Способ определения межколонных газопроявлений в нефтяных и газовых скважинах

(19) (Н) ЗШ Е 21 В 43/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ( СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(7 1) Производственное объединение разведочно-буровых работ для подземного хранения газа и использования глубинного тепла земли "Союзбургаэ" (53) 622.276,23(088.8)(56) 1. Аветисов А,Г Кошелев А,Т., Крылов В.И. Ремонтноиэоляционные работы при бурении нефтяных и газовых скважин. М., "Недра", 1981, с. 100-102.2, Там же, с. 165 (прототип). (54)(57) 1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИЕЖКОЛОННЫХ ГАЗОПРОЯВЛЕНИЙ В НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИНАХ, включающий закачку в эксплуатационную колонну порции вязкой жидкости и регистрацию давления в межколонном пространстве, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения технологии и повышения точности исследований по определению причины газопроявлений и места нарушения герметичности эксплуатационной колонны, до закачки порции вязкой жидкости начинают выпускать газ из межколонного пространства через штуцер с постоянным давлением, прослеживают движение порции вязкой жидкости по эксплуатационной колонне и определяют место нарушения герметичности эксплуатационной колонны по времени, прошедшему от начала закачки жидкости до начала снижения давления в межколонном пространстве.2. Способ по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что в процессе исследований обеспечивается критический режим истечения газа из межколонного пространства, а причина межколонных газопроявлений определяется иэ анализа кривых изменения давления в межколонном пространстве после закачки в колонну порции вязкой жидкости, причем при линейном характере снижения давления судят о негерметичности эксплуатационной колонны в одном месте, при ступенчатом характере снижения давления - негерметичности в нескольких местах, а при отсутствии влияния закачки вязкой жидкости на величину давления в межколонном пространстве судят о наличии канала в зацементированном пространстве от продуктивного пласта до устья скважины.1 11214Изобретение относится к строитель ству и эксплуатации газовых и нефтяных скважин, в частности к способамопределения причины межколонных газопроявлений и места нарушения герметичности эксплуатационной колонны в га, зовых и нефтяных освоенных скважинах,Известнш способы определения причины межколонных газопроявлений и 10места нарушения герметичности колонны, основанные на закачке за колоннучерез место нарушения жидкости, от"личающейся от находящейся в колонне,например, по электрическому сопротивлению или температуре. Положениераздела жидкостей в скважине, установленное измерением соответствующего параметра, указывает место нарушения герметичности Ц .Однако часто колонна, признаннаягерметичной при опрессовке жидкостью,оказывается негерметичной по газу,В таких случаях для поиска местанарушения герметичности используют- р 5ся газообразные агенты.Известен также способ определения межколонных газопроявлений внефтяных и газовых скважинах, включающий закачку в эксплуатационнуюколонну порции вязкой жидкости и регистрацию давления в межколонномпространстве, Повышение давленияв межколонном пространстве выше значений которые отмечались при эксп 935луатации, указывает на то, что место негерметичности находится в исследуемом интервале 2 .К недостаткам известного способаотносится значительная трудоемкостьв связи с необходимостью предварительной задавки скважины и проведения спуско-подъемных операций, атакже использование специальногооборудования (перецвижного компрессора или парогенераторной установки) .Цель изобретения - упрощение технологии и повышение точности исследований по определению причины газопроявлений и места нарушения герметичности эксплуатационной колон- .ЫУказанная цель достигается тем, что согласно способу определениямежколонных газопроявлений в нефтяных и газовых скважинах, включающе 02му закачку в эксплуатационную колонну порции вязкой жидкости и регистрацию давления в межколонном пространстве, до закачки порции вязкой жидкости начинают выпускать газ из межколонного пространства через штуцер с постоянным давлением, прослеживают движение порции вязкой жидкости по эксплуатационной колонне и определяют место нарушения герметичности эксплуатационной колонны по времени, прошедшему от начала закачки жидкости до начала снижения давления в межколонном пространствеКроме того, в процессе исследований обеспечивается критический режим истечения газа из межколонногопространства, а причина межколонных газопроявлений определяется из анализа кривых изменения давления в межколонном пространстве после закачки в колонну порции вязкой жидкости, причем при линейном характере снижения давления судят о негерметичности эксплуатационной колонны в одном месте, при ступенчатом характере снижения давления - негерметичности в нескольких местах, а при отсутствии влияния закачки вязкой жидкости на величину давления в межколонном пространстве судят о наличии канала в зацементированном пространстве от продуктивного пласта до устья скважины.На фиг, 1 дана схема осуществления предлагаемого способа, на фиг. 2 - типовые кривые снижения контрольного давления.Способ осуществляют следующим образом.Предварительно с помощью регулируемого штуцера 1 (Фиг. 1) или вентиля (шайбы 2) устанавливается такой расход газа по отводу 3 из, межколонного пространства, чтобы перед штуцером 1 было обеспечено некоторое давление (далее "контрольное давление"), например 5-10 кгс/м В эксплуатационную колонну заканчивается вязкая жидкость внебольшом объеме (0,1 - 0,5 м ), что определяется необходимостью иметь столб жидкости высотой 20- 50 м, В качестве вязкой жидкости может быть использован, например, водный раствор карбоксиметилцеллюлозы (ВМЦ) 8-10%-ной концентрации или вязкоупругая система на базеводного раствора полиакриламида, Впроцессе движения жидкости по колонне фиксируется контрольное давление в межколонном пространствепо манометру 4. Начало сниженияконтрольного давления указывает нато, что жидкость подошла к местунарушения герметичности колонны.По скорости опускания жидкости ивремени начала снижения контрольно"го давления расчетом определяетсяположение места негерметичности,Если в процессе наблюдений не ус-тановлено снижение контрольного давления, то это свидетельствует о том,что причиной межколонных проявленийявляется наличие канала в зацементированном пространстве скважины.В процессе исследований, нарядус наблюдением за контрольным давлением в межколонном пространстве, поманометру 5 на головке скважины ведется наблюдение за давлением газав НКТ, откуда газ с небольшим расходом стравливается через шайбу 6.Признаком завершения исследований является или падение давления в межколонном пространстве до О, или начало снижения давления в НКТ (манометр 5), что свидетельствует о достижении вязкой жидкостью башмака НКТили интервала вскрытия пласта. Отсюда же определяется и скорость опускания жидкости в колонне,Теоретический анализ изменениядавления во времени прИ движениижидкости по колонне показывает, чтопри критическом режиме истечениягаза из замкнутого сосуда падение,давления в сосуде будетпроисходить .по линейному закону. При перекрытииместа нарушения в колонне вязкойжидкостью межколонное пространствопредставляет собой замкнутый сосуд.Критический режим истечения обеспечивается выбором такого расхода газа из межколонного пространства,когда давление перед штуцером будетболее 2 кгс/см . Это позволяет анализом полученных кривых изменения давления в межколонном пространствеустановить причину межколонных газопроявлений.При наличии одного места нарушения кривая снижения контрольногодавления будет иметь вид, показанный на фиг. 2 а. В момент времени Яжидкость достигает места нарушения 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 герметичности, запечатывает канал,и контрольное давление начинает снижаться по линейному закону (прямаяа 8).Если в колонне имеется несколько(например два) мест нарушений герметичности, кривая снижения контрольного давления будет иметь вид, показанный на фиг. 2 о . В момент времени а вязкая жидкость достигаетверхнего места нарушения герметичнос.ти и до момента 1 происходит снижение контрольного давления, обусловленное прекращением поступлениягаза в межколонное пространство изверхнего места нарушения. Участок8 1 кривой снижения контрольного давления характеризует установившийсярасход из второго места негерметичности. В момент о жидкость достигла второго места нарушения герметичности.Если межколонное давление обусловлено негерметичностью колонны и .каналом в зацементированном простран"стве, имеющим непосредственную связьс газовым пластом, то кривая снижения контрольного давления соответствует кривой, изображенной на фиг.фиг. 2.Очевидно, что при герметичнойколонне изменения контрольного давления в процессе опускания вязкойжидкости по колонне не будет(фиг. 2 ).Испытания данного способа по определению причины межколонных газопроявлений и места положения нарушения проведены на скважине, имеющейследующую конструкцию: кондуктор299 мм - 164 м, техническая колонна - 219 мм - 1516 м, эксплуатационная Колонна 146 мм - 1788 м, подьем цемента по всем колоннам до устья, интервал перфорации: 1735-1714,1655-1607 м, глубина подвески НКГ(2 1/2) - 1580 м.После перфорации и освоения скважины в межколонном пространстве146 и 219 мм колонны появился газ.Максимальное межколонное давлениедостигло давления в эксплуатационной колонне, т.е, 100 кгс/см.Скважина находилась в ожиданииизоляционных работ. Газ из межколонного пространства стравливалсяв атмосферу,Для проведения исследований спомощью вентиля на отводной линиибыл уменьшен расход газа из межколонного пространства, после чего установившееся контрольное давление составляло 6 кгс/смВ бункере цементировочного агрегата приготовили 1 м 8,57. водного раствора КИЦ и закачали в эксплуатационную колонну. Закачка вязкой жидкости осуществлялась в течение 4 мин, Через 32 мин было отмечено начало снижения контрольного давления, Снижение межколонного давления происходило по линейному закону. Полное снижение давления до 0 кгс/см в межколонном пространстве позволило сделать вывод, что причиной межколонных проявлений наэтой скважине было нарушение герметичности эксплуатационной колонны,5 Скорость опускания вязкой жидкости в данных исследованиях составляла 12 м/мин . Место нарушения герметичности в колонне находится наглубине 12 к 32 = 394 м.10 Технико-экономический эффект предлагаемого изобретения заключаетсяв экономии средств на определениемежколонных газопроявлений и повышении точности определении места на рушения герметичности эксплуатационной колонны.