Способ контроля качества цементирования скважин Советский патент 1984 года по МПК G01V5/04 

QD

00

со Изобретение относится и ПРОМЫС.ПО во-геофизическим исследованиям сква жин, в частности к исследованию качества цементирования методом рассеянного гамма-излучения. Для контроля качества цементирования скважин .применяются несколько модификаций гамма-гамма-метода, отличающиеся по способу измерения распределения интенсивности рассеян ного гамма-излучения в скважине. этом выбор того или иного способа измерения оказывает решающее влияние на информативность и точность получаемых результатов, а также на производительность исследований. Известен способ, реализованный в гамма-цементомерах ЦМТУ-1, ЦМ(8-10), по которому измерение интенсивности рассеянного гамма-излучения производится по секторам тре;мя или четырьмя детекторами, расположенными под углом 130или 90° друг к другу, причем информация от каждого из детекторов п эедается раздельно и регистрируется в виде независиких диаграмм С I. Недостатком этого способа является необходимость большого Числа измерительных каналов и зависимость показаний от идентичности детекторов по их эффективности. Вследствие этого способ имеет низкую точность и может. &дть использован для грубой оценки качества цементирования, а в основном для определения высоты подЬема цементного Katma, Наиболее близким к изобретению по техническому решению является способ контроля качества цементиров ния скважин, включающий регистрацию расгфеделения интенсивности рассеян ного гамма-излучения по стволу и пе риметру скважины по одной образуюи 5зутем поочередного, циклически повт ряю1иегося подключения каждого из N детекторов, равномерно расположенных по периметру измерительного зон .да Г2. Недостатком известного способа является низкая точность контроля при непрерывном исследовании скважи ны;, обусловленная несоответствием максимальных и минимальных значений интенсивности по глубине (экстремап ные значения смещены по глубине на ,i где Т - период цикла опроса детекторов;V - скорость перемещения измери тельного зонда вдоль ствола скважины, что соответствует 0,7-1 м) и образованием неисследованных зон (ширина зон 1,5-2 м). Целью изобретения является повышение точности и производительности контроля. Указанная цель достигается тем, что по способу контроля качества цементирования скважин, включаюшек регистрацию распределения интенсивности рассеянного гамма-излучения по стволу и периметру скважины по одной образующей путем поочередного, циклически повторяющего подключения каждого из N детекторов, равномерно расположенных по периметру измерительного зонда, дополнительно регистрируют распределение интенсивности рассеянного гамма-излучения по стволу и периметру скважины по второй образующей, причем в каждый момент времени регистрируют интенсивность рассеянного гамма-излучения в диаметрально противоположных точках Периметра скважины и по совокупным данным осуществляют контроль качества цементирования. Сущность способа заключается в одновременной и синхронной регистрации интенсивности рассеянного гаммаизлучения по двум образующим обсадной колонны в двух диаметрально противоположных в каждт лй момент времени точках периметра. Это позволяет исключить погрешность, обусловленную несоответствием по глубине экстремальных по периметру колонны значений интенсивностей, так как максимальная и минимальная интенсивности по периметру колонны будут измерены в один и тот же момент времени двумя диг1метрально противоположными детекторами, включенны л в из мерительные,каналы, и уменьшить ширину неисследуелых зон, увеяичив тем самым детальность исследования заколонного пространства. При регистрации распределения интенсивности рассеянного гаммаизлучения по стволу и периметру скважины связь между действующей аномалией J j, и регистрируемой интенсивностью 3pgr определяется следующим выражением: t t -ь J-7 г -XT « J. V4l где t К С - постоянная времени интегрируюгцей ячейки. Окончательная формула для определения регистрируемой интенсивности имеет вид; -1 l-cos7/fi--kVirs;n7 4-k(vr-) ) . J ::.-., (-(| ) где ,000872|

, V-RT,

Vn - скорость перемещения измерительного зонда вдоль ствола скважины;

UI - угловая скорость сканирования по периметру скважины; R - средний радиус зоны исследования;Ь - путь, пройденный измеритель

ным зондом за время t. При фиксированном значении угловой скоросгги сканирования по периметру скважины ш увеличение скорости пед еме1цения измерительного зонда вдоль ствола скважины приводит к значительному занижению амплитуды регистрируемых аномалий, тогда как одновременное уменьшение угловой скорости сканирования ш позволяет увеличить скорость перемещения измерительного зонда вдоль ствола скважины V в 1,5-2 раза и при этом занижение апли f уды аномалий минимальное. ; Приведенные результаты не противоречат существующей методике оценки коэффициента амплитудных искажений по величине произведения (V,j.), так как суммарная величина

-flu// сохраняется, а изменяется лишь соотношение между, вертикальной V, и угловой (uj() составляюшлми скорости. Увеличение скорости регистрации цементограмм за счет уменьшения угловой скорости сканирования по Периметру ведет к уменьшению детальности исследования. В предлагаемом способе регистрации 3тот недостаток устранен тем, -что одновременно измеряется интенсивность рассеянного гамма-излучения по второй образующей в противофазе к первой, что дополнительно позволяет зарегистрировать взаимоувязанные по глубине зкстремальные значения интенсивности по периметру скважины, необходимее для количественного определения эксцентриситета обсадной колонны и объемной плотности вещества за обсадной колонной.

На фиг. 1 схематически изображена скважина, разрез; на фиг. 2 диаграммы распределения интенсивности рассеянного гамма-излучения по стволу и Периметру колонны, соответствующие известному и предлагаемому способам контроля.

По диаграмме известного способа можно выделить только один интервал некачественного цементирования - интервал 1. Измерение интенсивности рассеянного гамма-излучения одновременно по двум образуювгим периметра колонны (диаграмма, соответствующая предлагаемому способу) позволяет выделить еще два интервала 2 и 3

Некачественного цементирования, которые пропущены при известном способе измерения вследствие образования неисследованных зон .нд участках пфиметра колонны, противоположных де5 текторам, включенным в данный момент времени в измерительный канал.

Предлагаекый способ опробован в скважинных условиях измерения с серийно испускаемым скважинным гамма0 дефектомером - толщиномером:

СГДТ-3 - с помощью относительно простого электрюнного устройства (коммутатора), исполненного, например, по схеме многофазного релакса5 тора, обеспечивающего поочередное циклически повторяющееся подключение в течение определенного времени (dt-2,3 с) одновременно двух диаметрально противоположных детекторов

Q В соответствующие измерительные каналы.

Допустимая скорость записи 900-1200 м/ч при детальности по глубине не более 1 м и статистической

C погрешности измерения не более 1,5%. Уменьшение статистической погрешности измерения достигается за счет увеличения времени включения каждого детектора в измерительный канал от 1,5 до 2,3 с.

0

Предполагается использование этого способа измерения в разрабатываемой комплексной аппаратуре СГДТ-НВ, предназначенной для исследования скважин, крепленных аэрированными

5 и облегченными тампонажными материалами, с целью обеспечения высокой точности и детальности контроля качества цементирования при одновременном повышении производительности

0 измерений.

Щэедлагае ий способ позволит значительно сократить затраты времени на проведение исследования

с скважин и поилсить точность контроля качества цементирования. По сравнению с известным способом измерения, реализованным в серийно выпускаекюм приборе СГДТ-3, предлагаемый способ позволяет повысить произво0дительность исследования скважин в 1,5 раза.

При среднем времени исследования скважины 3ч, стоимости одного часа простоя буровой и геофизической

5 партии 150 руб. и объеме исследования скважин аппаратурой СГДТ-3 5 тыс. в год, экономический эффект от внедрения способа за счет сокращения времени исследования скважины

0 составит 750 тыс. руб. в год.

Таким образом, предлагаемый спов соб обладает более высокими эксплуатационными характеристиками про производительности и детальности ис, следования скважин.

спосоо

их(тнь/й пре таеный

Ю 20

Ю 2й 3D

Фиг.2

СПОСОБ КОНТРОЛЯ КЙЧЕеТВА ЦШБНТИРОВАНИЯ СКВАЖШ, ВКЛЮЧаюЕе Ий регистрацию распределения интенсивности рассеянного гамма-излучения по стволу.и периметру скважины по одной образующей путем поочередного циклически повторяющегося подключения каждого из N детекторов, равномерно расположенных по периметру измерительного зонда, о т л и ч а ю щи и с я тем, что, с целью поалшения точности и производительности контроля, дополнительно регистрируют распределение интенсивности рассеянного гамма-излучения по стволу и периметру скважины по второй образующей, причем в каждый момент времени регистрируют интенсивность рассеянного гамма-излучения в диаметр рально противоположных точках пери(О метра скважины и по совокупным данным осуществляют контроль качества цементирования.