Определение местоположения нарушений герметичности эксплуатационной колонны по комплексу методов:

• термометрия;

• электромагнитная дефектоскопия;

• шумометрия;

• механическая расходометрия;

• профилеметрия;

• термокондуктивная дебитометрия;

• скважинный акустический телевизор.

Возможные причины повреждения обсадных колонн

- Повреждения эксплуатационных колонн встречаются повсеместно. Выявление аварийно-опасных зон, мест нарушения колонны, установление причин их возникновения является актуальной задачей в деле контроля за разработкой нефтяных месторождений. Нарушения эксплуатационных колонн зафиксированы на всех месторождениях, которые разрабатываются более 10 лет. Как правило, смятие или разрыв колонн происходит через 5-15 лет после ввода скважины в эксплуатацию.

- Повреждения преимущественно связаны с коррозийным разъеданием металла при контакте с соленой пластовой водой, сероводородом, содержащемся в сернистых нефтях. Сильный механический износ толщины стенки колонны бывает в скважинах, в которых часто проводятся ремонты, связанные с многократными спускоподъемными операциями насосно-компрессорных труб. Иногда отмечаются осевые смещения колонны, причинами которых являются сжимающие и растягивающие осевые нагрузки. В литературе упоминаются страгивание или слом резьбовых соединений, продольный изгиб колонны. Нарушения могут возникнуть при воздействии на колонну напряжений со стороны породы, превышающих запас прочности обсадных труб.

Группа специалистов по геологии и разработке месторождений Западной Сибири считает, что причиной может служить так называемый «линзовый эффект», т.е. вертикальное перемещение горных пород над трещиной, образовавшейся в результате гидроразрыва терригенных пород. Перемещение горных пород может быть связано с текучестью увлажненных глинистых пород монтмориллонитового и каолинитового состава. Эти глины при влажности более 10 % приобретают высокую пластичность и текучесть. На участках выше и ниже текучего пласта обсадная колонна испытывает деформацию сжатия, а в интервале пласта-коллектора - деформацию растяжения.

Потеря устойчивости глин может происходить вследствие нагнетания больших объемов воды за колонну через негерметичное резьбовое соединение или нарушение обсадной трубы. По мере накопления жидкости и набухания глин давление растет, и при достижении величины, превышающей горное давление, происходит гидроразрыв глинистых пород и образуются трещины горизонтальной ориентации. По мере поступления в них закачиваемой воды трещины растут, горные породы перемещаются вверх вместе с колонной. Эксплуатационная колонна, закрепленная на устье и зацементированная в нижней части, испытывает дополнительные растягивающие осевые нагрузки. Таким образом, выходят из строя несколько соседних скважин целого участка. Появляются скважины с нарушенными колоннами, даже если на участке отсутствуют нагнетательные скважины.

Исходя из вышеизложенного, складывается гипотеза о механизме возникновения нагрузок на обсадную колонну:

- попадание больших объемов воды за обсадную колонну;

- разбухание глинистых пород;

- переход глин в текучее состояние;

- гидроразрыв глинистых пород.

Иногда в эксплуатационной колонне проводятся работы с применением турбобуров. Это бывает при разбуривании затвердевшего цемента или других операций, связанных с ремонтом скважины. Проведение буровых работ в обсаженной скважине сопровождаются износом обсадных труб, уменьшающим их первоначальную прочность.

При проектировании промежуточных обсадных колонн, давления их периодической опрессовки в процессе бурения и других технологических операций, влияющих на изменение внутреннего давления, часто не учитывают вышеуказанное явление. Тогда в процессе бурения возникают повреждения обсадных труб. Наличие в скважине интервалов неустойчивых пород или пластов с аномальным давлением требуют особого внимания к техническому состоянию промежуточных обсадных колонн. Достоверная информация об их износе и остаточной прочности необходима для планирования работ, исключающих аварии в скважинах.