Контрольно-измерительный комплекс для исследования технического состояния действующих скважин

 

Полезная модель относится к области нефтегазодобычи и может быть использована для исследований качества цементирования действующих скважин. Техническим результатом, получаемым от внедрения полезной модели, является повышение достоверности получаемой с помощью контрольно-измерительного комплекса (КИК) информации об околоскважинном пространстве и качестве цементирования за двумя и более колоннами действующей скважины. Данный технический результат достигают за счет того, что в известном КИК, содержащем каротажную систему с набором геофизических модулей, соединяемых друг с другом через стыковые узлы, набор геофизических модулей выполняют в виде модулей спектрометрических модификаций радиоактивного каротажа: гамма-каротажа, нейтронного каротажа, нейтронного гамма-каротажа, нейтрон-нейтронного каротажа, в частности по хлору и импульсного нейтронного каротажа. Применение данного КИК позволяет осуществить не только контроль качества цементного камня в межколонном и заколонном пространствах, но и выявление техногенных скоплений газа в пустотах и полостях цементного камня (1 н.п. и 1 з.п. ф-лы; 3 ил.).

Полезная модель относится к области нефтегазодобычи и может быть использована для исследования качества цементирования действующих скважин.

Известен контрольно-измерительный комплекс (КИК) аналогичного назначения, содержащий каротажную систему с двумя модулями. В первом верхнем модуле расположены датчики расхода, давления, температуры, гамма-каротажа и локатора муфт.Во втором нижнем модуле расположены датчики влажности, электрического сопротивления и термоанемометра, образующие модуль состава скважинной жидкости /Патент РФ 21415, кл. Е21В 47/00, 2002/.

Недостатком аналога является отсутствие в его составе модулей для реализации спектрометрических методов гамма, нейтрон-гамма и нейтрон-нейтронного каротажа, а также импульсных методов нейтрон-гамма и нейтрон-нейтронного каротажа.

Отсутствие данных модулей в составе КИК не дает возможности диагностирования технического состояния колонн и цементного камня без потери возможности изучения динамических процессов в межколонном и заколонном пространствах.

Известен КИК для исследования технического состояния действующих скважин, содержащий каротажную систему с набором геофизических модулей, соединяемых друг с другом через стыковые узлы /Патент РФ 61342, кл. Е21В 47/00, 2007/.

Недостатком данного КИК является отсутствие в его составе модулей для реализации спектрометрических, радиоактивных методов, таких как методов гамма, нейтрон-гамма и нейтрон-нейтронного каротажа, а также импульсных методов нейтрон-гамма и нетрон-нейтронного каротажа. Это ограничивает достоверность получаемой с помощью КИК геолого-геофизической информации об околоскважинном пространстве и качестве цемента за двумя и более колоннами действующей скважины.

Известен КИК для исследования технического состояния действующих скважин, содержащий каротажную систему с набором геофизических модулей, соединенных друг с другом через стыковочные узлы, включающие в себя модуль спектрометрического радиоактивного каротажа, выполненный в модификации нейтрон-нейтронного каротажа (электронный адрес: http://www.tpg.ru/rnain.php?eng=&pid=:8&id=5б).

Данный КИК принят за прототип.

Недостатком прототипа является отсутствие в его составе комплекса нейтрон-нейтронного каротажа по хлору и модификации импульсного нейтрон-нейтронного каротажа, что снижает достоверность получаемой с помощью КИК информации.

Техническим результатом, получаемым от внедрения полезной модели, является устранение перечисленных недостатков прототипа, т.е. повышение достоверности получаемой с помощью КИК информации об околоскважинном пространстве и качестве цементажа за двумя и более колоннами действующей скважины за счет оценки качества цемента по хлору с использованием импульсного нейтрон-нейтронного каротажа.

Данный технический результат достигается за счет того, что в известном КИК для исследования технического состояния действующих скважин, содержащем каротажную систему с набором геофизических модулей, соединенных друг с другом через стыковочые узлы, и включающем в себя модуль спектрометрического радиоактивного каротажа, выполненный в модификации нейтрон-нейтронного каротажа, модуль спектрометрического нейтронного каротажа выполнен в виде спектрометрической модификации нейтрон-нейтронного каротажа по хлору.

Кроме того, модуль спектрометрического радиоактивного нейтрон-нейтронного каротажа по хлору выполнен в виде спектроскопической модификации импульсного нейтрон-нейтронного каротажа.

Полезная модель поясняется чертежами: на фиг.1 представлена схема скважинной части КИК; на фиг.2, 3 - диаграммы литологических разрезов действующей скважины, полученных с его помощью.

КИК содержит каротажную систему, включающую в себя традиционные для нее узлы: спускоподъемное устройство (не показано), кабель-трос 1, соединенный одним концом со скважинным прибором 2, включающим в себя набор геофизических (измерительных) модулей 3, 4, 5, расположенных в скважине 6. Другим концом кабель-трос 1 соединен с обрабатывающей и регистрирующей аппаратурой, расположенной на поверхности земли (не показаны).

Модули 2, 3, 4 соединяются между собой через универсальные стыковочные узлы 7, 8, позволяющие присоединять к ним дополнительное количество измерительных модулей для измерения различных геофизических параметров.

Особенностью данного КИК является наличие в составе измерительного комплекса кроме модуля (модулей) спектрометрического радиоактивного каротажа, который (которые) могут быть выполнены в виде спектрометрических модификаций гамма-каротажа, нейтронного каротажа, нейтронного гамма каротажа, также модуля нейтрон-нейтронного каротажа по хлору.

Нейтрон-нейтронный каротаж по хлору может быть выполнен в импульсной модификации.

Как показали многолетние исследования, методы спектрометрического гамма-каротажа и других ядерно-геофизических методов, реализуемые с помощью представленного КИК, позволяют провести достоверную информацию об околоскважинном пространстве и качестве цементирования за двумя и более колоннами действующих скважин.

Наиболее простой задачей является оценка качества цементного камня и выявление техногенного газа за эксплуатационной колонной (ЭК).

На фиг.2 показаны результаты спектрометрических исследований, выполненных с целью оценки степени разрушения цементного камня за ЭК и выявление техногенных скоплений газа.

Измерение по скважине выполнялись дважды: сначала в газозаполненной скважине через НКТ, а затем через полгода после остановки и глушения скважины.

Представление о литологии разреза, полученные с помощью КИК, представлены на фиг.2 в колонке «Литология по ГИС».

Литологическая модель позволяет наиболее наглядно оценить возможность частичного захода газа нижележащих пластов в водонасыщенные коллектора.

При определении наличия цементного камня за ЭК в интервале исследований (538-749 м) заполнение заколонного пространства цементным камнем было оценено как частичное, местами полное. При этом в интервале 730-750 м по данным спектрометрического нейтронного гамма-каротажа наблюдалось газовое заполнение пустот в цементном камне.

Качество цементирования заколонного пространства оценивалось по данным спектрометрического гамма-каротажа и результатам измерений нейтронных методов. Выполненные разными методами определения в целом по исследованному интервалу не противоречат друг другу.

На фиг.2 приведены также результаты сопоставления плотностных параметров спектрометрического нейтронного гамма-каротажа, полученные с разными приборами в условиях газонаполненного ствола скважины с НКТ и в остановленной скважине без НКТ с полимерным раствором. Разновременные данные исследований различными методами показали высокие коэффициенты корреляции, что свидетельствует о хорошей достоверности получаемых результатов и возможности проведения исследований по оценке качества цементирования заколонного пространства через НКТ в работающей скважине.

На фиг.3 представлены результаты определения качества цемента за ЭК по измерениям нейтрон-нейтронного каротажа центрированного прибора. Качество цемента за следующей за ЭК колоннами («хвостовиком» и технической колонной) оценивалось по углубленному комплексу нейтрон-нейтронного каротажа по хлору и спектрометрического нейтронного гамма-каротажа.

На основании полученных результатов установлено, что пространства:

- за эксплуатационной и механической колоннами - полностью заполнено цементом;

- за хвостовиком - частично заполнено цементом в интервале 712-640 м; полностью заполнено цементом в интервале 640-474 м.

С помощью импульсного нейтронного каротажа возможно осуществить не только пространственный, но и временный анализ состояния околоскважинного пространства и качества цементирования за двумя и более колоннами действующих скважин.

Исходя из полученных результатов применения спектрометрических модификаций газофизических модулей радиоактивного каротажа для оценки заполнения заколонного и межколонного пространства скважин, можно заключить, что данный комплекс является информативным и наиболее технологичным в условиях многоколонной конструкции и газонаполненного ствола скважины и позволяющий осуществить мониторинг состояния цементного камня в межколонном и заколонном пространствах.

Этим достигается поставленный технический результат.

1. Контрольно-измерительный комплекс для исследования технического состояния действующих скважин, содержащий каротажную систему с набором геофизических модулей, соединенных друг с другом через стыковочные узлы, и включающий в себя модуль спектрометрического радиоактивного каротажа, выполненный в модификации нейтрон-нейтронного каротажа, отличающийся тем, что модуль спектрометрического нейтрон-нейтронного каротажа выполнен в виде спектрометрической модификации нейтрон-нейтронного каротажа по хлору.

2. Контрольно-измерительный комплекс по п.1, отличающийся тем, что модуль спектрометрического радиоактивного нейтрон-нейтронного каротажа по хлору выполнен в виде спектроскопической модификации импульсного нейтрон-нейтронного каротажа.



 

Похожие патенты:

Полезная модель относится к геофизическому приборостроению, в частности к средствам гамма-гамма каротажа, а именно к области метрологического обеспечения скважинной геофизической аппаратуры и созданию стандартных образцов для калибровки скважинной аппаратуры

Полезная модель относится к области нефтегазовой промышленности и может быть использована при разработке и эксплуатации газовых месторождений
Наверх