Способ калибровки акустического цементомера Советский патент 1984 года по МПК G01V3/00 

Изобретение относится к промтлсловой геофизике, а точнее к методам испытания скважинной акустической аппаратуры.

Известен способ калибровки акустического цементомера по данным измерений акустических параметров в свободной трубе и в трубе, характеризующейся полным сцеплением с цементным кольцом 1J.

Этот способ позволяет получить лишь две точки,калибровочного графика, соответствующие бесконечной и нулевой величине зазора, что не решает задачи определения величины последнего.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ калибровки акустического цементомера, основанный на измерении амплитуды и времени пробега упругой волны на мо дели скважины, заполненной жидкостью, при изменяемой величине кольцевого зазора между обсадной трубой и цементным камнем Е23.

Недостатками этого способа являются низкая точность и ненадежность воспроизведения малых (порядка десятых долей миллиметра и менееJ кольцевых зазоров между поверхностью обсад ной трубы и блоками, имитирующими це ментное кольцо, особенно при значительной длине последних, что обусловлено трудностью весьма точного и равномерного сопряжения больших поверхностей при их взаимном перемещеНИИ. Предъявляемые при этом требования к точности и чистоте изготовления сопрягаемых поверхностей трубы и блоков, имитирующих цементное кольцо, а также элементов механизма их перемещелия, весьма высоки и практи чески тpyднoвыпoлни ы. Кроме того, при таких требованиях оказывается практически невозможнь использование в модели обсадных труб с шероховатостью поверхности,соответствующей шероховатости поверхности реально используемых в промышленности обсадных труб, что затрудняет перенос результатов калибровки на данные практичес ких скважинных измерений.

Цель изобретения - повышение эффективности и приближение условий калибровки к реальным.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу калибровки акустического цементомера, основа.ному на измерении амплитуды и времен пробега упругой волны на модели обсаженной скважины, заполненной жидкостью при изменяемой величине кольцевого зазора между обсадной трубой и цементным камнем, величину кольцевого зазора изменяют, подвергая обсадную трубу упругой деформации.

При этом упругую деформацию трубы создают, нагружая ее изнутри избыточным гидростатическим давлением, а величину упругой деформации ц кольцевого зазора контролируют по величине избыточного гидростатического давления или объему жидкости, закачиваемой во внутреннюю полость трубы.

Величину шероховатости наружной поверхности трубы модели скважины выбирают равной величине шероховатости наружной поверхности обсадных труб исследуемых скважин.

Кроме того, наружную поверхность трубы модели скважины предварительно покрывают слоем гидрофобного лака или смазки толщиной .1-10 мкм.

Способ реализуют следующим образом.

На модели обсаженной скважины предварительно создают кольцевой зазор между обсадной трубой и цементным камнем и изменяют его в процессе измерений путем сообщения трубе радиальной упругой деформации, изменяемой по заданной программе При этом упругая деформация может достигаться путем нагружения трубы изнутри избыточным гидростатическим давлением, осевым механическим воздействием, нагревом и т.п. факторами, а ее величина контролируется по величине соответствующего воздействия - давлению или объему закачиваемой жидкости и т.д. Для изготовления модели скважины целесообразно разместить отрезок обсадной трубы с шероховатостью поверхности, соответствующей шероховатости обсадных труб в исследye sыx сквс1жинах, в корпусе модели, сообщить ей упругую радиальную деформацию, соответствующую начальной величине кольцевого зазора, залить в корпус модели цементный раствор, по типу соответствукяций,цементу исслелуемой скважины,и выдержать модел до полного схватывания цементного камня при поддержании стабильной величины деформации трубы с последующи снятием упругой деформации,что и приводит к образованию кольцевого зазора заданной величины. Для обеспечения равномерности зазора, особенно при высоких адгезионных свойствах цемента и поверхности трубы, последнюю целесообразно покрыть тонким слоем гидрофобной смазки или лака (1-10 мкм ), который практически не влияет на акустические свойства модели .: .

На чертеже приведены графики зависимости амплитуды продольной волны, распространяющейся по трубе, от величины кольцевого зазора между трубой и цементным кольцом для труб с различной величиной шероховатости поверхности.

1. СПОСОБ КАЛИБРОВКИ АКУСТИЧЕСКОГО ЦЕМЕНТОМЕРА, основанный на измерении амплитуды и времени пробега упругой волны на модели обсаженной скважины, заполненной жидкостью, при изменяемой величине кольцевого зазора между обсадной трубой и цементным камнем, отличающийс я тем, что, с целью повышения эффективности и приближения условий калибровки к реальным, величину кольцевого зазора изменяют, подвергают обсадную трубу упругой деформации. 2.Способ noti. 1, отличающийся тем, что упругую деформацию трубы создают, нагружая ее изнутри избыточным гидростатическим давлением, а величину упругой деформации и кольцевого зазора контролируют по величине избыточного гидростатического давления или объему жидкости, закачиваемой во внутренйюю полость трубы, 3.Способ по пп. 1и 2, отличаю п и и с я тем, что величину шероховатости наружной поверхности трубы модели скважины выбирают равной величине шероховатости наружной g поверхности обсадных труб исследуеСО мых скважин, 4.Способ по пп, 1 - 3, о.т л и чающийся тем, что наружную поверхность трубы модели скважины предварительно покрывают слоем гидрофобного лака или смазки толщиной 1-10 мкм. N) О) СО 00