Способ оценки качества цементирования скважины

 

Изобретение относится к промыслово-геофизическим исследованиям. Цель изобретения - повьппение точности оценки качества цементирования скважины за счет выявления заколонных водопритоков. Измеряют давление в неперфорированной колонне. Возбуждают волны на колонне и многократно регистрируют ее амплитуду в изучаемом интервале. Регистрируют отношения амплитуд на двух зондах до их стабилизации во времени в интервале водоносного пласта. Определяют величину остаточного, кольцевого зазора цемент - колонна как разность значений стабилизированного и начального отношений амплитуд волны по колонне. По величине остаточного зазора судят и о качестве цементирования скважины. Наличие остаточного зазора характеризует наличие заколонного перетока при освоении объекта. 2 ил. СО СП О со со 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН дц 4 Е 21 В 47/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 1) 3988934/22-03 (22) 17. 12.85 (46) 07. 11.87. Бюл. В 41 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических исследований геолого-разведочных скважин (72) Б.И.Кирпиченко, В.Г.Рафиков и Ф.,Р.Габбасов (53) 622.243 (088.8) (56) Крылов Д.A. и др. Определение дефектов в цементном кольце и напряженности его контактов. — РНТС

"Бурение", 1973, N 3.

Гуторов l0.А. и др. Определение остаточных деформаций цементного камня в обсаженных скважинах акустическим методом. — PHTC "Бурение", 1980, У 3. (54) СПОСОБ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ЦЕМЕНTHP0BAHHH CKBAEHHbl, SU„1350338 А1 (57) Изобретение относится к промыслово-геофизическим исследованиям.

Цель изобретения — повышение точности оценки качества цементирования скважины за счет выявления заколонных водопритоков. Измеряют давление в неперфорированной колонне. Возбуждают волны на колонне и многократно регистрируют ее амплитуду в изучаемом интервале. Регистрируют отношения амплитуд на двух зондах до их стабилизации во времени в интервале водоносного пласта. Определяют величину остаточного кольцевого зазора цемент— колонна как разность значений стабилизированного и начального отношений амплитуд волны по колонне. По величине остаточного зазора судят и о качестве цементирования скважины. Íàличие остаточного зазора характеризует наличие заколонного перетока при освоении объекта. 2 ил.

1350338

Изобретение относится к промыслово-геофизическим исследованиям и может быть использовано при определении качества изоляции объектов нефте5 разведки.

Цель изобретения — повьш ение точности оценки качества цементирования скважины за счет выявления заколонных водопритоков. 10

На фиг.1 приведены схематические графики восстановления отношения амплитуд el на двух зондах волны по коk лонне в скважине после увеличения зазора за счет снижения давления в колонне (кривая 1) и после увеличения зазора за счет 10-минутного повышения давления в колонне в интервалах медленно восстанавливающегося цементного кольца (кривая 2), быстро восста-20 навливающегося кольца (кривая 3); на фиг,2 — сопоставление графиков стабилизации отношения амплитуд о на двух зондах от времени после сброса повышенного давления в интервалах 2S с остаточным конечным зазором цемент — колонна (кривая 4) и без оста— точного конечного зазора (кривая 5).

Способ реализуется следующими операциями.

Производят начальную запись диаграммы отношения амплитуд на двух зон-. дах волны по колонне. Повышают давление в скважине (со скоростью порядка 1 ИПа/мин) на величину порядка Зб

0,5 от опрессовочного (5-7 МПа) на время порядка 10-20 мин с помощью агрегата, сбрасывают давление, возбуждают волну по колонне, затем снова помещают прибор в скважину и через 40

0,5-1,0 ч повторяют записи диаграмм амплитуды А волны по колонне в изук чаемом интервале с интервалом времени через 0 5-1,0 ч до стабилизации отношения амплитуд в интервале бли- 4g жайшего к объему водоносного пласта, характеризующее изменение зазора между цементом и колонной, отсчитывают значение параметра отношения амплитуд по каждому замеру на двух б0 зондах, наносят их в виде графика (фиг.1 и 2), а качество цементирования, характеризующееся остаточной дефектностью цементного кольца, определяют как разность значений стабилизированного и начального отношения амплитуд (штриховка, фиг.2).

Найденное время стабилизации (Т„, фиг.2) характеризует время окончания деформации цементного кольца, найденная остаточная дефектность характеризует раскрытость вторичного зазора цемент — колонна, образованного при радиально-вертикальном перемещении колонны в период повышения дав ления.

Заданная повышением давления в колонне деформация приводит к воздействию на внутреннюю поверхность цементного кольца, в результате которого происходит смятие приконтактного слоя и увеличение внутреннего диаметра цементного кольца, а действующее на внешней стенке колонны контактное давление составляет порядка 0,20,4 МПа.

При расширении цементного кольца указанным контактным давлением в нем создается дополнительное тангенциальное напряжение, которое после сброса давления в колонне складывается с начальным напряжением в цементном кольце и стремится уменьшить образовавшийся после сброса давления зазор. Под действием указанных внутренних (по отношению к кольцу) и внешних (от стенки скважины) сил зазор уменьшается с уменьшающейся во времени скоростью, соответственно увеличивается и значение отношения амплитуд предельной волны по колонне.

В отличие от этого процесса восстановление зазора, заданного снижением давления в колонне (кривая 1, фиг.1) проходит без дополнительного увеличения напряжения растягивающей деформацией и поэтому скорость восстановления зазора, при прочих равных условиях, в этом случае меньше (сопротивление сжатого цементного кольца s этом случае значительно выше, чем в случае предварительно растянутого цементного кольца). Это показано как модельными экспериментами, так и скважинными наблюдениями. Из сопоставления графиков (фиг.1) видно, что время восстановления зазора при понижении давления в колонне (кривая 1) значительно выше, чем после предварительно повышенного (кривые

2 и 3). (Практически известны случаи, когда после освоения скважины компрессором зазор не восстанавливается более 12 ч.).

Поскольку во многих интервалах скважины первоначальное состояние кольца после воздействия давления

1350338 не восстанавливается вообще (остаточные зазоры), стабилизация во времени амплитудного параметра показывает, что деформация кольца закончилась и дальнейшие исследования неэффективны, так как остаточная дефектность контакта, определенная как разность отношения амплитуд стабилизированных и начальных, является невосстановимой. Найденная остаточная дефектность контакта характеризует наличие. кольцевого вторично образованного зазора, поэтому наличие такого остаточного зазора практически оцнозначно характеризует наличие эаколонного перетока при освоении объекта.

Чем больше найденная дефектность кольца и время стабилизации зазора, тем более длительное время существует заколонное сообщение и, следовательно, более длительное время при освоении после перфорации действует размывающий заколонный поток между пластами, Критическое время для пластов с дебитами порядка единиц м на сутки в условиях девона Татарии составляет порядка 1-3 ч, зависит от активности водоисточника, условий

его кольматации, скорости заколонного потока и может быть уточнено для конкретных скважинных условий по результатам испытания объекта. Отрицательное влияние указанных восстановимых деформаций может быть нейтрализовано подбором темпа сброса давления в колонне, соответствующего темпу восстановления контакта цемент — колонна.

Таким образом, выделенные по способу остаточные зазоры цемент— колонна, практически всегда характеризующие заколонное сообщение при освоении, тогда как начальные (сразу после повышения давления) зазоры существуют во всех интервалах скважины, причем ограниченное время, а время восстановления амплитудного па-: раметра до начального значения определяется преимущественно прочностью цемента на сжатие.

Формула изобретения

Способ оценки качества цементирования скважины, включающий изменения давления в неперфорированной

20 колонне возбуждение волны по колонУ не и многократную регистрацию ее амплитуды в изучаемом интервале, по которой определяют изменение величины зазора цемент — колонна и по которой оценивают качество цементирования скважины, о т л и ч а ю щ и йс я тем,что, с целью повышения точности оценки качества цементирования скважины за счет выявления эаколонных водопритоков, производят регистрацию

30 отношения амплитуд на двух зондах до их стабилизации во времени в интервале водоносного пласта, а величину остаточного кольцевого зазора цемент — колонна определяют как разность значений стабилизированного и начального отношения амплитуд волны по колонне.

1350338

0 г бреяи побышения даЬленил, v (Рог 2

Редактор Н.Бобкова

Заказ 5237/32 Тираж 533 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035s Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

Ю Ь Я 12

1 го Ю

Ь

Составитель В.Архипов

Техред А.Кравчук Корректор A.Îápó÷àð