Способ определения качества цементирования обсадной колонны

 

Изобретение относится к геофизическим измерениям в скважине. Цель - повышение точности и достоверности определения интервалов некачественного цементирования. В скважине проводят магнитометрию для фиксации фоновой магнитограммы в исследуемом разрезе. Закачивают цементный раствор с недиссоцирующими ферромагнитными веществами (ФВ) за колонну обсадных труб. Точки Кюри ФВ ниже температуры затвердевания цемента. Регистрируют величину горизонтальной составляющей (ГС) магнитного поля. При достижении температуры точки Кюри ФВ становятся парамагнетиками. Резко изменяется регистрируемая величина ГС. Сравнивают магнитограммы ГС и определяют интервалы некачественного схватывания цемента. Применение изобретение позволяет определить высоту подъема и характер распределения цемента. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

1 ЕСПУ1ЬЛИН . (51)5 Е 21 В 47/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4484506/24-03 (22) 20,09,88 (46) 23.07.90, Бюл. У 27 (75) Л.Г. 11атаев (53) 622;241 (088.8). (56) Добрынин В.M., Вендельштейн Б.К1.

Резванов P.À. и др, Промысловая геофи-. зика. M., 1986, с. 252 (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАЧЕСТВА ЦЕИЕНТИРОВАНИЯ ОБСАДНОЙ КОЛОННЫ (57) Изобретение относится к геофизическим измерениям в скважине. Цель— овьппение точности и достоверности определения интервалов некачественного цементирования. В скважине проводят магнитометрию для фиксации фоИзобретение относится к промысловой геофизике и может быть использовано при осуществлении контроля за техническим состоянием обсадных колонн скважин при строительстве и цромьппленной эксплуатации месторождений.

Целью изобретения является повышение достоверности определения качества цементирования.

На чертеже представлены регистрируемые диаграммы, Кривые показывают термометрию каротажа: кривая 1 — геотермограмма, 2 - термограмма через 8-16 ч после заливки цементного раствора; каротаж по магнитному полю: кривые 3-8 — со ответственно магннтограммы, снятые до заливки цементного раствора (фоновая) ;Я0 157ЫЯ А 1 новой. магнитограммы в исследуемом разрезе. Закачивают цементный раствор с недиссоциирующими ферромагнитными веществами (ФВ) за колонну обсадных труб, Точка Кюри ФВ ниже температуры затвердевания цемента. Регистрируют величину горизонтальной составляющей (ГС) магнитного поля. При достижении температуры точки Кюри ФВ становятся парамагнетиками. Резко изменяется регистрируемая величина

ГС. Сравнивают магнитограм1ы ГС и определяют интервалы некачественного схватывания цемента. Применение изобретения позволяет определить высоту поцъема и характер распределения цемента, 1 ил, и через 1,4,8,10,12 ч после заливки цементного раствора; магнитограммы

11 11 после скачка

Способ осуществляют следующим образом.

В скважину опускают магнитометрический прибор (например, ТСИ-3, ТКМ, (©

ТСМК-40) и замеряют фоновую магнито- Я© грамму 3 в исследуемом разрезе скважи- фф. ны. После добавления в равномерном количестве в цементный раствор недиссоциирующего ферромагнитного вещества с точкой Кюри ниже-пика температуры, возникающей в процессе зк- и зотермической реакции затвердевания (например Т = 52 С, температурную о точку Кюри выбирают 50 С) и залив ки в скважину цементного раствора за колонну обсадных труб, спускают маг 1579989 нитометрический прибор и регистрируют вторую магнитограмму 4 через 1, ч после заливки цемента, затем проводят повторные регистрации магнитограмм через 4,8,!0,!2 ч (кривые 5,6,7,8) и далее через 0,5 ч со снятием магнитограммы скачкообразного изменения горизонтальной составляющей магнитного поля (кривая 9). Путем сопостав- !р ления серии магнитограмм делают однозначное заключение о наличии цемента за колонной обсадных труб, характере распределения цемента, процессе затвердевания (с фиксированием нача- !5 ла и конца схватывания) и опреде- . ляют относительное количество несхватившегося цемента.

По интерпретации серии магнитаграмм до скачка можно. сделать сле- 20 дующие выводы: интервал цементирования 454-500 м, распределение цемента .за колонной труб неравномерное: на-. ибольшее количество цемента содержится в IV интервале, наименьшее — 25 в Е интервале; процесс затвердевания начинается во всех интервалах через 2 ч — начало схватывания и заканчивается через 1О ч — конец схватывания, 30

По сопоставлению фоновой магнитограммы и магнитограммы после "скачка можно сделать выводы: схватывание цементного раствора во всем объеме зафиксировано в интервалах Е и III, ка- З5 чество цементирования хорошее; во

ХХ интервале относительное количество несхватившегося цемента зна— чительно по отношению к всему количеству цемента, качество цементирова- 40 ния неудовлетворительное; в IV интервале относительное количество несхватившегося цемента незначительно по отношению к всему количеству. Это может быть связано с большим поглощением цемента породой. Качество цементироваиия хорошее или удовлетворительное, которое уточняется по результатам далънейших ГИС.

Добавление ферромагнитного вещест- 50 ва в цементный раствор осуществляют в. количестве, не ухудшающем технологических параметров раствора, и исходя из расчета увеличения горизонтальной составляющей величины магнитного по5 ла в исследуемом разрезе скважины

s 2-3 раза по сравнению с фоновыми значениями. В среднем объем добавляе.мого вещества составляет 0,05-0,17. от объема цементного раствора, Дис-. персность ферромагнитного вещества должна быть соизмерима с размерами заполнений для тампонажного цемента. Способ применим при залеганиИ пород в исследуемом разрезе скважины, относящихся по магнитной восприимчивости к средне- и слабомагнитным породам, а также.при использовании обсадных труб из немагнитного материала (немагнитная сталь, пластмасса и др.). Для подбора ферромагнетиков с заданной точкой Кюри могут быть применены сплавы редкоземельных магнетиков, например годолиния и диспрозия, По величине изменения горизонтальной составляющей магнитного поля судят о процессе затвердевания цемента. При достижении температуры, равной точке Кюри, в процессе экзотермической реакции в цементном растворе, ферромагнитные частицы становятся парамагнетиками,что приводит к скачкообразному изменению горизонтальной составляющей величины магнитного поля. По интерпретации серии магнитограмм до скачкообразного изменения величины магнитного поля определяют высоту подъема и характер распределения цемента. Далее производят сравнение двух магнитограмм, фоновой и после скачка и определяют интервалы некачественного схватывания цемента.

Так как ферромагнитные вещества закрепляются в цементном растворе, то положение их стабильно и величина горизонтальной составляющей магнитного поля по истечении времени затвердевания цементного раствора в исследуемом разрезе-скважины постоянна при сохранении первоначального количества цемента за обсадной колонной.

Поэтому по сопоставлению магнитограмм, записанных по истечении времени затвердевания цементного раствора (магнитограмма 8) и на любой стадии эксплуатации скважины, в одииаковых термометрических условиях можно определить изменения,в характере распределения и количестве цементного раствора за колонной обсад-. ных труб.

Применение способа поэволяетисключить использование радиоактивных веществ, обеспечить контроль за процессом отвердевания, определить характер

Составитель А. Рыбаков

Редактор М. Бланар Техред Л.Сердюкова Корректор М. Шароши

Заказ 1994 Тираж 484 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

15 распределения цемента за колонной обсадных труб.

I формулаизобретения

Способ определения качества цементирования обсадной колонны, включающий закачку цементного раствора с индикатором за колонну обсадных труб, регистрацию серии геофизических диаграмм в исследуемом разрезе скважины, сравнивание их и определение качества цементирования, о т л и ч а ю79989 6 шийся тем, что, с целью повыше-, ния .достоверности определения, в качестве индикатора используют недис" социирующие ферромагнитные вещества с точкой Кюри ниже пика температуры экэотермической реакции эатвердевания цемента, регистрируют магнитограммы горизонтальной составляющей величины магнитного поля, фиксируют скачкообразное изменение этой величины, по которой определяют качество цементирования.