、”包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (5)

1.一种注水井套管损伤测试数据的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、抽取每一口注水井包含不同腐蚀程度套管数量的MIT-MTT套损测试数据，并进行归一化处理；

S2、根据MIT-MTT套损测试数据的不同腐蚀程度，对归一化后的MIT-MTT套损测试数据进行加权求和处理，得到每一口注水井套管的腐蚀程度加权计和值；

S3、利用灰色关联度分析法，计算注水井套管的腐蚀程度加权计和值和注水井腐蚀因素之间的相对灰色关联度。

2.根据权利要求1所述的一种注水井套管损伤测试数据的处理方法，其特征在于，所述MIT-MTT套损测试数据中包括射孔段穿孔的套管数量和非射孔段穿孔的套管数量。

3.根据权利要求1所述的一种注水井套管损伤测试数据的处理方法，其特征在于，所述S2中注水井套管的加权计和值的计算方法为：

对不同腐蚀程度的MIT-MTT套损测试归一化数据进行赋权重处理；

计算注水井套管的腐蚀程度加权计和值：

式中：X_k——第k口注水井的注水井套管的腐蚀程度加权计和值；

Z_i，k——第k口注水井不同腐蚀程度套管数量的归一化数据，其中剔除腐蚀程度为85-100％的管段，％；

F_i——套管不同腐蚀程度的所赋权重；

i——不同腐蚀程度区间的序数，取值1～5。

4.根据权利要求2所述的一种注水井套管损伤测试数据的处理方法，其特征在于，所述S2中注水井套管的加权计和值的计算方法为：

对不同腐蚀程度的注水井MIT-MTT套损测试归一化数据进行赋权重处理；

当第k口注水井存在非射孔段穿孔时，提取非射孔段穿孔的套管管段数；

计算注水井套管的综合腐蚀程度加权计和值：

式中：X₀(k)——第k口注水井综合腐蚀程度加权计和值，k＝1，2，…，m；

Z_i，k——第k口注水井不同腐蚀程度套管数量的归一化数据，％；

i——不同腐蚀程度区间的序数，取值1～5；

F_i——套管不同腐蚀程度的权重；

X_k——第k口注水井腐蚀程度加权计和值；

N——第k口井非射孔段穿孔的套管管段数，根。

5.根据权利要求1或3或4所述的一种注水井套管损伤测试数据的处理方法，其特征在于，所述S3具体包括：

以注水井套损的腐蚀程度加权计和值为母序列{X₀(k)}，k＝1，2，…，m；

以注水井腐蚀的生产性因素和腐蚀环境影响因素为子序列{X_i(k)}，i＝1，2，…，n；

计算母序列与各子序列的相对灰色关联度γ_0i，

其中：

——X₀(k)初值像的始点零化像；

——X_i(k)初值像的始点零化像。

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