Способ определения затрубного движения жидкости в скважине Советский патент 1974 года по МПК E21B47/10 

1

Изобретение касается промыслово-геофизических исследований в скважинах.

Известны способы определения затрубного движения жидкости в скважине путем созда ния повышенного давления внутри обсадной колонны.

Предлагаемый способ отличается тем, что возбуждают акустические колебания в скважине и регистрируют амплитуду продольных волн по колонне одновременно с непрерывным повышением давления на устье скважины.

Это позволяет повысить эффективность определения затрубного движения жидкости на исследуемом интервале зацементированной перфорированной скважины.

Известно, что при нарушении равенства внутреннего и внешнего давлений обсадная колонна испытывает радиальные деформации порядка 50 мкм на 1000 н/м. Зацементированная колонна в случае нарушения указанного равенства давлений также испытывает радиальные деформации, причем независимо от цементного кольца (при плохом сцеплении цемента с колонной), так как цементное кольцо обладает некоторой проницаемостью и изменение давления жидкости скелетом цементного кольца полностью не воспринимается. Поэтому, если создать одностороннее, внутреннее или внешнее давление на зацементированную колонну, колонна будет соответственно

прижиматься или отходить от цементного кольца.

Способ осуществляется следующим образом. Акустический прибор (например, акустический цементомер) устанавливают в исследуемой точке, вне интервала перфорации зацементированной колонны, устье скважины уплотняется сальником, через который проходит каротажный кабель. Затем в скважине создают давление порядка 500-1000 н/м, например, интенсивным нагнетанием или гидравлическим ударом, и в процессе изменения давления производят непрерывную запись амплитуды продольных волн по колонне.

При давлении равном нулю амплитуда oriределяется начальным малым зазором между колонной и кольцом. При увеличении давления до 500 н/м в первый момент происходит снижение амплитуды за счет прижатия мало

проницаемого цементного кольца к колонне. По мере прохождения обдавлпвающей жидкости через цементное кольцо сжимающее давление передается на колонну, зазор между кольцом и колонной увеличивается, регистрируемые амплитуды возрастают.

Эксперименты показали, что восстановление давления за колонной и, следовательно, восстановление амплитуды продольных волн по колонне происходит не более чем за 3 мин.

При увеличении градиента давления (например, до 1000 н/м2) указанная выше последовательность изменения амплитуд повторяется.

Так как при исследовании в перфорированной скважине избыточное давление непосредственно действует на цементное кольцо (через интервал перфорации) только в случае наличия затрубного движения жидкости, то по уменьшенным амплитудам определяют отсутствие затрубного движения, а по неизменяюш,имся амплитудам - наличие затрубного движения.

Если в затрубном пространстве на интервале установки акустического прибора существует затрубная циркуляция, тогда повышенное давление из интервала сразу иередается по затрубному пространству п равновесие между давлением на внутренней и внешней стенках колонны не нарушается. Измеряемые амплитуды продольной волны по колонне не изменяются.

Если затрубное пространство изолировано от интервала перфорации, тогда давление внутри колонны больше давления в затрубном пространстве, колонна за счет деформации прижимается к цементному кольцу. Измеренные первоначально амплитуды уменьшаются и остаются малыми в течение всего времени действия внутри колонны повышенного давления.

Возможен случай, когда первоначально отсутствуюш;ая затрубная циркуляция появляется через некоторое время действия повышенного давления или в результате постоянного наращивания давления внутри колонны, что

приводит к восстановлению равновесия внутренного и внешнего давления и, следовательно, к восстановлению амплитуды до своего первоначального значения.

Из третьего случая вытекает возможность определения минимального давления, при котором создается затрубное движение жидкости. Так как давление наращивается непрерывно, то при указанном минимальном давлеНИИ измеряемые амплитуды становятся равными начальным амплитудам (до начала действия повышенного давления).

Наличие затрубного движения может определяться и ири создании пониженного давления внутри колонны (путем снижения уровня жидкости в колонне). При этом отсутствие затрубного движения определяется по повышенным амплитудам, при наличии затрубного движения величины амплитуд не изменяются.

Предмет изобретения

Способ определения затрубного движения жидкости в скважине путем создания повышенного давления внутри обсадной колонны, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности определения затрубного движения жидкости на исследуемом интервале зацементированной перфорированной скважины, возбуждают акустические колебания н скважине и регистрируют амилитуду продольных волн по колонне одновременно с непрерывным повышением давления на устья скважины.