罗志超
中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司油藏动态监测中心纯梁监测项目部，山东 东营 257200
摘要：针对在役埋地油气管道套管存在的阳极失效、与管道搭接等诸多问题，分析了套管失效的主要原因，依据标准优选导通阴极保护电流的套管设计方式。在套管选材问题上，通过公式推导和理论假设，分析多类因素与混凝土管电阻率大小选取的相互关系，提出了钢套管和混凝土管选材的边界阈值。这为设计提供指导作用。
关键词：埋地油气管道；套管；阴极保护电流；；混凝土管
1工程测井技术的具体方法与应用
套管损坏会影响油水井工程的总体产量，套管经过长期的使用容易出现整体的腐蚀、管道的破裂和穿孔以及根本性形变等问题。工程测井技术可以在最短的时间发现并解决这些问题，在检查、取证、与决策上具有重要的指导性作用。
1.1井径测井与超声电视测井技术的应用
在进行套管补贴时，井径测井是确定套管损坏程度及选择波纹管和胀头的主要依据。套管补贴完成之后，井径测井还能通过测定来确定修补位置与预定位置是否一致，对修井效果进行检修与核定，以确定预期目标的完成。超声电视测井拥有反射的特性，通过这种方式可以对套管内壁或油水井内壁的破损部位进行回声定位。通过对破损部位进行不同方式的扫描，来提供直观、形象的问题图片资料，并通过监测回波的幅度和时间信息，进而对得到的结果进行具体分析和处理，结合实际的测井资料来制定可行性补贴方案。超声电视测井技术可以用于配合修井工作的进行，能够有效的提升工作效率，降低工程成本。
1.2小直径超声电视在特殊井井下异常情况中的应用
超声电视测井技术能够将井下套管的真实情况通过直观、可视的图片展现出来，超声电视测井时，应用大直径的仪器在一变形点遇阻，后改用小直径仪器测量，从而顺利得到了全面的测井资料，套管出现移位现象，移位达12cm，对于特殊井井下的各种类型的套损情况（错段、变形、破裂、移位、腐蚀等）都能检测出来。由于其特殊能力和直观性，使得超声电视测井技术在各种疑难井中应用广泛。
1.3磁法测井技术在套管腐蚀检查中的应用
套管具有电磁性，磁法测井就是利用其这种特性，对于漏泄磁通的测量可以有效的得到套管的定性反应，通过井径曲线表来确定套管扩张的位置，从而确定套管的腐蚀范围、程度、种类。通过经验和资料的总结和统计，套管腐蚀最多发生在水泥反高面以上。
2工程测井对套损的分析及预防
2.1方位电视检测套管损坏位置
对于一些整体扩径、缩径的套损问题，其变形的方向角并不需要进行确定，但是为了对破损的原因进行分析，局部破损区域的方向角的确定还是十分重要的工作。这时井壁超声成像测井仪就有了很重要的应用，它可以将套损的程度和变形的方向详细的表明，进而能够分析和判断出套损出现的外力方向，可以对日后套损的预防提供有效的资料。
2.2方位井径测精细分析套管损坏原因
通过方位井径测可以对套损的位置进行精细的分析，由于区块间压力分布不均衡或断层活动产生的套损主要是呈剪切变形或错断，其在测井曲线上一般表现为规则或不规则的椭圆形，通过对受力方位和注水方向进行分析，就可以准确的判断出套损的破损位置和受力方向。整个判断过程精细科学，为套损的预防提供了有力的保障。
2.3为成片套损治理研究提供受力方位资料
成片套损是指岩层的塑性蠕动，页岩的吸水润滑等因素在注水区域压力差的作用下，使地层的塑性岩层或泥页岩层处产生相对运动，从而对套管产生剪切作用，使大片油、水井套管被剪切变形或错断。
对于这种情况，可以通过对已经测量的套损深度和变形以及方向进行分析，来获得相应的可靠资料，从而在成片套损预防工作上提供技术支持。在制定套损井修井等作业方案时，首先需要了解固井的质量，对井深状况提供全面的参数，以便结合实际情况制定作业方案。
3套管介损测量模拟试验
导致介质损耗角测量结果非正常波动的主要原因是测量系统二次回路等值参数变化引起的。等值电路中器件参数变化的原因是受潮导致电阻值的下降，电容器件电容量的增加。温度导致的温度系数引起器件参数的变化；器件老化也会导致器件参数的变化，从而导致等值回路传递函数的变化，引起幅值和相位的波动。文中通过低压、高压模拟试验，开展温度、湿度、老化、空间电磁场对介质损耗角测量结果的影响试验研究。
3.1介损测量低压模拟试验
低压试验主要是模拟高压套管介质损耗角正切值tanδ的在线监测的二次测量回路，包括电流传感器、信号传输电缆和信号调理电路三部分。因此，进行低压试验的目的是量化二次测量回路的角差，电流信号获取通道产生相位误差为Δδ，其主要是由三个电路单元(电流传感器、信号传输电缆以及信号调理电路)的相位偏差ε、θ、φ共同组成，即Δδ=ε+θ+φ；电压二次测量回路的角差则主要包括信号传输电缆和信号调理电路的相位偏差θ、φ。同时，低压测量试验中模拟大气环境，改变环境温度、湿度，探究温湿度对电流传感器特性、信号传输电缆以及信号调理电路等效参数的影响，分析各参数变化对测量角差的影响规律，进而得到温湿度对二次测量回路角差的影响规律。试验通过多功能电源输出固定相差的电压、电流信号，配合电流传感器、信号传输电缆以及示波器，模拟电流传感器、信号调理单元在不同温湿度环境下的相差测量，探究外界环境因素(温度、湿度)对传感器输出角差ε以及调理电路输入输出相差φ的影响规律；将元器件和电路板放入老化箱，模拟老化对电路等效参数的影响，探究元器件老化对调理电路输入输出相差φ的影响。
5.1.1温湿度对电流传感器输出角差的影响
多功能校准仪采用FLUKE5080A，该校准仪能够输出较大的电压和具有较强的电路驱动能力，可作为精密标准源使用。试验中多功能电源输出电压5V，电流300mA，频率50Hz，相位分别为90、89、88°(电流超前电压)，示波器采样频率为500kHz。电流传感器采用BCT-2型有源微电流传感器，其测量范围为0.1～700mA，输出电压为0.001～7V，测量比差为0.01%，角差＜0.01°。
5.1.2温湿度对调理电路输入输出相差的影响
1)温度对调理电路输入输出相差的影响将调理电路分别置于-10、0、20、40、60℃的环境中进行测试，调理电路由于元件本身精度问题带有一定的固有相差(输出相位滞后)，温度对调理电路的相差影响较大，且在0℃附近测得最小值。
5.1.3元器件老化对调理电路输入输出相差的影响
对调理电路进行加速老化，将其置于60℃的老化箱100h，再进行试验，结果，老化使得调理电路相差减小，最终介质损耗角δ测量值增大。调理电路的老化使得电路元件性能劣化，电路参数改变，导致输出相差的变化。
6结论
1）液压套管居中器作为套管柱的一部分下入井内，在入井过程中由于液压套管居中器处于收缩状态，从而避免了常规居中器下入过程中摩阻较大的技术问题，并且大大提高了扶正范围，有效解决了“大肚子”井眼等复杂井段的套管不居中问题。2）根据长水平、大狗腿度井段的特点，结合实际井身质量要求，可设置多个液压套管居中器。液压套管扶正器随套管串下入井底预定位置后，通过地面一次投球液压控制即可实现所有套管居中器的扶正条伸出，实现套管串在井眼的有效居中，改善顶替效率，提高水泥环在环空的均匀凝固状态，提高固井质量。3）应结合国内井身结构特点，加大不同尺寸的液压套管居中器研发力度，并进行现场试验，为提高长水平井段的固井质量提供技术支持。
参考文献：
［1］方春飞，周仕明，李根生，等.井径不规则性对固井顶替效率影响规律研究［J］.石油机械，2016，44（10）：1-5.