Способ определения герметичности заколонного пространства Российский патент 2025 года по МПК E21B47/05 E21B47/11 G01V5/04 

Изобретение относится к строительству и эксплуатации нефтяных и газовых скважин, в частности к диагностике состояния герметичности заколонного пространства в эксплуатационных, разведочных, наблюдательных и другого назначения скважинах.

Известен способ диагностики герметичности заколонного пространства (патент RU 2337239, МПК E21B 47/10, G01V 5/04, опубл. 27.02.2008, бюл. №30), включающий проведение фонового гамма-каротажа, закачку за обсадную колонну труб в планируемый интервал перфорации тампонажного раствора с газообразным химически инертным долгоживущим радиоизотопом-криптоном, проведение гамма-каротажа после образования цементного камня и гамма-каротажей через заданные периоды времени, определение момента начала заколонного перетока по результатам сравнения контрольных гамма-каротажей с фоновым, отличающейся тем, что долгоживущий радиоизотоп - криптон вводят в порцию тампонажного раствора, размещаемую в планируемом интервале перфорации, после проведения гамма-каротажа перфорируют обсадную колонну против «меченого» цементного камня и осваивают скважину, затем в интервал перфорации закачивают и подавляют в пласт короткоживущий газообразный химически инертный радиоизотоп и вновь повторяют гамма-каротаж в интервале перфорации.

Известен способ определения технического состояния скважин (патент RU 2405934, МПК E21B 47/10, E21B 47/12, G01V 5/10, опубл. 10.12.2010, бюл №34), включающий спуск приборов радиоактивного каротажа до забоя скважины, запись кривой распределения естественной гамма-активности от забоя до устья скважины, облучение потоком нейтронов с помощью приборов импульсного нейтрон-нейтронного каротажа с последующей записью кривой наведенной гамма-активности, сопоставление кривых распределения естественной и наведенной гамма-активности вдоль оси скважины, отличающийся тем, что геофизические исследования проводят в работающей скважине через лубрикатор, облучение потоком нейтронов осуществляют в интервалах выше и ниже перфорационных отверстий, запись естественной и наведенной гамма-активности осуществляют с помощью дополнительного датчика, установленного на продуктопроводе на устье скважины, причем регистрация гамма-активности производится до облучения заколонного пространства, после облучения интервала ствола скважины, расположенного ниже интервала перфорации и выше указанного интервала в зоне залегания водоносных пластов, а источники обводнения продукции скважины определяют по форме кривых наведенной гамма-активности, одногорбая форма свидетельствует о подтоке подошвенных вод, а двугорбая - о поступлении вод из вышележащих пластов.

Наиболее близким является способ определения качества цементирования скважин (патент RU 2054537, МПК E21B 47/00, опубл. 20.02.1996), заключающийся в проведении гамма-каротажа с использованием радиоизотопов, находящихся за обсадной колонной, отличающийся тем, что герметичность крепления скважины определяют газообразным радиоизотопом, вырабатываемым радиоисточником.

Недостатком известных способов является невозможность выявить трещины и пустоты в заколонном пространстве в начальной стадии их формирования из-за помещенного в капсулу радиоактивного вещества, занимающую фиксированное положение в цементном кольце на стенке обсадной колонны, что позволяет обнаружить миграцию накопленного в капсуле радона можно, если только цементное кольцо будет в значительной степени разрушено, и сеть трещин пройдет в непосредственной близости от капсулы.

Также недостатком описанных выше методов является то, что изотопы радона по истечении периода полураспада становятся непригодными для проведения исследований из-за потери своей радиоактивности. А работы с использованием радиоактивных изотопов относятся к числу весьма опасных и требуют соблюдения техники безопасности.

Технической задачей предлагаемого способа является определение герметичности заколонного пространства, интервалов негерметичности заколонного пространства, источников поступления вод и обводнения продукции скважин.

Технический результат достигается способом определения герметичности заколонного пространства, включающим проведение фонового импульсного нейтронного гамма-каротажа либо импульсного нейтронного гамма-каротажа спектрометрического, закачку раствора хлорида гадолиния в интервал перфорации, проведение контрольных замеров импульсного нейтронного гамма-каротажа либо импульсного нейтронного гамма-каротажа спектрометрического после продавливания раствора в интервал перфорации и заколонное пространство, определение момента начала заколонного перетока по результатам сравнения контрольных замеров с фоновыми.

Новым является то, что герметичность крепления скважины определяют с использованием раствора хлорида гадолиния, доставляемого на геофизическом кабеле в контейнере для жидкости с насосом в интервал исследования выше интервала перфорации на 50-150 м в прямой зависимости от проницаемости пласта, после проводят закачку раствора с хлоридом гадолиния в исследуемый интервал насосом подачей питания по геофизическому кабелю во внутрискважинное пространство, затем получают контрольный замер импульсного нейтронного гамма-каротажа либо импульсного нейтронного гамма-каротажа спектрометрического, после чего раствор с хлоридом гадолиния в добывающей или нагнетательной скважине продавливается в пласт путем доливки воды в скважину, при добывающей скважине из емкости в объеме 0,5-1 м³, а в нагнетательной скважине - устьевым насосом, после чего проводится повторный замер импульсного нейтронного гамма-каротажа или импульсного нейтронного гамма-каротажа спектрометрического, процедура продавливания водой повторяется до тех пор, пока раствор с хлоридом гадолиния не пройдет в интервал перфорации и заколонное пространство.

Новым также является то, что раствор хлорида гадолиния вводят в количестве 1 литра с концентрацией не менее 10%.

Способ определения герметичности заколонного пространства, включающий проведение фонового импульсного нейтронного гамма-каротажа либо импульсного нейтронного гамма-каротажа спектрометрического, закачку за обсадную колонну труб в планируемый интервал перфорации тампонажного раствора с хлоридом гадолиния. Проводится спуск приборной компоновки на кабеле с контейнером с хлоридом гадолиния. Контейнер представляет собой емкость для жидкости, помещающийся в геофизический прибор, в котором располагается насос для выдавливания раствора из контейнера. Контейнер доставляют в исследуемый интервал на геофизическом кабеле и устанавливают на глубине 50-150 м выше интервала перфорации. После установки контейнера производят закачку раствора с хлоридом гадолиния в исследуемый интервал с помощью насоса во внутрискважинное пространство, который запускается с пульта управления геофизическими приборами. Затем поднимают приборную компоновку и осуществляют повторный спуск прибора для проведения замера импульсного нейтронного гамма-каротажа - ИНГК или импульсного нейтронного гамма-каротажа спектрометрического - ИНГК-С, после закачки со скоростью 120 м/ч. Замеры осуществляют по параметрам, получаемым при регистрации кривых ИНГК и ИНГК-С - время жизни тепловых нейтронов (гадолиний является поглотителем нейтронов, и время жизни тепловых нейтронов при этом понижается) и содержание гадолиния (методом ИНГК-С определяется элементный состав пород и флюида). После проведения фоновых и контрольных замеров проводят сравнение полученных данных и делают выводы о наличии или отсутствии заколонных перетоков и определяют интервалы поглощения.

После получения данных фонового замера в добывающей скважине раствор с хлоридом гадолиния продавливается в пласт путем доливки воды в объеме 0,5 - 1 м³, а в нагнетательной скважине продавливание хлорида гадолиния в пласт осуществляется водой устьевым насосом. Затем повторно проводится замер ИНГК или ИНГК-С со скоростью 120 м/ч, данные, полученные при замерах, сравниваются с фоновыми, процедура продавливания хлорида гадолиния в пласт водой повторяется до тех пор, пока раствор хлорида гадолиния не пройдет в интервал перфорации и заколонное пространство. Прохождение хлорида гадолиния в интервал перфорации и заколонное пространство определяют путем сравнения фоновых и контрольных данных измерений.

Изобретение относится к строительству и эксплуатации нефтяных и газовых скважин, в частности к диагностике состояния герметичности заколонного пространства в эксплуатационных, разведочных, наблюдательных и другого назначения скважинах. В частности, заявлен способ определения герметичности заколонного пространства, заключающийся в проведении фонового импульсного нейтронного гамма-каротажа либо импульсного нейтронного гамма-каротажа спектрометрического. Проводят спуск приборной компоновки на кабеле с контейнером с раствором хлорида гадолиния в исследуемый интервал на геофизическом кабеле и устанавливают на глубине 50-150 м выше интервала перфорации. Далее производят закачку раствора с хлоридом гадолиния во внутрискважинное пространство. Затем получают контрольный замер импульсного нейтронного гамма-каротажа либо импульсного нейтронного гамма-каротажа спектрометрического. После чего раствор с хлоридом гадолиния в добывающей или нагнетательной скважине продавливают в пласт путем доливки воды в скважину, до тех пор пока раствор с хлоридом гадолиния не пройдет в интервал перфорации и заколонное пространство. Далее проводят повторный замер импульсного нейтронного гамма-каротажа или импульсного нейтронного гамма-каротажа спектрометрического. Данные, полученные при замерах, сравнивают с фоновыми и на основании данного сравнения определяют наличие или отсутствие заколонных перетоков и интервалы поглощения.

1. Способ определения герметичности заколонного пространства, заключающийся в проведении фонового импульсного нейтронного гамма-каротажа либо импульсного нейтронного гамма-каротажа спектрометрического, после чего проводят спуск приборной компоновки на кабеле с контейнером с раствором хлорида гадолиния в исследуемый интервал на геофизическом кабеле и устанавливают на глубине 50-150 м выше интервала перфорации, далее производят закачку раствора с хлоридом гадолиния во внутрискважинное пространство с помощью насоса, установленного внутри контейнера, и который запускается подачей питания по геофизическому кабелю, затем получают контрольный замер импульсного нейтронного гамма-каротажа либо импульсного нейтронного гамма-каротажа спектрометрического, после чего раствор с хлоридом гадолиния в добывающей или нагнетательной скважине продавливают в пласт путем доливки воды в скважину, при добывающей скважине из емкости в объеме 0,5-1 м³, а в случае нагнетательной скважины – устьевым насосом, при этом процедура продавливания водой повторяется до тех пор, пока раствор с хлоридом гадолиния не пройдет в интервал перфорации и заколонное пространство, после чего проводят повторный замер импульсного нейтронного гамма-каротажа или импульсного нейтронного гамма-каротажа спектрометрического, данные, полученные при замерах, сравнивают с фоновыми и на основании данного сравнения определяют наличие или отсутствие заколонных перетоков и интервалы поглощения.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что раствор хлорида гадолиния вводят в количестве 1 литра с концентрацией не менее 10%.