Способ выделения интервалов заколонного сообщения

(22) Заявлено 25. 09. 80 (21) 3217815/22-03с присоединением заявки Мо 1 М К з Е 21 В 47/10 Государственный комитет СССР по делаю изобретений и открытий.44(088.8) Дата опубликования описания 23 . 10 . 82 БИ.Кирпиченко, А.А.Сержантов и А.Г.Кунавин" (72) Авторыизобретения.Всесоюзный научно-исследовательский и проектнконструкторский институт геофизических исслегеологоразведочныхскважин йАТЕНТНФ-. ТЕХНИ%ЕГЫАЧваний(54) СПОСОБ ВЬЩЕЛЕНИЯ ИНТЕРВАЛОВ ЗАКОЛОННОГО СООБЩЕНИЯ1Изобретение относится к областипромыслово-геофизических исследований скважин и может быть использовано при изучении качества изоляциипластов для оценки причин некачественого цементирования по предварительным результатам испытания некоторых нефтегазоносных объектов.Известен способ определения заколонного сообщения, основанный на регистрации амплитуд акустических продольных волн по колонне одновременно с повышением давления в скважи не 13.Недостатком способа является невозможность определения эаколонного сообщения в случае каналов, раскрЫ-тость которых меньше задаваемой деформации колонныИзвестен способ выделения зако. - . лонного сообщения по изменению шумового поля в процессе .возникновения потока жидкости под действием искусственного или естественного (например самопроизвольный .излив) перепада давления между пластами 2)Недостаток эгого способа состоит в необходимости проведения исследований под давлением, т.е. при наличии устройства, уплотняющего кабель на устье, при отсутствии такой возможности способ реализуется только з.скважинах, где существует поток жидкости за счет перепада давления в н- эаколонном пространстве.Известен также способ акустического каротажа скважин, основанный напериодическом возбуждении шумового .акустического поля иизмерении вкаждом цикле кривой спада поля в нескольких точках (3 ).Недостатком данного способа является отсутствие условий для возникновения эаколонного потока под дей-.ствием вОэбужденного поля в.случаяхбольшого гидросопротивления в иэучаемых каналах (десятки кгс/см ).Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому. результатук изобретению является методика оценки фильтрационных свойств заколонно.го пространства по градиенту изменения амплитуд продольных волн по колонне (Ак) во время действия изменяющегося давления в скважине, При этоммалая проницаемость определяется поотносительному уменьшению скоростивосстановления Ак 4 ,Недостатком известного способаявляется неизвестное влияние на набс-:.:;:;,",.".",О П И С А Н И Е60 людаемый процесс кроме скорости ради- альной фильтрацииеще и скорости вертикальной фильтрации, влияние которой на радиальную фильтрацию мало лишь.при относительно больших расходах вертикального потока. 5Целью изобретения является повышение точности выделения интервалов за счет учета радиальной и вертикальной проницаемости заколонного пространства, 10Указанная цель достигается тем, что производят одновременные измерения амплитуд шума и продольной волны по колонне во времени после окончания возбуждения импульса дви жения до установления постоянных значений измеряемых величин, повторяют измерения при укаэанных условиях в нескольких участках исследуемого интервала и по соотношению между длительностями времен установления ампли, туд волны по колонне и амплитуд шума судят о радиальной и вертикальной проницаемости участка заколонного пространства. 25На фиг. 1 показаны схематические графики изменения амплитуд .продольной волны по колонне А и амплитуд шума Аш после окончания изменения импульса давления в случаях малой и большой проницаемости; на фиг. 2 цементограмма амплитуд Ак, характеризующая эаколонное сообщение (двойная штриховка), где 1 - замер беэ давления, 2 - замер при давлении, 3 - интервал перфорации.В основу способа положены следующие известные представления:эаколонное сообщение может иметь как радиальную составляющую фильтрации (от пласта к цементному кольцу 40 или обратно), .так и вертикальную составляющую (по каналам);проницаемость заколонного пространства по указанным направлениям практически всегда. различна, в связи 45 с чем различно и время соответствующей фильтрации жидкости;эаколонная фильтрация (или поток) может быть отмечена по изменению характЕристик звукового и акустического полей, так, например, характер контакта цемента с колонной (по А) наиболее сильно изменяется при изменении радиального перепада давления на цементное кольцо, амплидута шума - при изменении вертикаль.- .ного потока.Способ осуществЛяют , следующим образом.УСкважинный акустический прибор устанавливают в участке изучаемого интервала вблизи перфорации. (на расстоянии 1-2 м от нее) и производят возбуждение импульса давления с помощью агрегата ЦА, подключенного к устью скважины, или другим мощным 65 источником (например взрывным, расположенным .вблизи интервала исследования). Импульс давления должен.быть достаточно коротким, чтобы исключить излив большого количестважидкости из скважины, и в то жевремя достаточно мощным,. чтобы в короткое время изменить перепад давления в заколонном пространстве. Такойимпульс с помощью ЦАна 4-й скорости при прикрытой центральной задвижке может быть создан в течение5 с. Включение прибора (начало записи) производят концом заднего фронтаимпульса давления (точка О на фиг.1)или.с некоторым опережением относительно него. Регистрацию амплитудшума Аш и амплитуд Ак во времени производят при автоматической протяжкеленты наземного .фоторегистратора дополного установления регистрируемыхакустических параметров Ак и Аш,Определенное запаздывание установления на времена Тс,и Т, (рис. 1) обусловлено обратной фильтрацией жидкости, первоначально перемещенной в заколонное пространство при положительномимпульсе давления,Указанное запаздывание установления амплитуд шума Т , (фиг. 1) обусловлено вертикальным потоком жидкостив зону фильтра, запаздывание установления амплитуд волны по колонне Тдк(фиг. 1) - радиальной фильтрациейчерез цементное кольцо.Отношение времен установления С /Г,характеризует соотношение между вер-,.тикальной и радиальной проницаемостьюзаколонного пространства. Посколькурадиальная проницаемость цементаобычно мала по, сравнению с вертикальной проницаемостью заколонного пространства и изменяется незначительно(в пределах единиц и десятков миллидарси), при известном указанном соот-ношении можно оценить и порядок величииы.вертикальной проницаемости.На фиг. 1 показаны графики .в интервале с малой вертикальной проницаемостью и с большой вертикальной прончцаемостью.Если вертикальная проницаемостьзначительно больше радиальной, наблюдаемое изменение амплитуд Ак,характеризующее радиальную фильтрации, которое определяется только радиальнойпроницаемостью, так.как происходитпри полном перепаде давления, действующего на цементное кольцо. Если.вертикальная проницаемость меньшерадиальной, наблюдаемое изменениеамплитуд Ак происходит при неполномперепаде давления и определяется,восновном, вертикальной проницаемостью.Таким образом, при уменьшении вертикальной проницаемостискоростьрадиальной, фильтрации также уменьшается, этот признак может быть использован для выделения участка снаименьшей вертикальной проницаемостью (например по наибольшемувремени установления амплитуд А),При реализации способа с использованием короткого импульса давления, 5задаваемого с поверхности, показано,что общее время обратной фильтрациив производственных скважинах может,составлять величину порядка 50 спо шуму и порядка 300 с по амплиту Одам Ак. Показано и постепенное закономерное увеличение вертикальнойпроницаемости по мере приближенияк интервалу перфорации,Совместное использование рекомендуемых параметров позволяет дажепри приближенной обработке оценитьнижний предел вертикальной проницаемости заколонного пространства(например по расчету радиальной 20,проницаемости ненарушенного цементного кольца в случае соизмеримоститемпа радиальной и вертикальной фильт. рации, а также верхний предел вертикальной проницаемости (характеризуемый наименьшим временем установленияамплитуд шума до нуля.в интервале сизвестным расходом жидкости, вызывающим турбулентный шумящий поток(фиг.1.Отсутствие видимых запаздываний изучаемых процессов указывает на полнуюизоляцию заколонного пространства илина отсутствие приемистости.Экономическая эффективность способа максимальна при совмещении исследований с каким-либо производственнымтехнологическим Процессом (напримерс перфорациейТ. При этом упрощаетсяобычная при исследованиях под давлением технология работ за счет исключения операции уплотнения кабеля 40устьевым сальником, возрастает оперативность исследований.Кроме того, комплексное изучениезаколонной фильтрации (по амплитудамА 1 й шу а ) позволяет оценить величинуу 45верник ьной фильтрации, характердефект в цементирования и причиныих образования и тем самым более обоснованно предопределить возможныйрезультат изоляционных работ. Выделе ние участка с наименьшей проницаемостью дает возможность целенаправлен- нЬго изменения .технологии ремонтноиэоляционных работ с целью повышения их эффективности,в частности исключается заведомо неэффективные .ремонты.Формула изобретенияСпособ выделения интервадов зако",лонного сообщения, включающий возбуждение заколонного потока импульсовдавления в скважине и измерение амп"литуд продольной волны по колонне впроцессе изменения давленияо т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности выделения интервалов эа счет учета радиальной и .вертикальной проницаемости заколонного .пространства производят одновременные измерения амплитуд шума и продольной волны по колонне во времени после окончания возбуждения импульсадвйжения до установления постоянныхзначений измеряемых величин, повто"ряют измерения при указанных условияхв нескольких участках исследуемогоинтервала и по соотношению междудлительностями времен установленияамплитуд волны по колонне и амплитуд,.шума судят о.радиальной и вертикальной проницаемости участка эаколонно"го пространства.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 447503, кл. Е 21 В 47/10, 1974.2. Кирпиченко Б.И Сержантов А.АТимошин Г,Б, и др. Использование.акустических методов при испытании разведочных скважин, ВНИИОЭНГНефтегазовая геология и геофизика . Вып. 7,М. 1979, с. 39-41.3. Авторское. свидетельство СССРР 616605, кл. С 01 Ч 1/40, 1976.4. Временное методическбе руковод-.ство по определению изоляции эатруб-.ного пространства акустическим методом в процессе задаваемого изменениядавления в скважине. ВНИИГИС Ротапринц, Октябрьский ГВЦ, 1974, с, 37,96836,1 Т.Я-Эю вт вруврации Фиа ВНИИПИ Заказ 8071/54 Тираж 623 Псдписное Филиал ППП "Патент",г. Ужгород, ул. Проектна