Способ выделения интервалов заколонного сообщения Советский патент 1982 года по МПК E21B47/10 

Изобретение относится к области промыслово-геофизических исследований скважин и может быть использовано при изучении качества изоляции пластов для оценки причин некачественного цементирования по предварительным результатам испытания некоторых нефтегазоносных объектов.

Известен способ определения заколонного сообщения, основанный на регистрации амплитуд акустических продольных волн по колонне одновременйо с повышением давления в скважине 1.

Недостатком способа является невозможность определения заколонного сообщения в случае каналов, раскрытость которых меньше задаваемой деформации колонны. ..

Известен способ выделения зако-. лонного сообщения по изменению шумового поля в процессе .возникновения потока жидкости под действием искусственного или естественного (например самопроизвольный излив перепад давления между пластами 2... . Недостаток этого способа состоит в необходимости проведения исследова НИИ под давлением, т;е. при наличии устройства, уплотняющего кабель на,.

устье, Лри отсутствии такой возможности способ реализуется только з скважинах, где существует поток жидкости за счет перепада давления в заколонном пространстве.

Известен также способ акустического каротажа скважин, основанный на периодическом возбуждении шумового акустического поля и измерении в

10 каждом цикле кривой спада поля в нескольких точках З. . .

Недостатком данного способа является отсутствие условий для возникновения эаколонного потока под дейт15ртвием возбужденного поля в случаях большого гидросопротивления в изу- чаемых каналах (десятки кгс/см ).

Наиболее, близким по технической сущности и достигаемому результату

20 к изобретению является методика оценки фильтрационных свойств заколонно го пространства по градиенту изменения амплитуд продольных волн по ко. лонне (АИ) во время действия изменяю 5 щегося давления в скважине. При этом малая проницаемость определяется по относительному уменьшению скорости восстановления А ц 4 Недостатком известного способа 30 является неизвестное влияние на-наблюдаемый процесс кроме скорости рад альной фильтрации еще и скорос ги ве тикальной фильтрации, влияние которой на радиальную фильтрацию мало лишь . при относительно больших расходах вертикального потока. Целью изобретения является повышение точности выделения интервалов за счет учета радиальной и вертикгшьной проницаемости заколонного пространства.. Указанная цель достигается тем, что производят одновременные измерения амплитуд шума и продольной волны по колонне во времени после окончания возбуждения импульса движения до установления постоянных зн чений измеряемых величин, повторяют измерения при указанных условиях в нескольких участках исследуемого ин тервала и rio соотношению между длительностями времен установления амп туд волны по колонне и амплитуд шум судят о радиальной и вертикальной проницаемости участка заколонного п стр анства.. На фиг. 1 показаны схематические графики изменения амплитуд .продольной волны по колонне Ац -и амплитуд шума Alp после окончания изменения импульса давления в случаях малой :и большой проницаемости} на фиг. 2 цементограмма амплитуд А«, характер зующая эаколонное сообщение (двойна штриховка), где 1 - замер без Давле ния, 2 - замер при давлении, 3 - ин тервал перфорации. В основу способа положены следую щие известные представления: -заколонное сообщение может име как радиальную составляющую фильтра ции COT пласта к цементному кольцу или обратно), так и вертикальную со тавляющую (по каналам); -проницаемость заколонного пространства по указанным направлениям практически всегда.различна, в связ с чем различно и время соответствую щей фильтрации жидкости; -заколонная фильтрация (или поток) может быть отмечена по изменению характеристик звукового и акустического полей, так, например, характер контакта цемента с колонной (по .Ац) наиболее сильно изменяется при изменении радиального перепада давления на цементное кольцо, ампли дута шума - при измене.нии вертикаль ного потока. Способ осуществляют i следующим образом. Скважинный акустический .р устанавливают в участке изучаемого интервала вблизи перфорации (на рас стоянии 1-2 м от нее) и производят возбуждение импульса давления с. помощью агрегата ЦА-400, подключенног к устью скважины, или другим мощным источником (например взрывным, расположенным .вблизи интервала исследования) . Импульс давления должен быть достаточно коротким, чтобы исключить излив большого количества жидкости из скважины, и в то же время достаточно мощным,, чтобы в короткое время изменить перепад давления в заколоннрм пространстве. Такой импульс с помощью 1Щ-400 на 4-й скорости при прикрытой центра.пьной заДвижке может быть создан в течение 5 с. Включение прибора (начало записи) производят концом заднего фронта импульс.а давления (точка О на фиг.1) или с некрторым опережением относительно него. Регистрацию амплитуд шума Ащ и амплитуд А ц во времени производят при автоматической .протяжке ленты наземного фоторегистратора до полного установления регистрируемых акустических параметров Ац и Ащ. . Определенное запаздывание установления на времена Гд и Тш (рис. 1) обусловлено обратной фильтрацией жидкости, первоначально перемещенной в заколонное пространство при положительном импульсе давления. Указанное запаздывание установления амплитуд шума (фиг. 1) обусловл.ено вертикальным потоком жидкости в зону фильтра, запаздывание установления амплитуд волны по колонне tcik (фиг. 1) - радиальной фильтрацией через цементное кольцо. Отношение времен установления характеризует соотношение между вер- . тикальной и радиальной проницаемостью заколонного пространства. Поскольку радиальная проницаемость цемента обычно мала по., сравнению с вертикальной проницаемостью заколонного пространства и изменяется незначит.ельно (в пределах единиц и десятков милпи- дарси), при известном указанном соотношении можно оценить и порядок величины .вертикальной прон.ицаемости. На фиг. 1 показаны графики в интервале с малой вертикальной проницаемостью и с большой вертикальной проницаемостью. Если вертикальная проницаемость значительно больше радиальной, наблюдаемое изменение амплитуд А.характеризующее радиальную фильтрацию, которое определяется только радиальной проницаемостью, так как происходит при полном перепаде давления, действующего на цементное кольцо. Если вертикальная проницаемость меньше радиальной, наблюдаемое изменение амплитуд А:) происходит при неполном перепаде давления и определяется,в основном, вертикальной проницаемостью. Таким образом, при уменьшении вертикальной проницаемости скорость радиальной .фильтрации также уменьшается, этот признак может быть использован для выделения участка с наименьшей вертикальной проницаемостью (например по наибольшему времени установления амплитуд AR). При реализации способа с использованием короткого импульса давления, задаваемого с поверхности, показано что общее время обратной фильтрации в производственных скважинах может . составлять величину порядка 50 с по шуму и порядки 300 с по амплитудам А. Показано и постепенное зако номерное увеличение вертикальной проницаемости по мере приближения к интервалу перфорации. Совместное использование рекомендуе.мых параметров позволяет даже при приближенной обработке оценить нижний предел вертикальной проницаемости заколонного пространства (например по расчёту радиальной проницаемости ненарушенного цементного колбца в случае соизмеримости темпа радиальной и вертикальной филь рации, а также верхний предел вертикальной проницаемости (характеризуемый наименьшим временем установления амплитуд шума до нуля в интервале с известным расходом жидкости, вызь1вага щим турбулентный шумящий поток (фиг Отсутствие видимых запаздываний изучаемых процессов указывает на полную изоляцию заколонного пространства ил на отсутствие приемистости. Экономическая эффективность спосо ба максимальна при совмещении исследований с каким-либо производственны технологическим процессом (например с перфорацией). При этом упрощается обычная при исследованиях под давлением технология работ за счет исключения, операции уплотнения кабеля устьевым сальником, возрастает опера тивность исследований. Кроме того, комплексное изучение заколонной фильтрации (по амплитудам А йшу11а ) позволяет оценить величинуу вертикальной фильтрации, характер дефектов цементирования и причины их образования и тем самым более обо снованно предопределить .возможный результат изоляционных работ. Выделе ние участка с наименьшей прб.ницаемостью дает возможность целенапра.вленHjbro изменения .технологии ремонтноизоляционных работ с целью повышения их эффективности, в ч.астности исключается заведомо неэффективные .ремонты. Формула изобретения Способ выделения интервалов зако- лонного сообщения, включ-ающий возбужде.ние заколонного потока импульсов давления в скважине и измерение амп- , литуд продольной волны по колонне в процессе изменения давления,. о т л Иг ч а ю щ и и с я . тем, что, с целью повышения точности выделения интервалов за счет учета радиальной и .вертикальной проницаемости заколонного . пространства производят одновременные измерения амплитуд шума и продольной.волны по колонне во времени после окончания возбуждения импульса движения до установления постоянных значений измеряемых величин, повторяют измерения при указанных условиях в нескольких участках исследуемого интервала и по соотношению между длительностями времен установления амплитуд волны по колонне и амплитуд.; шума судят о радиёшьной и вертикаль.ной проницаемости участка заколоннрrq пространства. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 447503, кл. Е 21 В 47/10, 1974. . 2.Кирпиченко Б.И., Сержантов А.А,, Тимошин Г.В. и др. Использование, акустических методов при исщлтании разведочных скважин, ВНИИОЭНГ. Нефтега- .: зовая геология и геофизика . Вып. 7, М., 1979, с. 39-41. 3.Авторское свидетельство СССР № 616605, кл. G 01 у 1/40, 1976. 4.Временное методическое руководство по определению изоляции затрубного пространства акустическим методом в процессе задаваеьюгЬ изменения давления в скважине. ВНИИГИС, Ротапринц. Октябрьский ГВЦ, 1.974, с. 37.