ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Рис. 2.8. Определение высоты подъема цемента по ГГЦ

141

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Рис. 2.9. Определение качества цементирования и эксцентриситета колонны

142

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Результаты представляются в виде аналоговых диаграмм плотности и толщины, соответствующих восьми детекторам канала большого зонда и четырем (одному) детекторам малого зонда с учетом их положения относительно апсидиальной плоскости скважины, а также в виде разверток обсадной колонны и заколонного кольцевого пространства, на которых в виде цветовой индикации выделяют дефекты в цементном кольце и колонне.

По абсолютным минимальным и максимальным отклонениям кривых, их амплитудам и характеру можно определять наличие цементного камня за колонной, его полноту и равномерность заполнения цементным раствором затрубного пространства и эксцентриситет колонны в скважине.

Эксцентриситет колонны – степень отклонения оси колонны от оси ствола скважины в зацементированном или свободном участке скважины.

При центрированном положении колонны в скважине, если вещество в затрубном пространстве однородно по плотности, отклонение кривой от средней линии невелико и определяется статистическими флуктуациями и погрешностью измерений.

При эксцентричном положении колонны, а также при частичном заполнении затрубного пространства цементным камнем плотность среды по различным радиальным направлениям будет неодинакова. Это приводит к увеличению амплитуды круговой цементограммы.

Вкачестве значения эксцентриситета обсадной колонны

вскважине принято выражение:

Е = 1 – (Qmin/Qmax),

где Qmin – значение плотности наименьшего отклонения кривой от средней линии;

Qmax – значение плотности наибольшего отклонения кривой от средней линии.

143

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

При таком определении Е его значение будет меняться от 0 (колонна центрирована) до1 (колонналежитна стенке скважины):

Е= 0–0,2 – колонна центрирована;

Е= 0,3–0,6 – промежуточное положение колонны;

Е= 0,7–1,0 – колонна прилегает к стенке скважины.

Факторы, влияющие на эффективность метода.

♦Наличие промывочной жидкости в скважине. При от-

сутствии и разгазировании жидкости происходит искажение параметров СГДТ.

♦Минимальная разность плотностей. Для достоверного разделения вещества в затрубном пространстве разность плотностей должна быть больше 0,2–0,3 г/см3. К меньшей разности

плотностей аппаратура малочувствительна.

♦ Толщина слоя вещества в затрубном пространстве.

Необходимо учитывать толщину слоя вещества в затрубном пространстве, поскольку гамма-гамма-излучением захватывается некоторая область горных пород на расстоянии примерно 8–12 см, считая от стенки колонны, поэтому при уменьшении диаметра скважины эффективность метода снижается.

Калибровочные зависимости устанавливают связь между скоростью счета (в импульсах в минуту) и толщиной стальной колонны и вспомогательными зависимостями, учитывающими влияние на результаты измерения фона естественного гаммаизлучения, плотностей жидкости в скважине и цементной смеси в затрубном пространстве.

Основным средством первичной и периодических калибровок служит набор аттестованных стальных труб различного диаметра (190, 216 мм) и различной толщины стенок (6,13; 8,05; 9,67 мм). Для расчета толщинограмм используют данные калибровки для трубы, соразмерной номинальному диаметру и толщине стенки исследуемой колонны.

144

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

2.5. Электромагнитная дефектоскопия

Электромагнитная дефектоскопия и толщинометрия (ЭМДСТ) основаны на изучении характеристик вихревого электромагнитного поля, возбуждаемого в обсадной колонне генераторной катушкой прибора, он же является индукционным магнитоприемником.

В индукционную катушку посылаются разнополярные прямоугольные импульсы с паузами между ними. Наведенная вторичным полем электромагнитная дефектоскопия (ЭДС) в магнитоприемнике затухает во времени по экспоненциальному закону с декрементом затухания, зависящим от проводимости, магнитной проницаемости и радиуса изучаемой зоны. Блок генераторный формирует разнополярные импульсы тока. Сигнал с магнитоприемника поступает в усилительный тракт, затем оцифровывается, кодируется и поступает по кабелю в наземный пульт. Задачами метода ЭМДСТ являются выявление местоположения башмака и муфт обсадной колонны (кондуктора, технической), размещенной за колонной, в которой ведут исследования, определение толщины стенок обсадных труб, выявление положения и размеров продольных и поперечных дефектов, смятий и разрывов отдельных труб, оценка положения муфтовых соединений и качества свинчивания труб в муфтах. Прибор содержит чувствительный термометр для выявления притока и поглощения и канал ГК для более точной привязки к геологическому разрезу. Так, в приборе ЭМДС-ТМ-42Е длинный продольный зонд А регистрирует 9 кривых от А1 до А9. Зонд А обладает большой глубинностью исследования и способен дать информацию (толщина стенок и наличие дефектов) как о первой (внутренней) трубе, так и о второй, а при наличии третьей – и о наиболее крупных дефектах третьей. Поперечный зонд В предназначен для выявления поперечных трещин в первой трубе. По зонду В регистрируются 4 кривые от В1 до В4. Радиальная глубинность у зонда В возрастает с увеличением номера кривой. Короткий продольный

145

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

зонд С предназначен для поиска дефектов в первой трубе (внутренней), а также для определения толщины стенок первой колонны в двух- и трехколонных конструкциях. Из пяти регистрируемых кривых зонда С, от С1 до С5, глубинность исследования возрастает с увеличением номера кривой.

Комплекс программ обработки данных электромагнитной дефектоскопии-толщинометрии с прибором ЭМДС-ТМ-42Е включает lasvgk.exe – управляющую программу-оболочку. Исходным материалом для интерпретации является las-файл, в который заносятся данные измерений с аппаратурой ЭМДС-ТМ-42Е в процессе каротажа. Кривые ЭМДС выводятся на экран и выбираются наиболее характерные по одной кривой зондов В и С

идве кривые зонда А (например, В1, С3, А4, А9). Весь интервал каротажа разбиваем на несколько интервалов с одинаковой конструкцией и числом колонн. Для каждого интервала конструкции выбирается базовый интервал. Далее для каждого интервала вводятся данные о конструкции скважины и рассчитывается толщина. Результаты поинтервальной обработки объединяют водин las-файл

ивыводят на экран для просмотра. Далее исходный las-файл подгружаютв заранееподготовленный шаблон впрограммеPrime.

Интерпретация включает два этапа: качественное выделение дефектов, определение их характера и количественная оценка толщины стенок труб и степени коррозии (рис. 2.10, 2.11), а так-

же по ЭМДС фиксируются элементы конструкции скважин. На участке предполагаемой аномалии обязательно просматриваются все 27 зарегистрированных кривых. Истинные дефекты всегда появляются на нескольких кривых рассматриваемого зонда и чаще всего проявляются на кривых нескольких зондов. Они отмечаются на наблюдаемых кривых разных зондов со сдвигом по глубине, а сбои фиксируются синхронным скачком. Вертикальные трещины и разрывы труб отмечаются резким понижением уровня кривых зафиксированных значений обоих осевых зондов. На зонде В узкие продольные трещины не отмечаются. Поперечные трещины в первой трубе отмечаются минимумами на кривых

146

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

поперечного зонда, не отмечаются на кривых осевых зондов. Поперечные разрывы, в том числе без смещения концов, но охватывающие всю окружность трубы, четко отмечаются на кривых постоянного поля NOISE. Поперечные разрывы, а также рассоединения труб в муфтах фиксируются четкими разнополярными аномалиями кривой NOISE. Разрывы внутренней трубы отмечаются аномалиями NOISE большой амплитуды. После проведения увязки кривых с истинной глубиной получаем истинную глубину дефектов. Определяем протяженность дефектов вдоль скважины по точкам наибольшего градиента кривых. Данные толщинометрии представлены на кривых толщины первой и второй колонн в файле результатов. Их по возможности рассматривают совместно с данными других методов, отражающих толщину стенок колонны. С особой тщательностью изучаются интервалы, где предполагается негерметичность колонн. По кривым толщины с учетом допустимой погрешности метода (0,5 мм в одиночных трубах и 1,5 мм в многоколонных) выделяются интервалы предполагаемых дефектов, проявляющихся в виде уменьшения толщины стенки. Определяется, к какой из двух труб относится выявленный дефект, оценивается степень проявления коррозии или износа. К слабопроявленным условно относятся дефекты с уменьшением толщины стенки на 1,2–1,5 мм, к дефектам средней интенсивности – 1,5–2,5 мм, к сильным – более 2,5 мм.

Одной из наиболее популярных систем обработки и интерпретации данных ГИС, реализующей полный технологический цикл по оценке технического состояния колонны, является программное обеспечение, называемое «Модульная система обработки и интерпретации данных ГИС» («Соната»). Совместная обработка данных АКЦ и СГДТ заключается в учете плотности цемента, полученной по результатам СГДТ при обработке АКЦ, а также в построении общего заключения по герметичности заколонного пространства с учетом эксцентриситета колонны, плотности цемента, качества сцепления на границе «цемент – колонна» и «цемент – порода», наличия каналов в цементном кольце.

147

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Рис. 2.10. Определение технического состояния колонны по ЭМДСТ

148

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Рис. 2.11. Определение технического состояния эксплуатационной колонны в интервале детальных исследований аппаратурой ЭМДС

Магнитоимпульсная дефектоскопия-толщинометрия ска-

нирующая (МИДТ-С) обсадных колонн и насосно-компрессор- ных труб (НКТ) получила широкое развитие в последнее время. Основным достоинством метода является возможность одновременного определения толщин и выявления дефектов в многоколонных конструкциях труб, помещенных в скважину, т.е. работа в действующих, незаглушенных скважинах независимо от типа заполнения ствола скважины (газ, вода, нефть).

Преимущество метода МИДТ-С перед интегральными методами ЭМДС – выделение интервалов перфорации и дефектов внутренней стенки колонны по 12 секторам.

149

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Аппаратура МИД-СК-100 состоит из скважинного прибора и наземного пульта (рис. 2.12).

Вскважинном приборе имеется группа зондов (продольные и сканирующие) различных размеров и конфигурации.

Всостав скважинного прибора входят:

–высокочувствительный термометр, осуществляющий регистрацию температуры (разрешающая способность 0,01 °С) по стволу скважины одновременно с записью дефектограмм, что позволяет выделять зоны перфорации, а также сквозные отверстия в колонне по изменению хода термограмм, связанных с перетоками жидкости и газа;

–блок ГК для привязки данных дефектоскопии к пластам. Сканирующий магнитно-импульсный дефектоскоп МИД-

СК-100 предназначен:

–для детального обследования технического состояния колонны, обнаружения дефектов и зон коррозии внутренней стенки колонны;

–для определения осредненной по окружности толщины стенки колонны;

–для выявления и определения местоположения перфорационных отверстий сверлящей и кумулятивной перфораций, резов щелевой перфорации.

Рис. 2.12. Модельное представление прибора МИД-СК-100

150