Способ выделения объемных дефектов цементного кольца в обсаженных скважинах Советский патент 1987 года по МПК E21B47/00 E21B47/18 E21B33/14 

113Д8

Изобретение относится к геофизическим исследованиям буровых скважин и Г1редназ1ьи(ено для оценки качества 1.:ропле1П л обсаженных скважин.

Целью изобретения является повышение надежности выделения объемных дефектов цементного кольца и сокращения времени простоя скважины.

На фиг . 1 приведет,: эталонная зависимость отношения амплитуд Л .

низкоамплитуд А .

высокочастотной составляющей частотног о сигнала и зарегистрированных в свободной незацементированной колонне, от размеров объемных дефектов (умта nS раскрытия вертикального канала) цементного кольца-, на фиг. 2 - пример выделения объемных дефектов цементного кольца в скважине.

Пример осуществления способа.

В обсаженной зацементированно/ 1.;кважине

101 скорость распространения ynpyiих продольных колебаний в материала коло1 ны. Величина скорости составила 5213 м/с. Частоту радиал1)Ного резонанса определили по формуле

20 ьшзкочастотного сигнала на частоте ниже радиального резонанса колонны на участке отсутствия канала (объемного дефекта) в цементном камне

рез

п/ЙО,

где п

1)„ Для

(oi - о ). В свою очередь амплитуда

известным способом опрсделя- 25 Л продольных колебаний на фиг. 1

соотвеч-ствует амплитуде, зарегистрированной в свободной (незацементированной) части колонны (oi ЗбО).

На фиг. 2 представлен участок об- 30 саженной скважины с различным качеством цементирования: 1 - наличие объемного дефекта цементрюго кольца, 2 - наличие контактного дефекта, 3 - бездефектное кольцо, 4 - признак кон- тактного дефекта, 5 - канал. Шифром и обозначены цементограммы, зарегистрированные в области низких и высоких частот.

Применение предлагаемого способа за счет более высокой чувствительности позволяет значительно повысить достоверность и оперативность вьщеле- ния обг емных дефектов, а также сократить время простоя скважины.

номер моды резонансных колебаний;

средний диаметр колонны; - скорость распространения упругих продольных колеба- 1П1Й в материале колонны, стальной колонны со средним диаметром 125 мм частота радиального резонанса колонны составила около 13 кГц.

При возбуждении в обсадной колов- не упругих продольных волн на частоте ниже lacTOTbi радиального резонанса обсадной колонны (f сигнала 8-10 кГц) сигнал оставался моночастотным на участках в колоннах, зацементированных бездефектным цементным кольцом. При наличии объемных дефектов (пустоты, области разрыва цементного кольца и т.д.) в спектре моночастотного (низкочастотного) сигнала появляется высокочастотная сс- та пл;по1цая, доля которой возрастле) jHiC i oM oO bL t-ia де|11е ч:та, xapaKTCjin- унпиегося в :1ичино1 уг ла об раскрытия иертика.:гт(Ч о канала.

40

45

50

55

Формула изобретения

Способ выделения объемных дефектов цементного кольца в обсаженных скважинах, основанный на регистрации величин амплитуд продольных волн, возбуждаемых в обсадной колонне на различных рабочих частотах, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности В1.1деления объемных дефектов цементного кольца и сокращения времени простоя скважины, определяют частоту радиального резоДля колот:ны со средним диаметром 125 мм преобладающая частота спектра ре1Л1Стрируемых амплитуд продольных волн, соответствующих второй моде

радиал1 ного резонанса свободной части колонн.1, составила 25 кГц. Регист- рапию продольных волн проводили в пределах полосы частот 24-26 кГц, На (. ИГ. 1 представлена эталонная

зависимость относительных амплитуд высокочастотной составляющей низкочастотного сигнала от размеров объемных дефектов цементного кольца, характеризуемого углом раскрытия ai :

а - реальный низкочастотный сигнал, осложненный высокочастотной составляющей, б - амплитуда высокочастотной состав. гяющей, выделенная высокочастотным (..чльтром, в - амплитуда

ьшзкочастотного сигнала на частоте ниже радиального резонанса колонны на участке отсутствия канала (объемного дефекта) в цементном камне

50

55

Формула изобретения

Способ выделения объемных дефектов цементного кольца в обсаженных скважинах, основанный на регистрации величин амплитуд продольных волн, возбуждаемых в обсадной колонне на различных рабочих частотах, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности В1.1деления объемных дефектов цементного кольца и сокращения времени простоя скважины, определяют частоту радиального резо3134850

нанса обсадной колонны, возбуждают в скважине продольные волны на частоте ниже частоты радиального резонанса обсадной колонны, регистрируют величину амплитуды продольных волн путем измерения амплитуды высокочастотной составляющей низкочастотного сигнала в пределах полосы частот.

соответствующей второй моде радиального резонанса обсадной колонны, а размеры объемных дефектов цементного кольца определяют по эталонной зависимости амплитуд высокочастотной составляющей низкочастотного сигнала от размеров объемных дефектов цементного кольца.

Изобретение относится к геофизическим исследованиям буровых скважин (С) и предназначено для оценки качества крепления обсаженных С. Цель изобретения - повышение надежности выделения объемных дефектов цементного кольца и сокращение времени простоя С. В обсадной колонне на различных рабочих частотах возбуждают коле- бания и регистрируют величину амплитуд продольных волн. Определяют частоту радиального резонанса колонны. Возбуждают в С продольные волны на частоте ниже частоты радиального резонанса колонны. Регистрируют величину амплитуды продольных волн путем измерения амплитуды высокочастотной составляющей низкочастотного сигнала. Последний принимают в пределах полосы частот, соответствующей второй моде радиального резонанса колонны. Размеры объемных дефектов цементного кольца определяют по эталонной зависимости амплитуд высокочастотной составляющей низкочастотного сигнала от размеров объемных дефектов цементного кольца. Способ позволяет значительно повысить достоверность и оперативность выделения объемных дефектов. 2 ил. сл со 4 00 СП

б f20 Ш 2 500 Фиг.1

/

Фиг. 2

Редактор A./l,o- iHiiH4 J aKivj 5174/32

KijppeKTiip Л,И

--Подписное

roi:y,i :ч п;е;1и.)гп комитета СССР ..|1. лам in ч ,. i i-iiiii. и мтк 1.МТИЙ , ku :..,,, .;, ;j, I avi.ci.aH пли., д. 4/5

J

S

KijppeKTiip Л,И:п,ин

г. У.1.город, у. :. Проектная, 4