Способ определения качества цементирования обсадной колонны

Союз СоветскнкСоциалистическиеРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДИТИЛЬСТВУаа делам нзааретеннй н атнрытнк(72) Авторы изобретения ФЛ.З, Позин и М.И. Кременецкий Московский ордена Трудового Красного Знамени институтнефтехимической и газовой промышленностиим. И.М,. Губкина(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАЧЕСТВА ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ОБСАДНОЙ КОЛОННЫ Изобретение относится к промысловой геофизике и может быть использовано при осуществлении контроля затехническим состоянием нефтяных и газовых скважин промыслово-геофизичес"кими методами,Известен способ определения качества цементирования,основанный наизмерении в скважине скорости распространения и амплитуды упругих ко-.лебаний, по которым судят только о0сцеплении цементного камня с обсаднойколонной и стенкой скважины1 1.Недостаток способа состоит в том,что он не дает исчерпывающей харак 5теристики качества цементирования;поскольку не позволяет определить степень заполнения заколонного пространства цементом.Известен также способ определения20качества цементирования, основанныйна регистрации амплитудно-частотногоспектра акустического сигнала, Поотношению амплитуд на специально выб" ранных частотах определяют величину кольцевого зазора между цементным кольцом и колонной 2,С помощью этого способа также нельзя определять степень заполнения заколонного пространства цементом.Кроме того, известен способ опре" деления качества цементирования, основанный на измерении в скважине интенсивности рассеянного гамма-излучения. С его помощью определяют плотность вещества в заколонном пространстве, по величине которой находят высоту подъема цемента за колонной и выделяют частично заполненные цементом интервалы 3 . Недостаток способа состоит в том, что в ряде случаев также нельзя су" дить о заполнении заколонного пространства цементом. Это связано с тем, что плотности цемента и заполняющего незацементированные интервалы флюида, могут быть близки и в резуль/1 5,ф С/м сС УСУмф 1; 269 38 5 30,3 0,5 23,0 15 20 11,9 27 5 3 97 1,86 22,5 2,0 16,5 11,5 7,8 4,77 14 0,669 27 14 9 0,33 0,478 0,33 1,673 0 33 0,478 10 Х 31,8 Х 10 25,1 Х 0,325 Ое 453. 15 8 24,8 10 37,6 63 0,33 0,837 Х0,598 13,8 12 5 ХУ 22,9 033 0,32 0,662 155 ХЧ 50 20 30,2 0,315 0,683 О 31 0 945 0,29 0,950 21,9 ХМ 17 62 373 ХЧ 25 58 61,1 100 ХУ 33 5 На фиг,изображены термограммы Т и Т в интервале заполненной цементом каверны (кривые 1 и 2), а также кривая изменения с глубиной диаметра скважины (кавернограмма), Используются следующие условные обозначения: Т - ось температур, 2 - ось глубин, д - ось диаметра скважины, 2 и Е - глубины подошвы и кровли интервала обработки, Ь - мощность интервала обработки. Замер перед цементированием(фиг. 2, кривая 1) получен через12 ч после окончания бурения (подъе 0,335 0,631 0,34 0,796 0 335 1387 0,33 1,076 0 345 0,697 0,32 0,576 2920 6ма инструмента из скважины), за 1 чдо спуска колонны для цементирования,Через 12 ч после заливки цемента проведен второй замер (кривая 2), Для % определения диаметра скважины ф,необходимого для расчета Ч зарегистрярована кавернограмма (кривая 3).Термограммы зарегистрированы тер-,мометром типа ТЭГ, кавернограммыв каверномером типа СКС.В пределах интервалов 1-ХХХ:.рассчитаны значения параметров З,Ч,си Е.Результаты расчетов приведены втаблице.912920 8Продолжение таблицы 45 1,345 126 Х 1 Х 31,5 0,32 100 ХХ 1 5 0,295 0,537 0 295 0,998 78 25,3 ХХ 1 32,5 78,4 100 ХХ 1 17,5 48,5 Оф 3 84,1 0,577 100 78,7 0,643 ХХ 122,4 100 137,5 26,5 ХХ 1 Ч 1 132 121,5100 0,32 1,345 31 ф 5 ХХЧ 100 0,315 1,085 ХХЧ 27 899 97,5 100 ХХЧ 1 Т 3 0 305 0,46 28 60,9 100 ХХЧ 1 16 0,605 100 0,315 0,804 46,8 ХХ 1 Х 20 100 30 56,8 61,6 100,0,921 ХХХ 0,295 Резкое различие интервалов ло величине о(. от 1,86 до 122,4 С/м свидетельствует о частичном заполнении цементом каверн . При оценке сте. лени заполнения (Ц в .качестве опор, ных (с заполнением 1004) выбраны интервалы ХХЧ 11-ХХХ, характеризующие примерно одииаковым значением со60 ф С/м; малым изменением с глубиной диаметра скважины и параллельностью термограммы до и после цементирования.На фоне опорных выделяются частично зацементированные интервалы О(оО, Я ( 1004) в том числе Ч, Ч, Ч 11; где цемента практически нет, Интервалы Х 1 Х-ХХ 1-ХХЧ 1 характеризуются аномально ВысокимЫЯ 7 фр,1004), что связано с увеличением диаметра цементного кольца вследствие поглощения цемента пластами.Таким образом, предлагаемый способ повышает точность определения качества цементирования, поскольку позволяет не только выявлять частично зацементированные интервалы и высоту подьема цемента за колонной, но получить количественную характеристику степени заполнения заколонного пространства цементом. Зто повышает эфФективность комплекса промыслово-геофизических исследований при контроле за герметичностью заколонного пространства скважины.Применение предлагаемого способапозволит выявлять деффекты цементного кольца и проводить ремонт скважин (дополнительное цементирование) еще до пуска в эксплуатацию, В этом случае при ремонте не нужны операции по остановке скважины, приготовлению раствора и задавке, подьему и спуску НКТ, освоению скважины. Это дает, например, на Калужском подземном храо нилище газа с учетом затрат на транс-.портные расходы экономию на ремонте каждой скважины в размере 1100 руб,Формула изобретения Я Способ определения качества цементирования обсадной колонны, заключающийся в измерении температуры по стволу скважины и построении термограммы после заливки, цемента, о т 55 л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности за счет определения степени заполнения эаколонного пространства цементом, дополни 9 9тельно измеряют температуру по стволу скважины и строят термограмму заливки цемента, после чего поинтервально определяют отношение площади,ограниченной указанными термограммами к объему заколонного. пространства и по величине этого отношения судят о качестве цементирования.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе12920 101. Авторское свидетельство СССРМ 214456, кл, Е 21 В 49/00, 1965.2. Авторское свидетельство СССРй 603763, кл. Е 21 В. 47/00 1978.3, Авторское свидетельство СССРИ 562640, кл. Е 21 В 47/00, 1977.4. Дакнов В,Н., Дьяконов Д.И. Термические методы исследования сквааин.И., Гостоптехиздат, 1952, с. 251, ФО прототип).912920 О гп г а Л г Ю г 6 г с Составитель И.ТупысевРедактор Н,Киштулинец Техред Т, .Наточка Корректор Л.Ьокш исно Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 каз 135 М 43 8 НИИПИ по д 113035Тираж б 24осударственного коам изобретений и оИосква, Ж, Рауш Поитета СССРкрытийкая наб