Способ определения качества цементирования обсадной колонны Советский патент 1990 года по МПК E21B47/00 E21B33/13 

Изобретение относится к промысловой геофизике и может быть использовано при осуществлении контроля за техническим состоянием обсадных колонн скважин при строительстве и промышленной эксплуатации месторождений.

Целью изобретения является повышение достоверности определения качества цементирования.

На чертеже представлены регистрируемые диаграммы.

Кривые показывают термометрию каротажа: кривая 1 - геотермограмма, 2 - термограмма через 8-16 ч после заливки цементного раствора; каротаж по магнитному полю$ кривые 3-8 - соответственно магнитограммы, снятые до заливки цементного раствора (фоновая)

и через 1,4,8,10,12 ч после заливки цементного раствора; магнитограммы после скачка.

Способ осуществляют следующим образом.

В скважину опускают магнитометрический прибор (например, ТСМ-3, ТКМ, ТСМК-40) и замеряют фоновую магнитограмму 3 в исследуемом разрезе скважины. После добавления в равномерном количестве в цементный раствор недиссоциирующего ферромагнитного вещества с точкой Кюри ниже пика температуры, возникающей в процессе экзотермической реакции затвердевания (например Т/иакс 52°С,температурную точку Кюри выбирают 50 С) и заливки в скважину цементного раствора за колонну обсадных труб, спускают магсл

ч1

СО 00

&

китометрический прибор и регистрируют вторую магнитограмму 4 через I. ч после заливку цемента, затем проводят повторные регистрации магнитограмм через 4,8,10,12 ч (кривые 5,6,7,8) и далее через 0,5 ч со снятием магнитограммы скачкообразного изменения горизонтальной составляющей магнитного поля (кривая 9). Путем сопостав- ления серии магнитограмм делают однозначное заключение о наличии цемента за колонной обсадных труб, характере распределения цемента, процессе затвердевания (с фиксированием нача- ла и конца схватывания) и определяют относительное количество несхватившегося цемента.

По интерпретации серии магнитограмм до скачка можно.сделать еле- дующие выводы: интервал цементирования 454-500 м, распределение цемента за колонной труб неравномерное: наибольшее количество цемента содержится в IV интервале, наименьшее - в I интервале; процесс затвердевания начинается во всех интервалах через 2 ч - начало схватывания и заканчивается через 10 ч - конец схватывания ,

По сопоставлению фоновой магнитограммы и магнитограммы после скачка можно сделать выводы: схватывание цементного раствора во всем объеме зафиксировано в интервалах I и III, ка- чество цементирования хорошее; во II интервале относительное количество несхватившегося цемента зна- чительно по отношению к всему количеству цемента, качество цементирова- ния неудовлетворительное; в IV интервале относительное количество несхватившегося цемента незначительно по .. отношению к всему количеству. Это может быть связано с большим поглоще- нием цемента породой. Качество цементирования хорошее или удовлетворительное, которое уточняется по результатам дальнейших ГИС.

Добавление ферромагнитного вещест- ва в цементный раствор осуществляют в количестве, не ухудшающем технологических параметров раствора, и исходя из расчета увеличения горизонтальной составляющей величины магнитного по- ля в исследуемом разрезе скважины в 2-3 раза по сравнению с фоновыми значениями. В среднем объем добавляемого вещества составляет 0,05-0,1

от объема цементного раствора. Дисперсность ферромагнитного вещества должна быть соизмерима с размерами заполнений для тампонажного цемента. Способ применим при залегании пород в исследуемом разрезе скважины, относящихся по магнитной восприимчивости к средне- и слабомагнитным породам, а также при использовании обсадных труб из немагнитного материал (немагнитная сталь, пластмасса и др.). Для подбора ферромагнетиков с заданной точкой Кюри могут быть применены сплавы редкоземельных магнетиков, например годолиния и диспрозия.

По величине изменения горизонтальной составляющей магнитного поля судят о процессе затвердевания цемента. При достижении температуры, равной точке Кюри, в процессе экзотермической реакции в цементном растворе, ферромагнитные частицы становятся парамагнетиками,что приводит к скачкообразному изменению горизонтальной составляющей величины магнитного поля. По интерпретации серии магнитограмм до скачкообразного изменения величины магнитного поля определяют высоту подъема и характер распределения цемента. Далее производят сравнение двух магнитограмм, фоновой и после скачка 1и определяют интервалы некачественного схватывания цемента.

Так как ферромагнитные вещества закрепляются в цементном растворе, то положение их стабильно и величина горизонтальной составляющей магнитного поля по истечении времени затвердевания цементного раствора в исследуемом раз рез е--скважины постоянна при сохранении первоначального количества цемента за обсадной колонной.

Поэтому по сопоставлению магнитограмм, записанных по истечении времени затвердевания цементного раствора (магнитограмма 8) и на любой стадии эксплуатации скважины, в одинаковых термометрических условиях можно определить изменения в характере распределения и количестве цементного раствора за колонной обсадг- ных труб.

Применение способа позволяет исключить использование радиоактивных веществ, обеспечить контроль за процессом отвердевания, определить характер

Изобретение относится к геофизическим измерениям в скважине. Цель - повышение точности и достоверности определения интервалов некачественного цементирования. В скважине проводят магнитометрию для фиксации фоновой магнитограммы в исследуемом разрезе. Закачивают цементный раствор с недиссоцирующими ферромагнитными веществами (ФВ) за колонну обсадных труб. Точки Кюри ФВ ниже температуры затвердевания цемента. Регистрируют величину горизонтальной составляющей (ГС) магнитного поля. При достижении температуры точки Кюри ФВ становятся парамагнетиками. Резко изменяется регистрируемая величина ГС. Сравнивают магнитограммы ГС и определяют интервалы некачественного схватывания цемента. Применение изобретение позволяет определить высоту подъема и характер распределения цемента. 1 ил.