Аппаратура для диагностики технического состояния эксплуатационных колонн действующих газовых скважин

 

Полезная модель относится к области нефтегазовой промышленности и может быть использована при разработке и эксплуатации газовых месторождений. Техническим результатом, получаемым от внедрения полезной модели, является определение места газодинамической связи затрубного и межколонного пространств скважины и получение возможности проведения мониторинга качества цементирования межколонного и заколонного пространств для выявления мест, в которых может произойти разгерметизация скважин. Данный технический результат достигается за счет того, что известная аппаратура, содержащая регулятор давления, пневматически связанный через факельную линию, задвижки и трубную головку с насосно-компрессорной трубой (НКТ), и два измерителя давления, пневматически связанные через трубную и колонную головки соответственно с НКТ с эксплуатационной колонной (ЭК), дополнительно содержит каротажную систему со скважинным комплексом спектрометрического радиоактивного каротажа в различных его модификациях. (1 н.п. и 6 з.п. ф-лы; 4 ил.).

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

Известна аппаратура того же назначения, реализуемая в способе диагностики технического состояния газовых скважин, содержащая регулятор давления, пневматически связанный через факельную линию задвижки и трубную головку с насосно-компрессорной трубой, и два измерителя давления, пневматически связанные через трубную и колонную головки соответственно с насосно-компрессорной трубой и эксплуатационной колонной. /Патент РФ 2202693, кл. Е21В 47/00, 2003/.

Данная аппаратура принята за прототип.

Недостатком прототипа является невозможность с его помощью определить место газодинамической связи затрубного и межколонного пространств скважины и провести спектрометрические исследования межколонного и заколонного пространства на предмет состояния цементного камня.

Техническим результатом, получаемым от внедрения полезной модели, является определение места газодинамической связи затрубного и межколонного пространств скважины, и получение возможности проведения мониторинга качества цементирования межколонного и заколонного пространств для выявления мест, в которых может произойти разгерметизация скважины.

Данный технический результат достигают за счет того, что известная аппаратура для диагностики технического состояния эксплуатационных колонн действующих газовых скважин с насосно-компрессорной трубой и факельной линией, содержащая регулятор давления, пневматически связанный через факельную линию, задвижки и трубную головку с насосно-компрессорной трубой, и два измерителя давления, пневматически связанные через трубную и колонную головки соответственно с насосно-компрессорной трубой и эксплуатационной колонной, дополнительно содержит каротажную систему со скважинным комплексом спектрометрического радиоактивного каротажа.

Комплекс спектрометрического радиоактивного каротажа выполнен в виде спектрометрической модификации гамма-каротажа.

Комплекс спектрометрического радиоактивного каротажа выполнен в виде спектрометрической модификации нейтронного каротажа.

Комплекс спектрометрического радиоактивного нейтронного каротажа выполнен в виде спектрометрической модификации нейтронного гамма-каротажа.

Комплекс спектрометрического радиоактивного нейтронного каротажа выполнен в виде спектрометрической модификации нейтрон-нейтронного каротажа.

Комплекс спектрометрического нейтронного каротажа выполнен в виде спектрометрической модификации нейтрон-нейтронного каротажа по хлору.

Комплекс спектрометрического радиоактивного нейтронного каротажа выполнен в виде спектрометрической модификации импульсного нейтронного каротажа.

Полезная модель поясняется чертежами. На фиг.1 представлена схема для реализации аппаратуры; на фиг.2, 3, 4 - диаграммы, поясняющие ее работу.

Аппаратура для диагностики технического состояния эксплуатационной колонны 1 (ЭК 1) газовой скважины с насосно-компрессорной трубой 2 (НКТ 2) и факельной линией 3 содержит регулятор 4 давления, пневматически связанный через факельную линию 3, задвижки 5 и трубную головку 6 с НКТ 2.

Имеются также два измерителя 7 и 8 давления, пневматически связанные соответственно через трубную 6 и колонную 9 головки с затрубным 10 и межколонным 11 пространствами скважины.

Аппаратура дополнительно содержит каротажную систему, включающую в себя скважинный комплекс 12 спектрометрического радиоактивного каротажа, чувствительный к межколонным перетокам флюида, толщине и состоянию цементного камня за ЭК1.

Комплекс 12 закреплен на конце каротажного кабеля - троса 13 управляемого спускоподъемного устройства 14 (СПУ 14).

Выходной сигнал с каротажного комплекса 12 направляется на вторичный и регистрирующий приборы (на фиг.1 не показаны). Туда же направляется выходной сигнал со СПУ 14.

В качестве скважинного комплекса 12 можно использовать спектрометрические модификации гамма-каротажа, нейтронного гамма-каротажа, нейтрон-нейтронного каротажа, в частности, по хлору и импульсного нейтронного каротажа.

Аппаратура работает следующим образом.

Открывают задвижки 5 на трубной головке 6 и фиксируют одновременно значения давлений на трубной 6 и колонной 9 головках с помощью измерителей 7, 8 давлений не менее 5 мин. Затем закрывают задвижки 5 на трубной головке 6 и опять замеряют давления на колонной 9 и трубной 6 головках в межколонном 11 и затрубном 10 пространствах.

В зависимости от вида полученных нижних кривых на фиг.2а, б диагностируется наличие (б) или отсутствие (а) межколонной газодинамической связи, например, через отверстие 15 в ЭК 1.

Для случая обнаружения газодинамической связи между колоннами в скважине проводятся каротажные исследования для определения места расположения отверстия 15.

По показаниям скважинного комплекса 12 и СПУ 14 строится каротажная кривая (на чертежах не показана), на которой на глубине h1 будет наблюдаться аномалия регистрируемого параметра, по расположению которой определяют глубину расположения отверстия 15.

Для старого фонда скважин периодически, например раз в год, необходимо проводить полноценный мониторинг герметичности скважин и качества цементирования межколонного и заколонного пространств, а также выявление мест техногенных скоплений газа в пустотах и полостях цементного камня.

Эта часть исследований проводится с помощью различных модификаций радиоактивных спектрометрических методов, обладающих достаточно большой глубинностью исследований для скважин с многоколонной конструкцией и не требующих для проведения исследований остановки скважины и глушения пластов.

Для решения подобной задачи необходимо наличие чувствительности аппаратуры к разному заполнению заколонного пространства, а именно газу, воде и цементу. Все эти среды содержат водород - аномальный радиационный активный элемент: газ - минимальное количество, вода - максимальное, а цемент содержит 40-50% воды к весу сухого остатка.

Таким образом, распределение плотности потоков нейтронов и гамма-квантов радиационного захвата для газа, воды и цемента формируются с одной стороны под влиянием водородосодержания, а с другой стороны, также как и гамма излучение, от естественно-радиоактивных элементов, под влиянием плотности изучаемых сред, по которой газ, вода и цемент также существенно различаются (газ ~ 0,02 г/см3, вода ~ 1,0 г/см3, цемент ~ 0,02 г/см3).

Таким образом, существуют физические предпосылки для достижения поставленного технического результата: не только выявление места разгерметизации скважины, но и прогнозирования появления таких мест в ближайшем будущем.

На фиг.3 показаны результаты спектрометрических исследований, выполненных с целью оценки степени разрушения цементного камня за ЭК1 и выявления мест техногенных скоплений газа. Измерения по скважине выполнялись дважды через несколько месяцев.

В данном случае наблюдаемое скопление газа за ЭК1 расположено на значительной глубине и не имеет выходов в приустьевую зону и в интервалы хороших коллекторов, поэтому не представляет экологической опасности.

На фиг.4 показан пример выявления техногенного скопления газа за ЭК1. В этом случае техногенное скопление располагается в зоне водоносных коллекторов, что не исключает возможность захода газа в пласт.

Комплекс спектрометрического радиоактивного каротажа и все его модификации, предложенные в основном и дополнительных пунктах формулы полезной модели, дополняя или заменяя друг друга совместно с известной совокупностью признаков в ограниченной части полученной модели, позволяют достичь поставленного в заявке технического результата и получить значительный экономический эффект при исследовании скважин.

1. Аппаратура для диагностики технического состояния эксплуатационных колонн действующих газовых скважин с насосно-компрессорной трубой и факельной линией, содержащая регулятор давления, пневматически связанный через факельную линию, задвижки и трубную головку с насосно-компрессорной трубой, и два измерителя давления, пневматически связанные через трубную и колонную головки соответственно с насосно-компрессорной трубой и эксплуатационной колонной, отличающаяся тем, что дополнительно содержит каротажную систему со скважинным комплексом спектрометрического радиоактивного каротажа.

2. Аппаратура по п.1, отличающаяся тем, что комплекс спектрометрического радиоактивного каротажа выполнен в виде спектрометрической модификации гамма-каротажа.

3. Аппаратура по п.1, отличающаяся тем, что комплекс спектрометрического радиоактивного каротажа выполнен в виде спектрометрической модификации нейтронного каротажа.

4. Аппаратура по п.3, отличающаяся тем, что комплекс спектрометрического радиоактивного нейтронного каротажа выполнен в виде спектрометрической модификации нейтронного гамма-каротажа.

5. Аппаратура по п.3, отличающаяся тем, что комплекс спектрометрического радиоактивного нейтронного каротажа выполнен в виде спектрометрической модификации нейтрон-нейтронного каротажа.

6. Аппаратура по п.5, отличающаяся тем, что комплекс спектрометрического нейтронного каротажа выполнен в виде спектрометрической модификации нейтрон-нейтронного каротажа по хлору.

7. Аппаратура по п.3, отличающаяся тем, что комплекс спектрометрического радиоактивного нейтронного каротажа выполнен в виде спектрометрической модификации импульсного 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

Изобретение относится к области разработки и эксплуатации нефтяных месторождений, в частности, может быть использовано для повышения эффективности эксплуатации нефтедобывающих скважин
Наверх