Способ определения локальных деформационных воздействий на колонну обсадных труб Советский патент 1983 года по МПК E21B47/00 

4

о:) 4:

СО

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для контроля технического сост4фния колонн обсадных труб нефтяных и газовых скважин.

Вскрытие продуктивных пластов пефорацией оказывает значительное воздействие на обсадную колонну и зачастую приводит к нарушению целостности обсадных труб в интервале прострела,, возникновению трещин, порывов, вздутий, что может явиться причиной увеличения сроков освоения скважины, резкого уменьшения их дебита, увеличения сроков межремонтного периода. В связи с элгим излучение деформадионных воздействий- на обсадную колонну .является одной из важных и широко распространенных задач на всех этапах строительства и эксплуатации скважин.

Известен метод индукционной дефектоскопии обсадных труб, заключающийся в возбуждении в .трубах поля вихревых и регистрации его комплексных составляющих, величина которых.зависит от электрических, магнитных, геометрических параметро труб, наличия и характера дефектов в них С 1 .

. Для разделения влияющих факторов измерение производится одновременно двумя каналами, один из- которых регистрирует сигналы, обусловленные изменением диаметра и магнитн.бй проницаемости труб, а другой - сигналы вызванные .порывами, трещинами и изменениями электропроводности.

Недостатком этого метода являетс то, что он чувствителен не только ,к изменению поперечного сечения колонны, но и к изменению электрических, магнит.ных и прочностных характеристик обсадных труб, 1зменению расстояния от магнитного зонда до стенок колонны. Это вызывает необходимость- одновременного применения других дефектоскопических методов, а также значение физических свойств установленных в скважину труб, марок стали, что существенно снижает эффективность его -практического при менения в геофизике. Среди прямых, методов исследовани .технического состояния скважин наиболее широко применяется метод про.филеметрии, принцип действия которого основан на измерении магнитного сопротивления зазора межру стенкой излучаемой т;р|убы и датчиком 2.

Для построения профиля колонны требуется внесение большого количесва поправок за счет условий измерений, которые .не всегда могут .быть достоверно определены. Существенным недостатком является также низкая производительность исследования (150-200 м/ч) и возможность пропуск

отдельных и возможно весьма существенных нарушений целостности юбсадных колонн даже при малом (1-2 м) шаге измерений по глубине. .

Наиболее близким по техйической 5 сущности и достигаемому -результату к предлагаемому является способ определения лок.а:г1ьных деформационных воздействий на колонну обсадных труб, включающий дискретное намагничивание

0 труб S-интервале перфорации и регистрацию изменения их намагниченности после прострела ГЗ J.

Воздействие ударной волны в мо мент отстрела перфоратора приводит

5 к деформации обсадной колонны и необратимому изменению ее намагничен ности. Намагничивание колонны производят. Спостоянным шагом, равным длине магнитной метки, но за счет эффектов рассеяния магнитного поля Jна образующихся при перфорации отверстиях, трещинах, вздутиях оста- . точная намагниченность колонны в интервале перфорации резко отличается по своему -характеру от искусствен5 ной заданной -намагниченности вне интервала прострела.-О характере и гра ницах деформации судят по нарушению регулярности в намагниченности колонны .после деформации. .

0 Недостат1сом этого способа является его низкая чувствительность к воздействиям слабых напряж.ений. В случае проведения перфорации колонны вследствие экспоненциального

5 затухания ударной волны участки слабого воздействия соответствуют границам интервала перфорации.. Поскольку намагниченность колонны в зоне воздействия слабого напряжения измёд. мало, то на фоне участков, намагниченных практически до технического насБщения, перераспределение магнитного поля за счет эффектов рассеяния на рбразовавшихся отвер :тиях,трещинах, на границе интервала перфорации плохо заметно.

Это не позволяет точно установить границы интервала перфорации i .. Цель изобретени;я - повы1чение точности определения границ и характе50 ра деформации, в частности при проведении перфорации скважин.

Это достигается тем, что согласно способу определения локальных деформационных воздействий на колон55 иу обсадных труб, включающему намагничивание колонны импульсами тока с постоянным шагом, равным длине магнитной метки, и регистрацию намагниченности до и после деформация,

Р намагничивание производят пер иодически изменяющимися по мощности импульсами тока.

В случае проведения перфорации колошш сяпособ определения локапь65 нь&с дефо{ 1ационных воздействий на колонну обсадных тру ос тцествляют следующим о.браэом. До. перфорации в предполагаемом интервале ее проведения и на несколь ко десятков метров ниже и выше ее обсадные, трубы дискретно намагничивают с постоянным шагом, но разными. по мощности импульсами постоянного тока. При этом, одни участки обсадной колонны намагничиваются сильно, до технического насыщения, а другие слабо, в области, определяемой процессами смещения границ. Для обеспечения чет.кой регистрации намагничивание производят, следующим образом: два-три импульса большой мощности, затем два-три импульса малой мощности м т.д.. При контрольной локации намагниченных участков регистрируе.тся кривая гармонического вида rieременной амплитуды, что соответствует реальному характеру остаточной намагнич енности обсадной колонны. Высокий уровень сигнала соответствует участкам, намагниченным до технического насыщ-ения, низкий уровень слабо намагниченнын. участкам. После проведения перфорации производят повторную запись остаточной намагни.ченности колонны.. Сравнивая магнитограммы до и после -перфорации, по уменьшению намагниченности и нарушению регулярности в намагниченности сильно и слабо намагниченных участков обсадной колонны опреде ляют .интервал воздействия деформации верхнюю и нижнюю границы интервала пе и1 орации и харг.ктер вскрытия. В тех случаях, когда контрольная локация остаточной, намагниченности колонны осурдествляется одновременно, с /регистрацией каких-тоестественных. реперов в скважине (кривая ГК, НГК, муфтовые соединения), осуществляют привязку интервала прострела к гёоло тическому раврезу скважины. Если намагничивание колонныв интервале перфорации производить только путем нанесения магнитных меток, намагниченных до технического насыщения, то в этом случае определение верхней и нижней границы интервалапрострела затруднено вследствие то.го, что на границе интервала простре ла ударное воздействие взрывной вол ны при пер)форации вызывает слабую деформацию колонны и, как следствие незначительное уменьшение намагниченности, на фоне которой трудно определить нарушение регуляности намагниченности путем перераспределения магнитного поля на отверстиях, ВЗДУТИЯХ, трещинах. Если бы на обсадную колонну наносились только .слабые магнитные метки, то экспоненциально затухающее ударное воздействие взрывной волны вызвешо бы изменение намагниченности колонны в гораздо более широком интервале, чем интервал прострела, чгго также затрудняет возможность точного оп-. ределения границ интервала перфорации. В .данном способе верхняя и нижняя границы интервала прострела и характер вскрытия точно определяют по значительному уменьшению намагниченностти на участках слабых магнитных меток и нарушению ее регулярности в этой зоне и неизменности намагниченности на соседнрис с ними участках сильных магнитных меток. На фиг. 1 показана диаграмма на- . магниченнос.ти колонны до перфорации; на фиг. ,2- то же, после, перфорации tA - интервал перфорации).Предварительное намагничивание ко- .. .лонны осуществляется двумя уровнями: намагниченными участками 1-9 колонны,. причем участки 1,3, 5, 7 и 9 намагничиваются до. технического насыщения,. участки 2, 4, б и 8 колонны - до области, определяемой процессами сме- . щения границ самопроизвольной намагниченности. Как видно из фиг.- 2, в интервале перфорации намагниченность обсадной колонны претерпевает -сущест-венные изменения - в интервале сильного воздействия деформации уменьшается намагниченность как участков 5, так и 6, появляются нарушения в регулярном характере намагниченности от образовавшихся отверстий, трещин в обсадной трубе (участки 5 и 6). Верхняя граница интерваиа перфорации совпадает с участком 4 слабых магнитных меток, что вызывает резкое уменьшение намагниченности этого участка и нарушение ее регулярности в зоне, попавшей в интервал прострела (участок 4). Намагниченность соседнего этим.участка 3 практически не изменяется и имеет вид гармонической кривой (участок 3}. Нижняя граница интервала перфорации совпадает с участком 7 магнитных меток, намагниченных до технического насыщения, что. вызывает незначительное уменьшение намагнич;еннрсти всего участка и нарушение регулярности намагниченности в зоне/ попавшей в интервал прострела (участок 7). На соседнем участке 8 происходит значительное уменьшение намагниченности без нарушения ее регулярности (участок 8)f в то время, как на участке 9 никаких изменений после перфорации не происходит. Таким образом, интервал прострела определяется границами участков, подверженньсг после перфорации измен ению намагниченности и нарушению ее. регулярности.; Положительный эффект изобретения достигается тем что предлагаемый способ позволяет повысить точность определения местоположения локальной деформации частности границ интервала перфорации и характера деформации, о

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЛОКАЛЬНЫХ ДЕФОРМАЦИОННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА КОЛОННУ ОБСАДНЫХ ТРУБ, включающий намагничивание колонны импульсами тока с постоянным шагом, равным длине магнитной метки, и регистрацию нам;агниченности до и после деформации, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения границ и характера деформации, намагничивание производят периодически изменяющимися по мощности импульсами тока. (Л

(ftu&.f

Фиг. 2