Способ испытания на герметичность скважины и подземной емкости Советский патент 1982 года по МПК E21B43/28 B65G5/00 

а также невысокая степень точности способа. Цель изобретения - определение места и величины утечки в скважине и Подземной емкости. Указанная цель достигается тем, что согласно способу производят поинтервальную закачку испытательного флюида одновременно в два трубных пространства скважины, контролируют перепад давлений между этими трубны ми пространствами в период выдержки скважины и емкости под испытательны давлением, после чего замеряют объе выпущенного из скважины флюида, соответствующего изменению перепада давления и определяют величину утеч ки по объему выпущенного флюида и продолжительности выдержки. На чертеже представлено устройство для осуществления способа. Устройство содержит подземную емкость 1, обсадную колонну 2, промежуточную колонну 3, центральную колонну 4, напорное устройство (насос) 5 для закачки рассола (воды) в скважину, запорную арматуру 6-15, обратные клапаны 16-18, манометры 19-21, напорное, устройство (насос, компрессор) 22 для закачки в скважину испытательного флюида; дифмано летр 23, замерное устройство .(расходомер) 24 , термометры 25, мерную емкость 26 . Способ осуществляется следующим образом. Насосом 5 поднимают дав.пение на оголовке скважины в кольцевом пространстве между обсадной 2 и внешне рабочей 3 колоннами и в центральной колонне 4 до величины испытательног закачивая с э.той целью при открытых задвижках 6 и 7 через обратный клапан 16 .в кольцевое пространство между внешней 3 и центральной 4 колоннами насыщенный рассол или воду. Напорным устройством (насосом , компрессором) 22 производят опрессовку системы, закачивая с этой целью через обратный клапан 18 при открытых задвижках 19 и 11 поинтервально в кольцевое пространство между обсадной 2 и внешней рабочей 3 колоннами более легкий по сравнен с рассолом или водой испытательный флюид с доведением его контакта с рассолом или водой до заданной глубины, вытесняя при этом рассол или воду по кольцевому пространству, ме ду внешней 3 и центральной 4 колонн ми при-открытых задвижках 7 и 13 в мерную емкость 26. Одновременно С заполнением кольц вого пространства между обсадной 2 и внешней рабочей 3 колоннами испытательмй флюид напорным устройство 22 закачивают также и в центральную колонну 4 при вытеснении рассола или воды через кольцевое пространство между внешней 3 и центральной 4 колоннами в мерную емкость 26. Глубину заполнения заданного интервала контролируют по объему рассола или воды, вытесненного в мерную емкость 26. В процессе заполнения заданного интервала испытательным флюидом веичину давления на оголовке скважины в кольцевом пространстве-между внешней 3 и центральной 4 колоннами подерживают, например, задвижкой 7 на уровне испытательного и производят непрерывный контроль давления на оголовке с кважины по манометрам 19-21, а также непрерывный контроль перепада давлений по дифманометру 23 на оголовке скважины между центральной 4 колонной и кольцевым пространством между обсадной 2 и внешней рабочей 3 колоннами при закрытых задвижках 16,14 и 15 и полностью открытых - 10 и 11. В процессе заполнения заданного интервала испытательной средой величину давления в кольцевом пространстве 3-4 не обязательно под держивать постоянно на уровне испытательного, а именно после заполнения межтрубья 2-3 и центральной колонны 4 испытательной средой до заданной отметки поднимают через рассольное пространство 3-4 давление в системе до испытательного и проводят наблюдения за манометрами и дифманометром, как указано было выше. При достижении границей раздела испытательный флюид-рассол или вода положения, соответствующего отметке заданного интервала, закачку испытательного флюида прекращают и выдерживают скважину под испытательным давлением в течение заданного промежутка времени при непрерывном контроле показаний манометров 19-21 и дифманометра 23 при закрытых задвижках 7,9,16,25,14 и 15. По величине изменения перепада давлений оголовке скважины между центральной колонной 4 и кольцевым пространством 2-3 как в процессе заполнения заданного интервала испытательным флюидом, так и в процессе выдержки скважины под испытательным давлением в течение заданного промежутка времени после достижения границей раздела испытательный флюид-рассол или вода требуемой отметки определяют место утечки. Устанавлива}от величину утечки (расходную характеристику) по разнице показаний замерного устройства 24 и временному интервалу между двумя частичными разрядками системы через | замерное устройство 24 при снижении перепада давлений, например до нуля между центральной колонной 4 и коль цевым пространством 2-3. Наличие, утечек испытательного флюида из кольцевого пространства между обсад . ной 2 и внешней рабочей 3 колоннами в кольцевое пространство между внешней рабочей 3 и центральной 4 колоннами (межтрубные перетоки) устанавливают по повышению давления н оголовке скважины по показаниям манометра 19 . После окончания испытания на гер метичность заданного интервала пере ходят к испытанию следующего интерВсша, закачивая с этой целью напорным устройством 22 испытательный флюид в кольцевое пространство 2-3 и в центральную колонну 4 при одновременном вытеснении рассола или воды по кольцевому пространству 3-4 в мерную емкость 26 и доводят границу контакта испытательного флюида с рассолом или водой до положения отметки следующего интервала пр непрерывном контроле показаний мано метров 19-21 и дифманометра 23. Установка манометров 20 и 21 для определения давлений на оголовке скважины Должна быть произведена ка можно ближе к точке разветвления трубопровода, предназначенного для закачки испытательного флюида в скважину. Наличие утечки в Данном интервале устанавливают по изменению перепада давлений на дифманометре 23 на оголовке скважины между центргшьной колонной 4 и кольцевым пространством 2-3 в процессе выдержки скважины под испытательным давлением после окончания заполнения этого интервала испытательным флюидом. Величину утечки определяют из соотношенияji jl о (Vlfa.)4V TVT. з2 где 4(, dj- соответственно дщамет центральной колонны 4 внешней рабочей 3 и о садной 2 колонны, м; uV - разность показаний за мерного устройства . 24 между периодичес-. кими разрядками системы через это замерное устройство при снижении перепада давлений до одной и той же величины, например до нуля, между центральной колонной 4 и кольцевым npocTpaHctвом 2-3 ; if - величина временного интервала между двумя периодическими разрядками , с. Минимальную величину интервала принимают произвольно (на практике h лЮО м) . При наличии в данном интервале утечки, что устанавливают по изменению перепада давлений на дифманометре 23 на оголовке скважины между центральной колонной 4. и кольцевым пространством 2-3, точное местонахождение этой утечки может быть найдено дополнительной опрессовкой данного интервала в соответствии с предпагае1 ым способом путем разбивки его на меньшие участки (h4 Pi 10-20 м) . Переход к опрессовке следующего интервала осуществляют после выдержки скважины под испытательным давлением в течение 4-6 ч. Данный интервал считается выдержавшим испытание,, если в течение выдержки под испытательным давлением изменение перепада давлений на оголовке скважины между центральйой колонной 4 и кольцевым пространством 2-3 с поправкой на температурные изменения фиксируемые термометрами 25, не превышают погрешности установленной измерительной аппаратуры (дифманометра 23). Существенное же изменение при этом показаний манометров 19-21 указывает на наличие утечки в емкости 1 или скважине 2. При испытании на герметичность затрубного пространства глубина контакта испытательного флюида с рассолом или водой на последнем интервале должна превышать глубину спуска обсадной колонны. Для этого суммарный объем вытесненного рассола из скважины (или воды) должен на 10-25% превышать суммарный объем кольцевого ппостранства 2-3 и центральной колонны 4. СРОК выдержки системы под испытательным давлением при опрессовке последнего интервала составляет От 2 до 3 сут. Герметичность системы в целом определяют при этом теми же условиями, которые были изложены выше. Предлагаемлй способ испытания на герметичность скважины и подземной емкости имеет более высокую точность определения места и величины утечки по сравнению с известным, так как в нем контролируют перепад давлений между трубилми пространствами с испытатеЛьным флюидом, а не величину давления в кольцевом пространстве. При прочий равных условиях ошибка при определении перепада давления между трубными пространствами по сравнению с использованием обычно пружинных

манометров оказывается на один-два порядка меныие. Например, при замерз давления при опрессовке системы образцовым манометром с классом точности 0,5 на максимальное давление Р - 60 кгс/см при неточности наблюдения 0,25 деления ошибка перепада давления составляет 57 мм рт.ст. Реальная же ошибка при замере перепада давления обычным дифманометром не .превышает 1 мм рт.ст. Таким образом, в рассматриваемом случае точность измерения перепада давления для предлагаемого способа в 57 раз выше по сравнению с известным.

К другим достоинствам предлагаемого способа относится простота и наглядность его осуществления. Способ не требует специального оборудования для его реализации и позволяет установить непосредственно место утечки (скважина, затрубное пространство или подземная емкость) и величину утечки.

Формула изобретения

Способ испытания на герметичность скважины и подземной емкости, включаюощй закачку испытательного флюида в скважину при одновременном вытеснении рассола или воды, повышении давления до величины испытательного и выдержку скважины и емкости под испытательным давлением, о т л и ч.ающи и с я тем, что, с целью определения места и величины утечки . в скважине и подземной емкости, производят поинтервальную закачку испытательного флюида одновременно в два трубных пространства скважины, контролируют перепад давлений между этими трубными пространствами в период выдержки скважины и емкости под 5 испытательным давлением, после чего замеряют Объем выпущенного из скважины флюида, соответствующего изменению перепада давления и определяют .величину утечки по объему выпущенного флюида и продолжительности выдержки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторскоесвидетельство СССР 5 № 245660, кл. G 01 М 3/02, 1969.

. 2. Временные указания по проектированию и строительству подземных хранилищ в отложениях каменной соли

СН-320-65. М., 1965, с.31.