Способ определения межколонных газопроявлений в нефтяных и газовых скважинах

 

1,. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕЖКОЛОННЫХ ГАЗОПРОЯВЛЕНИЙ В НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИНАХ, включающий закачку в эксплуатационизто колонну порции вязкой жидкости и регистрацию давления в межколонном пространстве , отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии и повьппения 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, отличающийся тем, что в процессе исследований обеспечивается критический режим истечения газа из межколонного .пространства, а причина межколонных газопроявлений определяется из анализа кривых изменения давления в межколонном пространст (Л ве 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 пространст ве судят о наличии канала в зацео о ментированном пространстве от продуктивного пласта до устья скважины.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (Н) зИ) Е 21 В 43/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV С8ИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 36 1 9828/22-03 (22) 12.07.83 (46) 30.10.84. Бюл. N 40 (72) С.И. Стражгородский и Г.А. Шалимова (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. M., "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, отличающийся 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 шийся 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 i i 214

Изобретение относится к строитель ству и эксплуатации газовых и нефтяных скважин, в частности к способам определения причины межколонных газопроявлений и места нарушения герметич. 5 ности эксплуатационной колонны в га, зовых и нефтяных освоенных скважинах.

Известнш способы определения причины межколонных газопроявлений и 10 места нарушения герметичности колонны, основанные на закачке за колонну через место нарушения жидкости, отличающейся от находящейся в колонне, например, по электрическому сопротивлению или температуре. Положение раздела жидкостей в скважине, установленное измерением соответствующего параметра, указывает место нарушения герметичности (1) .

Однако часто колонна, признанная герметичной при опрессовке жидкостью, оказывается негерметичной по газу, В таких случаях для поиска места нарушения герметичности используются газообразные агенты.

Известен также способ определения межколонных газопроявлений в нефтяньгх и газовых скважинах, включающий закачку в эксплуатационную колонну порции вязкой жидкости и регистрацию давления в межколонном пространстве. Повышение давления в межколонном пространстве выше значений которые отмечались при эксп9

35 луатации, указывает на то, что мес-. то негерметичности находится в исследуемом интервале f2) .

К недостаткам известного способа относится значительная трудоемкость в связи с необходимостью предварительной задавки скважины и проведения спуско-подъемных операций, а также использование специального оборудования (перецвижного компрессора или парогенераторной установки) .

Цель изобретения - упрощение технологии и повышение точности исследований по определению причины газопроявлений и места нарушения герметичности эксплуатационной колонны.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу определения межколонных газопроявлений в нефтяных и газовых скважинах, включающе02 му 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 пространстве °

Кроме того, в процессе исследований обеспечивается критический режим истечения газа из межколонного пространства, 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 в небольшом объеме (0,1 — 0,5 м ), что определяется необходимостью иметь столб жидкости высотой 2050 м. В качестве вязкой жидкости может быть использован, например, водный раствор карбоксиметилцеллюлозы (В2Я) 8-10%-ной концентрации или вязкоупругая система на базе

1121402 водного раствора полиакриламида. В процессе движения жидкости по колонне фиксируется контрольное давление в межколонном пространстве по манометру 4. Начало снижения контрольного давления указывает на то, что жидкость подошла к месту нарушения герметичности колонны.

По скорости опускания жипкости и времени начала снижения контрольно" го давления расчетом определяется положение места негерметичности.

Если в процессе наблюдений не ус- тановлено снижение контрольного давления, то это свидетельствует о том, что причиной межколонных проявлений является наличие канала в зацементированном пространстве скважины.

В процессе исследований, наряду с наблюдением за контрольным давлением в межколонном пространстве, по манометру 5 на головке скважины ведется наблюдение за давлением газа в 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 НКТ или интервала вскрытия пласта. Отсюда же определяется и скорость опускания жидкости в колонне.

Теоретический анализ изменения давления во времени прИ движении жидкости по колонне показывает, что при критическом режиме истечения газа из замкнутого сосуда падение, давления в сосуде будет происходить . по линейному закону. При перекрытии места нарушения в колонне вязкой жидкостью межколонное пространство представляет собой замкнутый сосуд.

Критический режим истечения обеспечивается выбором такого расхода газа из межколонного пространства, когда давление перед штуцером будет более 2 кгс/cM . Это позволяет анализом полученных кривых изменения давления в межколонном пространстве установить причину межколонных газопроявлений.

При наличии одного места нарушения кривая снижения контрольного давления будет иметь вид, показанный на фиг. 2а. В момент времени с1 жидкость достигает места нарушения

55 герметичности, запечатывает канал, и контрольное давление начинает снижаться по линейному закону (прямая

aK).

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 достигает верхнего места нарушения герметичности и до момента S происходит снижение контрольного давления, обусловленное прекращением поступления газа в межколонное пространство из верхнего места нарушения. Участок

 5 кривой снижения контрольного давления характеризует установившийся расход из второго места негерметичности. В момент о жидкость достигла второго места нарушения герметичности.

Если межколонное давление обусловлено негерметичностью колонны и . каналом в зацементированном пространстве, имеющим непосрепственную связь с газовым пластом, то кривая снижения контрольного давления соответствует кривой, изображенной на фиг. фиг. 2 5 .

Очевидно, что при герметичной колонне изменения контрольного давления в процессе опускания вязкой жидкости по колонне не будет (фиг. 2 ) ..

Испытания данного способа по определению причины межколонных газопроявлений и места положения нарушения проведены на скважине, имеющей следующую конструкцию: кондуктор

299 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 пространстве

146 и 219 мм колонны появился газ.

Максимальное межколонное давление достигло давления в эксплуатационной колонне, т.е. 100 кгс/см .

Скважина находилась в ожидании изоляционных работ. Газ из межколонного пространства стравливался в атмосферу.

Для проведения исследований с помощью вентиля на отводной линии

1121402 был уменьшен расход газа из межколонного пространства, после чего установившееся контрольное давление составляло 6 кгс/см

В 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 на этой скважине было нарушение герметичности эксплуатационной колонны.

Скорость опускания вязкой жидкости в данных исследованиях составляла 12 м/мин . Место нарушения герметичности в колонне находится на глубине 12 к 32 = 394 м.

10 Технико-экономический эффект предлагаемого изобретения заключается в экономии средств на определение межколонных газопроявлений и повышении точности определении места на15 рушения герметичности эксплуатационной колонны.

1121402

1121402 фамя

РремР

ВНИИПИ Закаэ 7900/24 Тираж 564 Подписыое

Филиал ППП "Патеит", г.Уитород, ул.Проектик, 4