Способ определения качества цементирования скважин

 

Назначение: изобретение относится к строительству и эксплуатации нефтяных и газовых скважин, в частности к определению заколонных флюидоперетоков в эксплуатационных, разведочных, технологических и другого назначения скважинах. Сущность изобретения: способ основан на проведении гамма-каротажа с использованием радиоизотопов. При этом для определения герметичности крепления скважины используют газообразный радиоактивный изотоп, вырабатываемый генератором радиоизотопов в кольцевом пространстве скважины. Использование предлагаемого способа позволяет предотвратить загрязнение окружающей среды. Генератор газообразных радиоизотопов имеет неограниченную продолжительность жизни и вырабатывает газообразные радиоизотопы при любых температуре и давлении.

Изобретение относится к строительству и эксплуатации нефтяных и газовых скважин, в частности к способам определения заколонных флюидоперетоков в эксплуатационных, разведочных, технологических и другого назначения скважинах.

Известно, что в процессе бурения и эксплуатации скважин возникают заколонные перетоки по каналам, образовавшимся из-за некачественного цементирования или другим причинам. Флюидоперетоки могут проявлять себя как выходом на дневную поверхность, так и перетоком из одного пласта в другой.

Ликвидация такого рода осложнений вызывает ряд трудностей из-за несовершенства способов определения флюидоперетоков: распознавания объектов проявлений, направления движения флюидов и возможных каналов миграции.

Известные способы исследования скважин, проводимые методами электро-, радио-, акустического и термокаротажа, не позволяют выявить миграционные пути и источники проявлений. Выводы при этом строятся на сложной интерпретации и порой носят противоречивый характер.

Метод радиоактивных индикаторов используют для определения мест поглощения бурового раствора в скважине, для обнаружения мест затрубной циркуляции воды, для контроля технического состояния скважин и для других целей. По этой методике цементный раствор, буровой раствор или песок метят радиоактивными изотопами. Затем регистрируются кривые гамма-излучения до и после введения в скважину радиоактивных носителей. По изменившимся значениям активности определяют места поглощения радиоактивных носителей.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ определения качества цементирования скважины, заключающийся в проведении гамма-каротажа с использованием радиоизотопов, находящихся за обсадной колонной [1] Однако этот способ не позволяет определять наличие трещин, каналов и пустот. Поскольку изотопы, как твердые частицы, зафиксированы после образования цементного камня в определенных точках, возможность их перемещения невозможна.

Целью изобретения является определение характеристики качества цементирования, его монолитности или наличия нарушений трещин, каналов, пустот.

Для достижения цели в способе определения качества цементирования скважины, заключающемся в проведении гамма-каротажа с использованием радиоизотопов, находящихся за обсадной колонной, герметичность крепления скважины определяют газообразным радиоизотопом, вырабатываемым радиоисточником.

Предложенный способ обеспечивает получение необходимой информации о возможных путях миграции пластового флюида, что дает возможность до начала осложнения прогнозировать и принимать необходимые профилактические методы.

В качестве генератора радиоизотопов используют вещество (жидкое или твердое) с радиоизотопами. Вещество помещают в металлическую капсулу. Капсулу устанавливают в технологической оснастке обсадной колонны и опускают в скважину.

После цементирования обсадной колонны фиксируют изначальные, фоновые показания наличия радиоизотопов на необходимой глубине. Затем через заданный период времени проводят контрольные замеры, указывающие на наличие или отсутствие флюидопроявлений.

Выбор активности генератора и все работы на скважине ведет в соответствии с требованиями радиационной безопасности НРБ-76/87 и основными санитарными правилами работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений ОСП-72/87.

Указанное вещество с радиоизотопами является генератором (материнским веществом), вырабатывающим при любых температурных и пластовых условиях скважины легкоподвижный газообразный (дочерний) активный изотоп. Длительность работы генеpатора рассчитана на срок жизнедеятельности скважины и происходит в межколонном или заколонном пространстве. Генератор является постоянно действующей точкой отсчета (постоянной меткой).

П р и м е р. В качестве генератора радиоизотопов используют радий-226. Расчетное количество вещества с радием помещают в открытую металлическую капсулу, которую устанавливают и фиксируют в засверление стопорного кольца пружинного фонаря центратора обсадной колонны и опускают в скважину. Размеры капсулы определяются зазором между стенкой скважины и обсадной колонной и могут быть диаметром 3-7 мм, высотой 30-40 мм. После цементирования обсадной колонны проводят геофизические исследования и определяют изначальные, фоновые показания. Через определенное время, т.е. когда произойдет наработка газового вещества (радона), проводят повторный контрольный замер, который в случае наличия каналов, трещин или движения флюида позволит распознать начало возможного осложнения внутри скважин.

Использование предлагаемого способа позволяет предотвратить загрязнение, так как генерируемый радиоизотоп имеет короткий период полураспада. Генератор газообразных радиоизотопов имеет неограниченную продолжительность жизни и вырабатывает газообразные радиоизотопы при любых температуре и давлении (при любых скважинных условиях).

Формула изобретения

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАЧЕСТВА ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ СКВАЖИН, заключающийся в проведении гамма-каротажа с использованием радиоизотопов, находящихся за обсадной колонной, отличающийся тем, что герметичность крепления скважины определяют газообразным радиоизотопом, вырабатываемым радиоисточником.