Способ контроля качества цементирования скважин

 

СПОСОБ КОНТРОЛЯ КЙЧЕеТВА ЦШБНТИРОВАНИЯ СКВАЖШ, ВКЛЮЧаюЕе Ий регистрацию распределения интенсивности рассеянного гамма-излучения по стволу.и периметру скважины по одной образующей путем поочередного циклически повторяющегося подключения каждого из N детекторов, равномерно расположенных по периметру измерительного зонда, о т л и ч а ю щи и с я тем, что, с целью поалшения точности и производительности контроля, дополнительно регистрируют распределение интенсивности рассеянного гамма-излучения по стволу и периметру скважины по второй образующей, причем в каждый момент времени регистрируют интенсивность рассеянного гамма-излучения в диаметр рально противоположных точках пери (О метра скважины и по совокупным данным осуществляют контроль качества цементирования.

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (117

3(5D 01 > 5/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3455292/18-25 (22) 21.06.82 (46) 07.02.84. Бюл . Р 5 (72 ) Н. В.Лаптев, Д. A. Бернштейн, A.Á. Абдуллин, A. М. Исламов и В.A.Hàïîëüñêèé (71) Всесоюзный научно-иСследовательский институт нефтепромысловой геофизики (53) 550.835 (088.8) (56) 1. Гулин Ю.A. Гамма.-гамма-метод исследования скважин. М., Недра, 1975, с. 115-120.

2. Семенова Т.М. и др. Комплексный прибор для контроля технического состояния обсаженных скважин методами радиометрии. - Сб. Геофизически кая аппаратура, вып. 74, Л., Недра . 1981. с. 139 (прототип) ° (54) (57) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ СКВАЖИН, включающий регистрацию распределения интенсивности рассеянного гамма-излучения по стволу,и периметру скважины по одной образующей путем поочередного циклически повторяющегося подключения каждого из и детекторов, равномерно расположенныи по периметру измерительного зонда, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и производительности контроля, дополнительно регистрируют распределение интенсивности рассеянного гамма-излучения по стволу и периметру скважины по второй образующей, причем в каждий момент времени регистрируют интенсивность рассеянного гамма-излучения и диамета

Ф рально противоположных точках периметра скважины и по совокупным данным осуществляют контроль качества, цементирования.

1071989

Изобретение относится к промыслово-геофизическим исследонаниям скважин, в частности к исследованию качества цементирования методом рассеянного гамма-излучения.

Для контроля качества цементиро- 5 нанни скважин применяются несколько модификаций гамма-гамма-метода, отличающиеся по способу измерения распределения интенсивности рассеянного гамма-излучения в скважине . fO

При этом выбор того или иного способа измерения оказывает решающее влияние на информаиивность и. точность получаемых результатов, а также на производительность исследований .

Иэ не стен способ, ре ализ о ванный в гамма-цементомерах ЦМТУ-1, UM(8-10), по которому иэмеренйе ин= тенсивности рассеянного гамма-излу20 чения производится. по секторам тремя или четырьмя детекторами, расположенными под углом 120 или 90 друг к другу, причем информация от каждого из детекторов передается раздельно и регистрируется в виде независимых диаграмм (1(.

Недостатком этого способа является необходимость большого Числа измерительных каналов и зависимость 30 показаний от идентичности детекторов по их эффективности. Вследствие этого способ имеет низкую точность и может. быть использован для грубой оценки качества цементнронания, а в основном дня определения высоты под ьема цементного камня.

Наиболее близким к изобретению .по техническому решению является способ контроля качества цементирования скважин, включающий регистрацию 4О распределения интенсивности рассеянного гамма-излучения по стволу и периметру скважины по одной образующей путем поочередного, циклически понторяющегося подключения каждого иэ N 45 детекторов, равномерно расположенных по периметру измерительного зонда Г23.

Недостатком иэ вестного способа является низкая точность контроля при непрерывном исследовании скважи" ны, обусловленная несоответстнием максимальных и минимальных значений интенсивности по глубине (экстремальные значения смещены по глубине на 55 дь 12тч где Т - период цикла опроса дете кторо н;

V - скорость перемещения иэмери- 60 тельного зонда вдоль ствола скважины, что соответствует

0,7-1 м) и образованием неисследованных зон (ширина зон 1,5-2 м).

Целью изобретения является повы. шение точности и производительности контроля. укаэанная цель достигается тем, что по способу контроля качества цементирования скважин, включающему регистрацию распределения интенсивности рассеянного гамма-излучения по стволу и периметру скважины по одной образующей путем поочередного, циклически повторяющего подключения каждого из 8 детекторов, равномерно расположенных по периметру измерительного зонда, дополнительно регистрируют распределение интенсивности рассеянного гамма-излучения по стволу и периметру скважины по второй образующей, причем н каждый момент времени регистрируют интенсивность рассеянного гамма-излучения н диаметрально противоположных точках периметра скважины и по совокупным данным осуществляют контроль качества цементирования.

Сущность способа эаключаетсг н одновременной и синхронной регистра".. ции интенсивности рассеяннсго гаммаизлучения по двум образующим обсадной колонны н двух диаметрально противоположных и каждый момент времени то ках периметра. Это позволяет исключить погрешность, обусловленную не осот ветст вием по глу бин е экстремальных по периметру колонны эн ачен ий интенсивностей, так как максимальная и минимальная интенсивности по периметру колонны будут измерены н один и тот же момент времени двумя диаметрально противоположными детекторами, включенными в иэ" мерительные, каналы, и уменьшить ширину неис следуемых эон, увеличив тем сам.(м детальность исследования эаколонного пространства.

При регистрации распределения интенсивности рассеянного гаммаизлучения по стволу и периметру скважины сняэь между действующей аномалией 3 - и регистрируемой интен сивностью (определяется следующим выражением: — — 33 е — — и, (И где = Р С вЂ” постоянная времени интегрирующей ячейки.

Окончательная Формула для определения регистрируемой интенсивности имеет нид:

2 -2. (- с05 ЙЬ1 - fC V iSi n ll*+ k (ЧТ ) (4- Q

PQã

A 9 (77} где К= Зьо = О, 000872 у

10 719 89. 36OO Z а с = —; V= Ч +(ый)

v-. скорость перемещения измерительного зонда вдоль ствола скважины; 5 ь> — угловая скорость сканирования по периметру скважины;

p — средний радиус зоны исследования; путь, пройденный измеритель ным зондом за время t .

При фиксированном значении угловой скорости сканирования по периметру скважины ы увеличение скорости перемещения измерительного зонда вдоль ствола скважины приводит к значительному занижению амплитудЫ регистрируемых аномалий, тогда как одновременное уменьшение угловой скорости сканирования ш позволяет увеличить скорость перемещения измерительного зонда вдоль ствола скважины Vв1,,5-2 раза и при этом занижение апли туды аномалий минималь ное .

Приведенные результаты не противоречат существующей методике оцен- 25 ки коэффициента амплитудных искажений по величине произведения (Ч), так как суммарная величина

У= Ч +(мЦ сохраняется, а иэменяЗО ется лишь соотношение между вертикальной Ч и угловой (ыР) составляющими скорости. Увеличение скорости регистрации цементограмм за счет уменьшения угловой скорости скани- З5 рования по пЕриметру ведет к уменьшению детальности исследования.

В предлагаемом способе регистрации этот недостаток устранен тем, что одновременно измеряется интенсив- 40 ность рассеянного гамма-излучения по второй образующей в противофазе к первой, что дополнительно позволяет зарегистрировать взаимоувязанные по глубине экстремальные значения интенсивности по периметру скважины, необходиьие для количественного определения эксцентриситета обсадной колонны и объемной плотности вещества за обсадной колонной.

На Фиг. 1 схематически изображена скважина, разрез; на фиг. 2 диаграммы распределения интенсивности расоЕянного гамма-излучения по стволу и периметру колонны, соответствующие известному и предлагаемому способам контроля.

По диаграмме известного споеоба можно выделить только один интервал некачественного цементирования - интервал 1. Измерение интенсивности рассеянного гамма-излучения одновременно по двум образующим периметра колонны (диаграмма, сост ветствующая предлагаемому способу) позволяет выделить еще два интервала 2 и 3

t некачественного цементирования, которые пропущены при известном способе измерения вследствие образования неисследованных зон .на участках периметра колонны, противоположных детекторам, включенным в данный момент времени в измерительный канал .

Предлагаеьмй способ опробован в скважинных условиях измерения с се" рийно выпускаемыми скважинным гаммадефектомером — толщиномером

СГДТ-3 — с помощью относительно простого электронного устройства (коммутатора), выполненного, например, по схеме многофазного релаксатора, обеспечивающего поочередное циклически повторяющееся подключение в течение определенного времени (at =2,3 с) одновременно двух диаметрально противоположных детекторов в соответствуюшие измерительные каB cRJIbT, Допу стима я скорость э аписи

900-1200 м/ч при детальности по глубине не более 1 м и статистической погрешности измерения не более 1, 53.

Уменьшение статистической погрешности измерения достигается за счет увеличения времени включения каждого детектора в измерительный канал

or 1,5 до 2,3 с.

Предполагается использование этого способа измерения в разрабатываемойй комплексной аппаратуре СГДТ-НВ, предназначенной для исследования скважин, крепленных азрированными и облегченными тампонажными материалами, с целью обеспечения высокой точности и детальности контроля качества цементирования при одновременном повышении производительности измерений.

Предлагаемай способ поз волит значительно сократить затраты времени на проведение исследования скважин и повысить точность контроля качества цементирования. По сравнению с известным способом измерения, реализованным в серийно выпускаемом приборе СГДТ-3, предлагаемый способ позволяет повысить производительность исследования скважин в 1,5 раза.

При среднем времени исследования скважины 3 ч, стоимости одного часа простоя буровой и геофизической партии 150 руб. и объеме исследования скважин аппаратурой СГДТ-3

5 тыс. в год, экономический эффект от внедрения способа за счет сокращения времени исследования скважииы составит 750 тыс. руб. в год.

Таким образом, предлагаемый слое соб обладает более высокими эксплуатационными характеристиками про производительности и детальности исследования скважин.

1071989

47.2

Составитель Л.Торопова

Редактор Н.Егорова Техред ж,кастелевич Корректор Г.Решетник

Ф

Заказ 118/38 Тираж 711 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