Способ изучения околоскважинного пространства Советский патент 1987 года по МПК E21B47/00 E21B47/18 E21B33/14 

Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважик.; и может быть использовано при оптимиза- ции режимов проводки скважин и испытании объектов

Цель изобретения повышение точности изучения околоскважинного пространства за счет выделения местоположения заколонньгх каналов по окружности колонны.

На фиг. 1 изображена схема расположения относительно оси скважины приемников шума, приемника продоль10

лее раз в сравнении с фоновыми (фиг,2),

Аномальность шума обусловлена жестким трением колонны, деформируемой относительно цементного кольца (внешнее контактное давление при указанных условиях составляет порядка 0,3 МПа).

В интервалах же сплошного зазора жесткое трение отсутствует, шумы практически не возрастают.

Для определения положения зако- |Лонньгх каналов по окружности колонны

ных колебаний и излучателя; на фиг.2- 5 производят регистрацию шумов приемниграфик изменения амплитуды шума ( по одному из приемников в процессе полного цикла повышение - сброс гидравлического давления Р в зацементированной колонне с односторонним каналом, на фиГоЗ - амплитуды шума (Ац.) при повышении внешнего давления на зацементированную колонну в точке размещения приемника 1 и приемника 2., смещенного на 90 относительно первого.

Способ осуществляют следующим образом.

После ожидания затвердевания цемента (около 24 ч после заливки цементного раствора) производят замер амплитуды А продольных волн по колонне, например аппаратурой типа АКЦ-36 7 или зондом (фиг.1)„ Повышают давление в колонне до величины порядка 10 МПа, повторяют измерение амплитуд Ajf, вьгделяют участки с пониженными амплитудами волн при повышенном давлении (где плотность кон- такта возрастает). В выделенных участках уплотнение контактов возможно как в условиях равномерного по окружности зазора (заполненного промывочным раствором)5 так и в условиях одностороннего канала, образованного сжатием колонны и заполненного фильтратом, или водой (в участках., где амплитуды А( не уменьшаются, колонна имеет всесторонние плотные контакты за счет равномерных по окружности напряжений),

Для определения местоположения и характера каналов на вьщеленных участках регистрируют графики шумов при одновременном повьшении давления в колонне. После снятия графиков шума во всех участках выделяют те из них, где шумы возрастают в три и бо20

30

ками 1-4 (фиг,1) в соответствующих выделенных участках (различие шумов в различных точках окружности показана на фиг.3).

Устройство для оценки угловой раскрытости каналов (фиг.1) представляет собой скважинный прибор, включаюш й приемники шума 1-4 (например, пьезокерамические цилиндры 25 ЦТС-19 диаметром 30 мм, закрытые на 270 боковой поверхности металло- резиновыми цилиндрами с масляным наполнением и имеющими окна в металлической оболочке по углу 90). Каждый приемник соединен со схемой сравнения в герметичном контейнере прибора (не показаны).

Схема сравнения представляет собой усилитель с коммутируемым на каждый приемник входом (через каждые 20 мс), полоса частот 10-1000 Гц. В приборе размещен также приемник 5 вынужденных колебаний от излучателя 6.

Расстояние от излучателя 6 до приемника 5 выбирается порядка 1 м (из условий оптимизации уровня амплитуд продольной волны Б реальной зацементированной колонне).

В качестве излучателя используют пьезокерамику или магнитостриктор с собственной частотой излучения порядка 35-50 кГц (из условий достаточности уровня сигнала в реальных зацементированных колоннах),

При определении неоднородности по окружности устройство работает следу-, ющим образом.

Прибор помещают в изучаемый ин- 55 тервал (прибор должен быть центрирован) и, включив схему сравнения приемников 1-4, определяют номер пр и- емника, принимающего максимальный уровень всплеска шума, зарегистриро40

ВО

лее раз в сравнении с фоновыми (фиг,2),

Аномальность шума обусловлена жестким трением колонны, деформируемой относительно цементного кольца (внешнее контактное давление при указанных условиях составляет порядка 0,3 МПа).

В интервалах же сплошного зазора жесткое трение отсутствует, шумы практически не возрастают.

Для определения положения зако- |Лонньгх каналов по окружности колонны

производят регистрацию шумов приемни

ками 1-4 (фиг,1) в соответствующих выделенных участках (различие шумов в различных точках окружности показана на фиг.3).

Устройство для оценки угловой раскрытости каналов (фиг.1) представляет собой скважинный прибор, включаюш й приемники шума 1-4 (например, пьезокерамические цилиндры ЦТС-19 диаметром 30 мм, закрытые на 270 боковой поверхности металло- резиновыми цилиндрами с масляным наполнением и имеющими окна в металлической оболочке по углу 90). Каждый приемник соединен со схемой сравнения в герметичном контейнере прибора (не показаны).

Схема сравнения представляет собой усилитель с коммутируемым на каждый приемник входом (через каждые 20 мс), полоса частот 10-1000 Гц. В приборе размещен также приемник 5 вынужденных колебаний от излучателя 6.

Расстояние от излучателя 6 до приемника 5 выбирается порядка 1 м (из условий оптимизации уровня амплитуд продольной волны Б реальной зацементированной колонне).

В качестве излучателя используют пьезокерамику или магнитостриктор с собственной частотой излучения порядка 35-50 кГц (из условий достаточности уровня сигнала в реальных зацементированных колоннах),

При определении неоднородности по окружности устройство работает следу-, ющим образом.

Прибор помещают в изучаемый ин- тервал (прибор должен быть центрирован) и, включив схему сравнения приемников 1-4, определяют номер пр и- емника, принимающего максимальный уровень всплеска шума, зарегистриро

ванного одновременно (в пределах tAO мс) каждым из приемников. Продолжают регистрацию в течение 1 - 10 мин (до исключения случайных номеров). Указанные всплески шумов обусловлены отслоением (стрелянием) пород в призабойной зоне против стороны стенки скважины, испытывающей максимальные напряжения.

В случае, если положение любого из приемников шума 1-4 фиксировано относительно положения гироскопического инклинометра 7 в проекции на горизонтальную плоскость, то однозначно определяют и положение направления наибольшей напряженности относительно плйскости. наибольшего наклона скважины в изучаемом интервале.

После указанных операций передвигают прибор в следующую точку изучаемого интервала и операции повторяют.

Если по наблюдениям зондом приемников шума под давлением не удается вьщелить закономерно повторяющиеся всплески шума (радиальные напряжения уже релаксировали), то создают условия для повышения радиальных напря- .жений, например, задают снижение давления в колонне на 8-12 МПа продувкой жидкости компрессором. При этом в результате деформации колонны образуется зазор порядка 50 мкм между ее внешней стенкой и цементом и напр.я- жения в призабойной зоне снова увеличиваются, что. приводит к радиальным деформациям.

10

55697 .

Предлагаемый способ (в отличие от известн1ых) позволяет более точно изучать деформационные каналы в около- скважинном пространстве, гидропровод- ность которых достаточно велика, а влияние на качество изоляции объектов существенно. Это связано с возможностью вьщеления не только равномерного по окружности зазора, но и односторонних каналов на контактах колонны. Формула изобретения

1.Способ изучения околоскважин- 5 ного пространства, основанный на выделении участков с неоднородной плотностью контакта колонны с цементным кольцом, включающий создание повышенного давления внутри обсадной колонны, измерение амплитуды продольных волн по колонне, выделение участков с пониженными амплитудам волн при повьшгенном давлении, отличающийся тем, что, с целью повышения точности изучения около- скважинного пространства, на вьще- ленных участках регистрируют графики шумов при одновременном повышении давления в колонне, по уровню которых различают участки с всесторонним каналом.

2.Способ по 1,отличающий с я тем, что, с целью определения положения заколоннык каналов по окружности колонны, регистрацию шумов производят в нескольких точках по окружности колонны.

20

25

30

35

Р.МПа

Время с

фиг.З

Составитель Н.Кривко Редактор А.Ревин Техред А.Кравчук

Заказ 5757/28 Тираж 533Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, , Раушская наб,, д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор С.Шекмар

Изобретение относится к геофизическим исследованиям и м.б. использовано для оптимизации режимов проводки скважин. Цель изобретения - повышение точности изучения околоскважин- ного пространства. Вьщеляют участки с неоднородной плотностью контакта колонны с цементным кольцом, создают повышенное давление внутри обсадной колонны, измеряют амплитуды продольных волн по колонне. Вьщеляют участки с пониженными амплитудами волн при повышенном давлении. На вьщеленных участках регистрируют графики шумов при одновременном повышении давления в колонне, по уровню которых различают участки с всесторонним каналом. Для определения положения заколонных каналов по о кружности колонны регистрируют шумы в нескольких точках по окружности колонны. Аномальность шума обусловлена жестким трением колонны, деформируемой относительно цементного кольца. Способ позволяет изучить деформационные каналы в око- лоскважинном пространстве, гидропро- водность которых велика, а влияние на качество объектов существенно. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. (Л