§ 82. Изучение технического состояния эксплуатационных и нагнетательных скважин

В процессе работы эксплуатационных и нагнетательных скважин могут возникнуть дефекты в их первоначальных кон­струкциях из-за коррозии стальной колонны, разрушения це­ментного камня, нарушения сцепления цементного камня с по­родой или колонной под воздействием агрессивных пластовых и закачиваемых флюидов. В результате может нарушиться герметичность колонны и цементного кольца в затрубном про­странстве, и в скважину будет поступать посторонняя жид­кость. В этом случае геофизическими методами необходимо определить место притока (поглощения) жидкости, установить интервалы затрубной циркуляции жидкости, выявить источники обводнения продуктивных пластов. Своевременное обнаружение дефектов в конструкции скважины позволит провести ремонтно­изоляционные работы и получить необходимую продукцию из пластов.

Техническое состояние эксплуатационных и нагнетательных скважин изучается периодически на протяжении всего времени их использования при разработке месторождений. Состояние цементного кольца определяется методами акустической и гам- ма-гамма-цементометрни. Наличие затрубной циркуляции в ин­тервалах нарушения цементного кольца устанавливается мето­дом термометрии, кислородным методом и методом меченых атомов.

Определение интервалов затрубной циркуляции флюидов по данным высокочувствительной термометрии

Признаком затрубной циркуляции флюидов между пластами является резкое снижение градиента температур на термограм- мах против вмещающих пород между соседними пластами.

За верхнюю границу зоны затрубной циркуляции принимается подошва верхнего пласта, залегающего в интервале аномаль­ного поведения термограммы по отношению к геотерме, за нижнюю — кровля нижнего пласта. Источник перетока и тип циркулирующего флюида устанавливаются по виду и располо­жению термограммы относительно геотермы в интервале их расхождения.

Т

Шг Ш; ЕЕЬ

ермограмма может быть расположена выше геотермы, ниже геотермы и пересекать геотерму. В первом случае источ­ник поступления флюида определяется по точке А максималь­ной температуры (рис. 184, ¡,а,б). Если максимум температуры находится внизу, то переток флюида происходит из нижнего пласта в верхний, если вверху — то из верхнего пласта в ниж­ний. При неопределенном положении точки максимальной тем­пературы сравниваются давления в пластах или величины деп­рессии на верхний пласт, которая рассчитывается по формуле Др=Д//е<, где Д/ — отклонение от геотермы; е* — коэффициент Джоуля — Томсона для жидкости, насыщающей верхний пласт. Источником перетока является нижний пласт с высоким дав-

ш	* 1	\1 Л	\	1 X			1
		а			ь

Рис. 184. Определение мест затрубной циркуляции пластовых флюидов по

данным метода высокочувствительной термометрии.

/ — песчаник; 2 — направление движения флюида; 3 — термограмма; 4 — линия, парал­лельная оси глубин. Г — геотерма

лением или с Ар, превышающей реальные различия давлений верхнего и нижнего пластов (рис. 184, /, в).

Если термограммы расположены ниже геотермы, источник поступления флюида определяется по точке минимальной тем­пературы В. Если минимум температуры находится внизу, то флюид перетекает из нижнего пласта в верхний и нижний пласт является либо газоносным, либо обводненным нагне­таемыми водами с температурой ниже пластовой. В случае, когда минимум температуры находится вверху, флюид пере­текает из верхнего пласта в нижний (рис. 184, II, а, б). Если положение минимума неопределенно, источником перетока слу­жит либо газоносный, либо обводненный закачиваемыми во­дами пласт. Источник перетока устанавливается по давлению в пластах («рис. 184, II, в).

Когда термограмма пересекает геотерму, источник поступ­ления флюида определяется по расположению термограммы относительно линии, параллельной оси глубин. Если термо­грамма расположена преимущественно правее этой линии, то переток флюида происходит из верхнего пласта в нижний, если левее, то из нижнего пласта в верхний (рис. 184, III, а, б).

В случае, когда в перемычке между пластами градиент темпе- : ратур равен нулю, источник перетока выделяется на основе анализа характера насыщения пластов (рис. 184, III, в). При этом учитывается, что вверх перемещаются газ и нагнетаемые воды с температурой ниже пластовой.

Определение затрубной циркуляции флюидов по данным кислородного метода

Кислородный метод состоит в активации ядер кислорода быстрыми нейтронами, излучаемыми генератором нейтронов, и последующей регистрации жесткого гамма-излучения, возника­ющего в результате бета-распада изотопа азота ¹⁶N (см. § 60). Полное название метода — кислородно-активационный нейтрон­ный гамма-метод (КАНГМ).

Глубинность кислородного метода невелика (не более 20 см), что позволяет исследовать состав флюидов в колонне и затрубном пространстве при минимальном влиянии окружа­ющих пород. В этом методе используются установки двух ти­пов — однозондовая и двухзондовая. Различают и р я м о и зонд, у которого детектор расположен относительно источ­ника нейтронов по ходу исследуемой жидкости, и противопо­ложный ему — обращенный зонд.

Изучаемым параметром метода являются величина ц = =/кангм//ингм — отношение скорости счета гамма-излучения в КАНГМ к скорости счета ИНГМ при максимально возможной задержке в однозондовом устройстве, и т) = /_пр//обр — отноше­ние скорости счета гамма-излучения прямого зонда к скорости счета гамма-излучения обращенного зонда. Максимальные зна-

1

э»

1

КА

нгк

§ 5

§

Глубине, м

«а 1. ¿О * I1

2 С1 4 ¿1! §

КС -—СП Ом-м 0 5 Ю

Гамма- плотно- с те мет- рая имп/«ин ¡те то

—Прямей лкд5вш Обра­щенный ¡онд25см имп/ми* пб т

Фс отн.еЭ. 2 10 18

ММ А" И имп/мин 71021303550

II Ом 22к 228 232

I 1 °С 38.1 38.9

'П

1660

•/.

|

Д /

1

?

1676

:

с*

**

т

г?;

—

\

1692

у

I

)

_

У)

1 1

К

1706

• д.1

! 1

1 1 X 1

■

\

< *

X .1

\

Рис. 185. Выявление затрубной циркуляции воды в действующей скважине по комплексу геофизических методов (по Я. Н. Басину) (Леннногорская площадь, скв. 6541).

/ — колонна с цементным кольцом; 2 — нефтеносный пласт: 3 — приток нефти; 4— при­ток воды; 5 — водоносный песчаник; б — глина; 7 — алевролит; 8 — нефтеносный песча­ник: 9 — известняк. Цо — Iпр/1обр ^в исфти

ч

ШИ' ШШ~[ыд* [Рй⁴ КЗ* Еи« И⁷ ЕНЕ» ЕЭ*

ения относительного параметра 14 КАНГМ соответствуют кри­тическому дебиту воды. Пример выявления затрубной циркуля­ции воды по кислородному методу в комплексе с другими гео­физическими методами показан на рис. 185.

Метод меченых атомов применяется в комплексе с другими методами (рис. 185) и является основным методом выявления перетоков флюидов после ремонта скважин.