№ 54. Геофизические методы определения высоты подъема цемента и качества цементирования скважин: их сущность, достоинства и ограничения, истолкование результатов измерений.

Методы контроля качества цементирования скважины служат для определения высоты подъема цемента за обсадной колонной и для оценки качества изоляции пластов друг от друга.

Применяются:

• термометрический метод -

основан на регистрации изменений температуры при экзотермической реакции в процессе затвердевания цементного раствора. По изменениям температуры определяются высота подъема цемента и наличие его в затрубном пространстве;

• акустический метод -

основан на измерении затухания продольной упругой волны, распространяющейся по обсадной колонне, цементу и породе.

Регистрируют амплитуды продольной волны в колонне А_к и в породе А_п и время распространения продольной волны в породе. При хорошей связи цемента с колонной и породой наблюдаются минимальные амплитуды и максимальное затухание сигнала. При отсутствии цемента за колонной наблюдается обратная картина. Средними значениями отмечаются участки с частичным заполнением либо с недостаточно прочным сцеплением цемента с породой и колонной;

• гамма-гамма-каротаж.

Разница в плотности затвердевшего цемента и контактирующей с ним жидкости (пластовой или промывочной) позволяет использовать гамма-гамма-каротаж.

Регистрируют одновременно несколькими детекторами, расположенными по периметру прибора, интенсивность рассеянного гамма-излучения. Совпадение всех кривых указывает на качественное цементирование.

Причинами расхождения кривых и смещения их относительно друг друга могут быть: эксцентриситет обсадной колонны, несплошная или односторонняя заливка, отсутствие цемента за колонной. Каждая из причин характеризуется определенным вариантом расхождения и смещения кривых гамма-гамма-каротажа.

№ 55. Геофизические методы определения местоположения муфтовых соединений, башмака обсадной колонны, мест прихвата бурового инструмента в скважине.

Буй.

№ 56. Определение интервалов затрубной циркуляции жидкости и газа.

Затрубная циркуляция, т. е. движение флюида по стволу скважины за обсадной колонной, возможна при некачественной цементации. Нарушение целост­ности цемента может быть связа­но с неудачной первоначальной заливкой или изменениями це­ментного камня под воздействи­ем механических или физико-химических процессов, протека­ющих в прискважинной зоне в процессе испытания скважин и разработки месторождения.

Перетоки могут наблюдаться из одного пласта в другой без выхода в скважину; в скважину из пла­ста, залегающего выше или ниже интервала перфорации; из сква­жины в пласт, не вскрытый перфорацией.

При выделении интервалов перетока обязательно проведение ис­следований по контролю качества цементирования скважины.

Внутреннюю циркуляцию, т.е. циркуляцию пластового флюида без выхода в скважину, определяют главным образом с помощью тер­мометра. С этой целью скважину промывают и через 3 — 5 сут. при установившемся тепловом режиме регистрируют температуру по всему стволу скважины. Схема выделения интервалов затрубной циркуляции пластовой жидкости приведена на рис. 1.

На общем фоне изменения температур, соответствующем геотер­мическому градиенту, выделяются два интервала, в пределах кото­рых градиент температуры практически равен нулю. На участке аб температура сохраняется постоянной, а в точке б она ниже окружающей среды. Такая картина наблюдается при перетоке жидкости за колонной сверху вниз. В интервале вг выделяется положительная аномалия. В точке в температура выше окружающей среды. Это обус­ловлено движением жидкости в затрубном пространстве снизу вверх.

Выделение затрубной циркуляции в нагнетательных скважинах можно показать на примере, приведенном на рис. 2. Скважина после вскрытия трех пластов в интервале 1580—1600 м продолжительное время использовалась как нагнетательная. Измерения показали, что температура по скважине на уровне 13°С сохраняется ниже интер­вала перфорации до глубины 1612 м. Следовательно, на участке 1600— 1612 м имеется затрубная циркуляция и закачиваемая жид­кость не поступает в пласты, вскрытые перфорацией.

Заколонные перетоки газа без выхода в скважину выделяются по данным термометрии так же, как и перетоки воды. Но в случае ин­тенсивного выхода газа из пласта может проявиться дроссельный эф­фект и тогда на термограмме отдающий пласт выделится понижени­ем температуры.

Перетоки воды, интенсивность которых превышает 5 м3/сут, мо­гут быть выделены методом наведенной активности кислорода — МНАК. Для активации кислорода необходим источник быстрых ней­тронов. В настоящее время для этой цели используют импульсный генератор нейтронов ИНГ-36-2. Индикаторы гамма-излучения рас­полагаются по обе стороны от источника нейтронов.

Размер прямого зонда 50 см, обратного — 25 см.

Поскольку реакция активации кислорода протекает при энергиях нейтронов свыше 10 мэВ, а скважинный ге­нератор ИГН-32-2 вырабатывает нейтроны энергией 14 мэВ, то ак­тивация кислорода происходит только вблизи источника нейтронов, т. е. в той области, где они сохраняют высокую энергию. В результате метод имеет сравнительно небольшую глубину исследования, но пе­ретоки вод за колонной могут быть выделены.

При измерениях МНАК ин­формацию получают в виде интенсивностей гамма-излучений, регистрируемых прямым и об­ратным зондами, а также в виде безразмерного параметра . Для вычисления  ин­тенсивность зондов замеряют по точкам.

Интерпретация метода осно­вывается на следующем. При от­сутствии потока показания мало­го зонда превышают показания большого зонда (  ) (рис. 3). При движении жидкости перемещаются также и активированные атомы кислорода. Если поток жидкости движется снизу вверх, то показания малого зонда, расположенного ниже источника нейтронов, уменьшаются, а показания большого зонда, расположенного выше источника нейтронов, сначала увеличиваются, а затем с увеличением скорости потока также начинают снижаться (рис. 3).

При исследовании скважин, в которых поток воды движется сверху вниз, в частности в нагнетательных скважинах, измерения выполняют обращенной зондовой установкой, т.е. нижний зонд имеет размер 50 см, а верхний – 25 см.

Процесс выделения интервалов перетоков включает следующие операции. В исследуемом интервале регистрируют диаграммы ГМ и ИННМ-Т при времени задержки  = 800 мс. Проводят непрерывную регистрацию МНАК прямым и обратным зондами. Если по непрерывным диаграммам МНАК интервал перетока уверенно не выделяется, то проводят измерения по точкам с вычислением параметра . Шаг измерений составляет 1 м.