Контроль технического состояния скважин

Виды геофизических работ:

• измерение искривления скважин (инклинометрия)

• определение диаметра и профиля сечения скважин (кавернометрия и профилеметрия)

• контроль за качеством цементирования обсадных колонн

• обнаружение мест притока в скважину и затрубного движения жидкости

• определение износа обсадных колонн и мест прихвата бурильного инструмента

Инклинометрия

Это метод изучения искривления скважин в геологическом разрезе. Замеры искривления нефтяных и газовых скважин осуществляются инклинометрами. Это аппаратура ГИС, состоящая из скважинного прибора и наземного пульта.

На определенном интервале глубин положение ствола скважины характеризуется углом отклонения скважины от вертикали  и азимутом φ. Эти углы определяются при поочередном измерении разности потенциалов, возникающих на реохордах R_аз и R_уг. Для этого используется мостовая компенсационная схема, которая уравновешивается переменным резистором.

Инклинометрические измерения производятся поточечно и записываются в журнал наблюдений. В таблице замеров указываются значения углов  и φ и дирекционного угла α.

α = φ + γ + Д,

где γ – угол сближения между осевым меридианом и меридианом в данной точке (может быть положительным или отрицательным). Д – магнитное отклонение (восточное со знаком плюс, западное – минус). Значение γ ± Д указывается на географических картах. По значениям  и α строится проекция ствола скважины на горизонтальную плоскость. Эта проекция называется инклинограммой.

Если породы разреза немагнитны или слабомагнитны, то применяются магнитометры, использующие принцип отвеса и магнитной стрелки.

φ – азимутальный угол,  – вертикальный угол, Г₁ – отвес азимутального реохорда, Г₂ – отвес вертикального реохорда

Пример построения инклинограммы.

Кавернометрия

Это метод определения диаметра скважины. Измерения выполняются специальным прибором – каверномером. Он конструктивно состоит из 3-х или 4-х шарнирных рычагов, которые упираются в стенки скважины. Изменение положения рычагов с помощью механического устройства (в простейшем случае – стальной тросик) передается на измерительное устройство (реохорд) и далее по каротажному кабелю на регистратор.

Диаметр скважины вычисляется по формуле:

d_c = d₀ + C ΔU/J, где

d_c – диаметр скважины

d₀ – начальный диаметр

C – постоянная каверномера

ΔU – разность потенциалов

J – сила тока

Коэффициент С определяют посредством эталонированных колец.

С помощью каверномеров определяется средний диаметр скважины, являющийся диаметром круга, эквивалентного по площади сечению скважины плоскостью, перпендикулярной к ее оси. Но в общем случае, сечение скважины не является круговым. Это выявляется посредством каверномеров-профилемеров. Простейший каверномер-профилемер позволяет измерять диаметр в двух взаимно перпендикулярных плоскостях и их полусумму. Для этого в скважинном приборе предусматривается разнос двух пар независимо перемещающихся мерных рычагов. Принцип регистрации тот же, что и для обычных каверномеров, но электронная схема более сложная. Результаты записи каверномера-профилемера представляются двумя кривыми:

Геофизический контроль качества цементирования обсадных колонн (уровень цементного заполнителя между обсадной трубой и стенкой скважины, равномерность распределения, сплошность цементного камня и его качество сцепления с колонной) осуществляется термическими, радиоактивными и акустическими методами.

Термометрия

Это термический каротаж, заключающийся в непрерывном измерении температуры вдоль оси скважины. Скважинные термометры содержат в качестве датчиков термочувствительные резисторы из медного или платинового провода. Они позволяют измерять температуру от 0 до 150-250⁰. Термометры подключают к RC-генератору, находящемуся в скважинном приборе и для контакта с буровым раствором помещены в герметические медные трубки. Последние с целью уменьшения тепловой инерции залиты кремнийорганической жидкостью.

Высота цементного кольца в затрубном пространстве скважины определяется по показателю повышения температуры в процессе затвердевания цемента. Наибольшие температурные аномалии можно зафиксировать во времени от 6 до 24 часов после окончания заливки.

Верхняя граница цемента за трубами устанавливается по резкому сдвигу кривой на термограмме на фоне постепенного возрастания этой кривой с глубиной.

Рис. …Форма кривых термометрии при определении высоты цементного кольца