2013年12月20日 星期五
大庆油田采油二厂地质大队
三维形变“看”地层,实现套损治理“悬丝问诊”

  对自然界无尽奥秘的探索贯穿于人类发展的始终,特别是对既具象又抽象的“天”和“地”,人类更是充满了好奇,探索的脚步千百年来从未停止。

  早在南朝梁武帝时期,周兴嗣就在《千字文》中写到“天地玄黄,宇宙洪荒……金生丽水,玉出昆冈”,以此来表达自己对天与地的好奇与敬畏。进入新世纪,石油科技工作者终于用大地三维形变技术在对大地地层的研究中实现了突破,了却了前人的“千古心结”。

  大地三维形变技术是观测地下地层运动的一种技术手段,原理是在注入井和采出井两端的地下各埋入一个具有一定深度的标桩,随着地层的变化,地下的各种应力就会作用在埋入地下的标杆之上,使标杆在三维空间中的位移发生变化,同时,这种变化也会使地上部分标杆的三维空间位移发生变化。

  技术人员通过测量地上标杆的位移变化就可以推断地下地层构造和板块的运移情况,进行地下油井和水井套管损坏的预防和治理工作。由于这项技术区别于测方位井径,金属磁记忆测井,试压,测扇区水泥胶结质量和氧活化等常规的直接观测和处理套管损坏的技术手段,因此,这项技术被油田开发技术人员形象的称为进行套损防治时的“悬丝问诊”。

  大地三维形变技术最适用于地下构造复杂,各类断层分布较多,地壳板块运动活跃的地区。大庆油田采油二厂所辖的南二区西部位于萨尔图背斜的构造高点,区内断层发育情况极为复杂,在油田的注水开发过程中,由于断层分布的阻隔,进行水驱采油时注入水很容易在地层的某一部位聚集,致使这一部位的压力升高,发生套管损坏现象,因此,这一地区就成为采油二厂套损的多发区,其套损类型主要为套管管体拉伸、变形及拉断。

  为了通过监测该区地表形变来反映地层的活动情况,早在1991年,大庆油田采油二厂地质大队就引入了这项技术并在南二区和南三区建立了14平方千米的大地三维形变监测网,并在监测网内的注入井和采出井附近地层埋设监测标桩15个,每个标桩埋深地下5米左右,每年测量这些标桩的垂向及水平位移量。

  2013年初,针对采油二厂所辖的萨南开发区南二区地面垂向形变量加大,局部高压区套管损坏现象频发的情况,这个厂地质大队的技术人员根据大地三维形变的测量结果确定了该地区监测标杆的平均垂向型变量比去年减少了0.62毫米。据此测量结果,这个厂的生产管理人员及时采取了高压区地层放流泄压和局部油层补孔泄压等处理措施,有效地抑制了这一区域的套管损坏情况,使全年同期的套损井数比上一年减少3口。

  截止到2013年11月,大庆油田采油二厂地质大队技术人员已完成了大地三维形变测量项目在2013年的现场资料录取及标桩修整工作,通过在萨南开发区南二区和南三区西部套管变化多发区设立15个测量标桩,连续测量标桩水平垂直方向的变化,从而确定引起这些变化的受力方向,为今后防控套损提供了理论和实践上的支持,同时也为下一步在大庆油田建立大地形变研究数据库这项系统工作打下了良好的基础。

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