Способ испытания на герметичность скважины и подземной емкости

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическикРеспублик(23) Приоритет -В 43/2 С 5/00 Государственный комите СССР но левам иаобре 1 ений и открытий31 УДК 622.692., ,237(088.8) публиковано 30,10,82. Бюллетень М 40ата опубликования описания Зц 1 ц 82+ - ,сесоюзное научно-производственное об о рациональному использованию газа вхозяйстве ВНПО "Союзпромгаэ" 71) Заявител 54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ НА ГЕРМЕТИЧНОС СКВАЖИНЫ И ПОДЗЕМНОЙ ЕМКОСТИ ного способа иссть скважины ияется невозможта и величины актеристики),Изобретение относится к подземному хранению жидкостей и газов в резервуарах, создаваемых геотехнологическими методами в устойчивых горных породах, а именно к методам определения технического состояния скважин и подземных емкостей, и может быть использовано в газовой, нефтяной, нефтеперерабатывающей, хи- мической и других отраслях проьыаленности.Известен способ испытания на герметичность скважины, заключающийся во вводе в газовое пространство резервуара прибора, принцип действия которого основан на разности давлений, повышении давления в резервуаре до величины испытательного, измерении амплитуды изменения высоты столба жидкости в измерительной трубке прибора при. изменении давления в. резервуаре в процессЕ выдержки его под испытательным давлением (1.)Недостатком данного способа является исключение воэможности ввода прибора в подземную емкость йз-за наличия эксплуатационной скважины, глубина которой значительно превышает высоту емкости, ограниченность выбо-, ра состава испытательпого флюида и невозможность определения места ивеличины утечки (расходной характеристики) в системе.Известен также способ испытанияна герметичность скважины и подземной емкости, включающий закачку испытательного флюида в кольцевое пространство между обсадной и внешнейрабочей колоннами в объеме, превышающем объем этого пространства, с доведением уровня испытательного флюида до отметки кровли емкости, приодновременном вытеснении рассолапо центральной колонне, повьиаениидавления на оголовке скважины довеличины испытательного давления закачкой рассола в центральную колоннуи выдержку скважины и подземной емкости под испытательным давлением 20 в течение заданного ромежутка времени. Герметичность системы определяют сравнением закачанного и отоб. ранного количества испытательногоФлюида с поправкой на температуру 2) 25 Недостатком извес пытания на герметичн одземной емкости яв ость определения ме течки (расходной хаа также невысокая степень точности способа.Цель изобретения - опрецеление места и величины утечки в скважине и подземной емкости.Укаэанная цель достигается тем, 5 что согласно способу производят по- интервальную закачку испытательного флюида одновременно в два трубных пространства скважины, контролируют перепад давлений между этими трубны ми пространствами в период выдержки скважины и емкости под 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 .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; дифманоуетр 23, замерное устройство .(Рас ходомер) 24, термометры 25, мерную емкость 26.Способ осуществляется следующим образом.Насосом 5 поднимают давление на 35 оголовке скважины в кольцевом пространстве между обсадной 2 и внешней рабочей 3 колоннами и в центральной колонне 4 до величины испытательного, закачивая с этой целью при открытых 4 О задвижках б и 7 через обратный клапан 16 .в кольцевое пространство между внешней 3 и центральной 4 колоннами насыщенный рассол или воду Напорным Устройством (насосом; 45 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 сравнению с рассолом или водой испытательный флюид с доведением его контакта с рассолом или водой до заданной глубины, вытесняя при этом рассол или 55 воду по кольцевому пространству, между внешней 3 и центральной 4 колоннами при открытых задвижках 7 и 13 в ме н ю емкость 26.60Одновременно с заполнением кольцевого пространства между обсадной 2 и внешней рабочей 3 колоннами испытательный флюид напорным устройством 22 закачивают также и в центральную 65 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 величину давления на оголовке скважины в кольцевом пространстве между внешней 3 и центральной 4 колоннами поддерживают, например, задвижкой 7 на уровне испытательного и производят непрерывный контроль давления на оголовке "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 внеш.ней 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 эа 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 на 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.Устанавливают величину утечки (расходную характеристику) по разнице показаний замерного устройства 24 и временному интервалу между двумя частичными разрядками системы черезэамерное устройство 24 при снижении(Ьл - 10-20 м) .Переход к опрессовке следующегоинтервала осуществляют после выдерж О ки скважины под испытательным давлением в течение 4-6 ч. Данный интервал считается выдержавшим испытание,.если в течение выдержки подиспытательным давлением изменениеперепада давлений на оголовке скважины между центральной колонной 4и кольцевым пространством 2-3 споправкой 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 герметичностьзатрубного пространства глубина контакта испытательного флюида с рассолом или водой на последнем интерваледолжна Превышать глубину спуска об садной колонны. Для этого суммарныйобъем вытесненного рассола из скважины (или воды) должен на 10-25превыщать суммарный объем кольцевогопространства 2-3 и центральной колон щ 4Срок выдержки системы под испытательным давлением при опрессовкепоследнего интервала составляет От2 до 3 сут. Герметичность системыв целом определяют при этом теми жеусловиями, которые были изложены выше. 4 Ч где фуи И в соответственно диаметрцентральной колонны 4,внешней рабочей 3 и обсадной 2 колонны, м;ьЧ - разность показаний замерного устройства24 между периодическими разрядками системы через это замерное устройство приснижении перепада давлений до одной и тойже величины, например,до нуля, между центральной колонной 4 икольцевым пространством 2-3 м/с55 60 пытательным флюидом, а не величину давления в кольцевом пространстве. 65 перепада давлений, например до нуля между центральной колонной 4 и кольцевым пространством 2-3. Наличие . утечек испытательного флюида из кольцевого пространства между обсадной 2 и внешней рабочей 3 колоннами в кольцевое пространство между внешней рабочей 3 и центральной 4 колоннами (межтрубные перетоки) устанавливают по повышению давления на оголовке скважины по показаниям манометра 19 .После окончания испытания на герметичность заданного интервала переходят к испытанию следующего интервала, эакачивая 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 при непрерывном контроле показаний манометров 19-21 и дифманометра 23.Установка манометров 20 и 21 для определения давлений на оголовке скважины должна быть произведена как можно ближе к точке разветвления трубопровода, предназначенного для закачки испытательного флюидав скважину. Наличие утечки в данном интервале устанавливают по изменению перепада давлений на дифманометре 23 на оголовке скважины между центральной колонной 4 и кольцевым пространством 2-3 в процессе выдержки скважины под испытательным давлением после окончания заполнения этого интервала испытательным флюидом.Величину утечки определяют иэ со- отношения ь Т - величина временногоинтеовала между двумяпериодическими разрядками, с.Минимальную величину интервала принимают произвольно на практике Ь 4 100 м). При наличии в данном ийтервале утечки, что устанавливают по изменению перепада давлений на дифманометре 23 на оголовке скважины между центральной колонной 4, икольцевым пространством 2-3, точноеместонахождение этой утечки можетбыть найдено дополнительной опрессовкой данного интервала в соответст-вии с предлагаемым способом путемразбивки его на меньшие участки Предлагаемый способ испытания нагерметичность скважины и подземнойемкости имеет более высокую точностьопределения места и величины утечкипо сравнению с известным, так какв нем контролируют перепад давлений между трубными пространствами с исПри прочих равных условиях ошибка приопределении перепада давления междутрубными пространствами по сравнению с использованием обычно пружинныхманометров окаэывается на один-два порядка меньше. Например, при замере 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 точностьизмерения перепада давления для предлагаемого способа в 57 раз вьые 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 изобретенияСпособ испытания на герметичностьскважины и подземной емкости, включающиЙ закачку испытательного флюидав скважину при одновременном вытеснении рассола или воды, повышениидавления до величины испытательногои выдержку скважины и емкости подиспытательным давлением, о т л ич.а ю щ и й с я тем, что, с цельюопределения места и величины утечки.в скважине и подземной емкости,производят поинтервальную закачку испы О тательного флюида одновременно вдва трубных пространства скважины,контролируют перепад давлений междуэтими трубными пространствами в период выдержки скважины и емкости подиспытательным давлением, после чегозамеряют объем выпущенного иэ скважины флюида, соответствующего изменению перепада давления и определяют.величину утечки по объему выпущенного флюида и продолжительности выдержки.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторскоесвидетельство СССРР 245660, кл. 6 01 М 3/02, 1969.2 Временные указания по проектированию и строительству подземных хранилищ в отложениях каменной соли СН-65. М., 1965, с.31.о Корректор А Гри ое Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 аказ 8339/3 ВНИИП по 113035