Способ определения локальных деформационных воздействий на колонну обсадных труб

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЛОКАЛЬНЫХ ДЕФОРМАЦИОННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА КОЛОННУ ОБСАДНЫХ ТРУБ, включающий намагничивание колонны импульсами тока с постоянным шагом, равным длине магнитной метки, и регистрацию нам;агниченности до и после деформации , отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения границ и характера деформации , намагничивание производят периодически изменяющимися по мощности импульсами тока. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 3(51) Е 2 1 В 4 7/О 0

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ QCCP

ПО ДЕЛАМ, ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТЙРЫТИЙ (21) 3450807/22-03 (-22) 10.06.82 (46) 07.10.83. Бюл. )) 37 (72) N.,Ì. Барский, Д. A. Бернштейн, В. Н, Макаров и H. 1 . Шайдуллин (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт нефтепромысловой геофизики (53) 550.832. 9(088.8) (56) 1. Попов Л. П. Индукционный дефектомер обсадных колонн скважин.

"Разведочная геофизика", вып.55, М., "Недра", 1973, с. 136-140.

2. Электромагнитный профилограф.

"Нефтяное хозяйство", 1974, 9 9, с. 59.

3. Авторское свидетельство СССР

9 712493, кл. E 21 В 47/00, 30.01.80. (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЛОКАЛЬНЫХ ДЕФОРМАЦИОННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА

КОЛОННУ ОБСАДНЫХ ТРУБ, включающий намагничивание колонны импульсами тока с постоянным шагом, равным длине магнитной метки, и регистрацию намагниченности до и после деформации, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения границ и характера деформации, намагничивание производят периодически изменяющимися.по мощности импульсами тока.

104б490

1

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для контроля технического состфрния колонн обсадных труб нефтяных и газовых скважин..

Вскрытие продуктивных пластов пер- 5 форацией оказывает значительное воздействие на обсадную колонну и зачастую приводит к нарушению целостности обсадных труб в интервале прострела, возникновению трещин, поры- 10 вов, вздут- .й, что может явиться причиной увеличения сроков освоения скважины, резкого уменьшения их дебита, увеличения сроков межремонт-. ного периода. В связи с этим излучение деформационных воздействий на обсадную колонну .является одной из важных и широКо распространенных задач на всех этапах строительства и эксплуатации скважин.

Известен метод индукционной дефектоскопии обсадных труб, заключающийся в возбуждении в,трубах поля вихревых токов и регистрации его комплексных составляющих, величина которых зависит от электрических, магнитных, геометрических параметров . труб, наличия и характера дефектов в них (1). . Для разделения влияющих факторов измерение производится одновременно З0 двумя каналами, один из которых регистрирует сигналы, обусловленные изменением диаметра. и магнитной про- . ницаемости труб, а другой — сигналы, вызванные порывами, трещинами и из- 35 менениями электропроводности °

Недостатком этого метода является то, что он чувствителен не только к изменению поперечного сечения колонны, но и к изменению электрических, магнитных и прочностных характеристик обсадных труб, изменению расстояния от магнитного зонда до стенок колонны. Это вызывает необходимость одновременного применения других дефектоскопических методов, а также значение физических свойств установленных в скважину труб, марок стали, что существенно снижает эффективность его практического при- менения в геофизике. Среди прямых. методов исследования, .технического состояния скважин наиболее широко применяется метод про» филеметрии, принцип действия которого основан на измерении магнитного сопротивления зазора между стенкой излучаемой трубы и датчиком (2 ).

Для построения профиля колонны требуется внесение большого количества поправок за счет условий измере- Ю ний, которые не всегда могут быть достоверно определены. Существенным недостатком является также низкая производительность исследования (150-200 м/ч) и возможность пропуска 65 отдельных и возможно весьма существенных нарушений целостности обсадных колонн даже при малом (1-2 м) шаге измерений по глубине.

Наиболее близким по техйической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ определения локальных деформационных воздействий на колонну обсадных труб, включающий дискретное намагничивание труб в- интервале перфорации и регистрацию изменения их намагниченности после прострела (3).

Воздействие ударной волны в момент отстрела перфоратора приводит к деформации обсадной колонны и необратимому изменению ее намагничен ности. Намагничивание колонны производят. с постоянным шагом, равным длине магнитной метки, но за счет эффектов рассеяния магнитного поля на образующихся при перфорации отверстиях, трещинах, вздутиях оста- . точная намагниченность колонны в интервале перфорации резко отличается по своему характеру от искусственной заданной намагниченности Bíå интервала прострела. 0 характере и границах деформации судят по нарушению регулярности в намагниченности колонны .после деформации.

Недостатком этого способа является его низкая чувствительность к воздействиям слабых напряжений.

В случае проведения перфорации колонны вследствие экспоненциального затухания ударной волны участки слабого воздействия соответствуют границам интервала перфорации., Поскольку намагниченность колонны в зоне воздействия слабого напряжения изменяется мало, то на фоне участков, намагниченных практически до технического насыщения, перераспределение магнитного поля за счет эффектов рассеяния на образовавшихся отвер:тиях, трещинах, на границе ин» тервала перфорации плохо заметно.

Это не позволяет точно установить границы интервала перфорации.

Цель изобретения — повышение точности определения границ и характера,деформации, в частности при проведении перфорации скважин.

Это достигается тем, что согласно способу определения локальных деформационных воздействий на колонну обсадных труб, включающему иамагничивание колонны импульсами тока с постоянным шагом, равным длине магнитной метки, и регистрацию намагниченности до и после деформации, намагничивание производят периодически изменяющимися по мощности импульсами тока.

В случае проведения перфорации колонны способ определения локальных деформационных воздействий на

1046490 колонну обсадных тру осуществляют следующим образом.

До перфорации в предполагаемом интервале ее проведения и на несколько десятков метров ниже и выше ее обсадные трубы дискретно намагничи- 5 вают с постоянным шагом, но разными по мощности импульсами постоянного тока. При этом одни участки обсадной колонны намагничиваются сильно, до технического насыщения, а другие— слабо, в области, определяемой процессами смещения границ. Для обеспечения четкой регистрации намагничивание производят. следующим образом: два-три импульса большой мощности, затем два-три импульса малой мощности и т;д.. При контрольной локации намагниченных участков регистрируется кривая гармонического вида переменной амплитуды, что соответствует реальному характеру остаточной намагниченности обсадной колонны.

Вйсокий уровень сигнала соответствует участкам, намагниченным до технического насыщения, низкий уровень слабо намагниченньм участкам. После Л проведения перфорации производят повторную запись остаточной намагни.ченности колонны.. Сравнивая магнитограммы до и после перфорации, по уменьшению намагниченности и нару- 30 шению регулярности в намагниченности сильно и слабо намагниченных участков обсадной колонны определяют интервал воздействия деформации, .верхнюю и нижнюю границы интервала . 35 пе1ьфорации и хар<.ктер вскрытия.

В тех случаях, когда контрольная локация остаточной намагниченности колонны осуществляется одновременно.с

Т егистрацией каких-то естественных реперов в скважине (кривая ГК, НГК, муфтовые соединения), осуществляют привязку интервала прострела к геоло- .

-гическому разрезу скважины.

Если намагничивание колонны в интервале перфорации производить только путем нанесения магнитных меток,, намагниченных до технического насыщения, то в этом случае определение верхней и нижней границы интервала прострела затруднено вследствие то.го, что на границе интервала прострела ударное воздействие взрывной вол» ны при перфорации вызывает слабую деформацию колонны и, как следствие,.незначительное уменьшение намагни- 55 ченности, на фоне которой трудно определить нарушение регуляности намагниченности путем перераспределе- о ния магнитного поля на отверстиях, вздутиях, трещинах.

Если бы на обсадную колонну наносились только, слабые магнитные метки, то .экспоненциально затухающее . ударное воздействие взрывной волны вызвало бы изменение намагниченности 45 колонны в гораздо более широком интервале, чем интервал прострела, что также затрудняет возможность точного определения границ интервала перфорации.

В,данном способе верхняя и нижняя границы интервала прострела и характер вскрытия точно определяют по значительному уменьшению намагниченнос-. ти на участках слабых магнигных меток и нарушению ее регулярности в этой зоне и неизменности намагниченности на соседних с ними участках сильных магнитнЫх меток. На фиг. 1 показана диаграмма намагниченности колонны до перфорации; на фнг. 2 — то же, после перфорации (А — интервал перфорации)..

Предварительное намагничивание ко- . лонны осуществляется двумя уровнями: намагниченными участками 1-9 колонны, причем участки 1, 3, 5, 7 и 9 намаг ничиваются до технического насыщения,, участки 2, 4, 6 и 8 колонны — до области, определяемой процессами смещения границ самопроизвольной намагниченности. как видно иэ фиг. 2, в интервале перфорации намагниченность обсадной колонны претерпевает сущест-. венные изменения — в интервале сильного воздействия деформации уменьшается намагниченность как участков

5, так и б, появляются нарушения в регулярном характере намагниченности от образовавшихся отверстий, трещин в обсадной трубе (участки 5 и б ).

Верхняя граница интерваиа перфорации совпадает с участком 4 слабых магнитных меток, что вызывает резкое уменьшение намагниченности этого участка и нарушение ее регулярности в зоне, попавшей в интервал прострела (участок 4 ). Намагниченность соседнего с этим участка 3 практически не изменяется и имеет вид гармонической кривой (участок 3 ). Нижняя граница интервала перфорации совпадает с участком 7 магнитных меток, намагниченных до технического насыщения, .что вызывает незначительное уменьшение намагниченности всего участка и нарушение регулярности намагниченности в зоне, попавшей в интервал прострела (участок 7 ). На соседнем участке 8 происходит значительное уменьшение намагниченности беэ нарушения ее регулярности (участок 8 ), в то время, как на участке 9 никаких изменений после перфорации не происходит. Таким образом, интервал прострела определяется границами участков, подверженных после перфорации изменению намагниченности и нарушению ее. регулярности.

Положительный эффект изобретения достигается тем, что предлагаемый способ позволяет повысить точность определения местоположения локаль нои деформации труб в частности границ интервала перфорации и характера деформации. l

1046490

Фиг. 2 ф .!.Составителв В. Сидоров

Редактор А ° Козориз Техред И.Метелева КоРРектоР В. Бутяга

« . - й

8

Заказ 7691/34 Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий.

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 у/ г — E7

8, у/