Способ определения герметичности эксплуатационной колонны

 

Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к способам определения герметичности эксплуатационной колонны нефтяной скважины. Сущность изобретения заключается в том, что компоновку, состоящую из пакера, дистанционного и автономного манометров, гидравлического якоря, опускают в скважину на геофизическом кабеле и исследуют скважину поинтервально снизу вверх и сверху вниз, при этом автономный манометр связан с якорем и контролирует герметичность пакера, который имеет канал для передачи давления жидкости на якорь. Изобретение обеспечивает упрощение конструкции , снижение металлоемкости, надежность герметизации и контроль за работой гидромеханического пакера. 2 ил., 1 табл.

Одной из важнейших задач в нефтепромысловой практике является обнаружение нарушений герметичности обсадной колонны.

Для этой цели применяются геофизические методы, такие как термометрия, расходометрия, электромагнитная дефектоскопия, акустическая телеметрия и др. (см. 2.3.4). Однако в определенных ситуациях они не эффективны. Более надежными являются промысловые методы опрессовки колонны, но они требуют больших затрат, кроме того, отсутствует контроль за герметичностью цементного моста, засыпанного песком интервала перфорации и установленного пакера.

Более информативным и дешевым методом является метод опрессовки эксплуатационной колонны с применением оборудования испытателя пластов на бурильных трубах КИИ-95, при котором осуществляется контроль герметичности пакера и регистрация процесса опрессовки на диаграмме. Данное руководство составлено и утверждено в 1989 году. Авторы: Кудашев П.М. и др.(1).

Однако данный способ требует больших затрат при опрессовке поинтервально эксплуатационной колонны снизу вверх на спуско-подъемную операцию (СПО), большую металлоемкость, большие затраты труда при доставке пакера в нужный участок скважины, связанной с применением НКТ.

Целью изобретения является повышение надежности работы способа определения герметичности эксплуатационной колонны, упрощение конструкции, снижение металлоемкости, дешевизна операции, надежность герметизации и контроль за работой гидромеханического пакера, гидравлического якоря, цементировочного агрегата, возможность поинтервальной опрессовки колонны снизу вверх или сверху вниз за счет перемещения пакера на геофизическом кабеле.

Сущность изобретения состоит в том, что в способе определения герметичности эксплуатационной колонны, включающей спуск в скважину компоновки, состоящей из пакера, дистанционного и автономного манометров, герметизацию устья скважины лубрикатором и опрессовочной головкой цементировочного агрегата, отключение перфорированного пласта за счет пакеровки и для определения герметичности эксплуатационной колонны, повышение давления на устье с помощью цементировочного агрегата с регистрацией дистанционным манометром, компоновку опускают в скважину на геофизическом кабеле, при этом в состав компоновки включают гидравлический якорь, связанный с автономным манометром, контролирующим герметичность пакера, который имеет канал для передачи давления жидкости на якорь от цементировочного агрегата, а исследования на герметичность производят поинтервально снизу вверх и сверху вниз.

На фиг. 1 изображен способ определения герметичности эксплуатационной колонны. На геофизическом кабеле 1 опускается электроприбор (двигатель) 2 с редуктором 3, дистанционным манометром 4, который контролирует давление над пакером. Гидромеханический пакер 5 содержит в себе конусную втулку 9 с резьбой, которая взаимодействует резьбой на оси 8. При вращении оси 8 корпусная втулка 9 распирает пакер. Жидкость от цементировочного агрегата подается по сквозному каналу 10 в корпус гидравлического якоря 6. С гидравлическим якорем жестко связан автономный манометр 7, который контролирует давление под пакером.

На фиг. 2 изображены показания манометров позиций 4 и 7. В случае "б" показана негерметичность колонны под пакером.

Способ осуществляется в следующей последовательности. На кабеле 1 опускается электроприбор 2 с редуктором 3, дистанционным манометром 4, который жестко соединен с гидромеханическим пакером 5, якорем 6, автономным манометром 7.

Устье скважины герметизируется лубрикатором, опрессовочной головкой для цементировочного агрегата.

Агрегат обеспечивает плавный подъем давления, а по кабелю с пульта управления подается напряжение на электроприбор, вызывающее вращение двигателя, мощность которого подается на редуктор, а с редуктора на ось 8.

При вращении оси 8 конусная втулка 9 движется вовнутрь эластичного элемента пакера 5, происходит радиальное увеличение диаметра пакера.

Одновременно от цементировочного агрегата давление жидкости передается по сквозному каналу 10 в корпус гидравлического якоря 6. Заякарение осуществляется в результате подачи давления, плашки выдвигаются наружу в радиальном направлении и внедряются в стенку эксплуатационной колонны, что обеспечивает надежную пакеровку, и отсутствует возможность перемещения пакера вниз при создании давления для определения герметичности эксплуатационной колонны.

Автономный манометр 7 жестко связывается с якорем 6 и контролирует герметичность пакера и регистрирует пластовое давление под пакером (см. фиг. 2).

Дистанционный манометр регистрирует изменение (рост) давления в колонне, создаваемое цементировочным агрегатом и его последующее значение во времени при закрытом кране на устье опрессовочной головки.

Манометры должны быть рассчитаны на регистрацию давления P_р =P_г + P_и, где P_г - гидростатическое давление столба жидкости; P_и - избыточное давление, создаваемое агрегатом.

При опрессовке давление внутри обсадной колонны должно создаваться из расчета превышения не менее чем на 10% максимально возможного в ней давления, возникающего при определении и ремонте скважины, и не ниже величин, указанных в таблице.

Колонна считается выдержавшая испытания на герметичность, если нет снижения давления в течение 30 минут или давление за это время снижается не более чем на 0,5 МПа при давлении испытания выше, чем 7,0 МПа и не более чем на 0,3 МПа при давлении испытания ниже 7,0 МПа.

Колонна считается негерметичной, если падение давления может быть вызвано негерметичностью пакера или колонны, что в ряде случаев можно установить по диаграмме манометров 4 и 7 (см. фиг. 2, случай б).

После испытания колонны на герметичность отключается цементировочный агрегат стравливания давления на устье скважины, освобождается сальниковое устройство на лубрикаторе, полностью разгерметизируется устье скважины.

По кабелю подается напряжение на электроприбор, вызывающее вращение двигателя в обратном направлении, конусная втулка движется вверх и выходит из эластичного элемента пакера.

Эластичный пакер принимает первоначальную форму, а в гидравлическом якоре после стравливания давления на устье скважины плашки возвращаются в исходное положение под действием пружины и происходит освобождение якоря.

При необходимости возможно таким способом повторить процесс снизу вверх и наоборот сверху вниз, поинтервально через определенный интервал исследования колонны на герметичность, перемещая геофизическим кабелем всю компоновку (фиг. 1).

Источники информации 1. ЕМЕЛЬЯНОВ В.Д. и др., Руководство по применению испытателей пластов на трубах для определения герметичности эксплуатационных колонн, Бугульма, ПО ТАТНЕФТЕГЕОФИЗИКА, 1989.

2. А.с. N 1810516, МКИ E 21 В 47/00, 1990 г.

3. А.с. N 1680965, МКИ E 21 B 47/00, 1988 г.

4. Пат. США N 4926880, МКИ G 01 M 3/18, 1988 г.

Формула изобретения

Способ определения герметичности эксплуатационной колонны, включающий спуск в скважину компоновки, состоящей из пакера, дистанционного и автономного манометров, герметизацию устья скважины лубрикатором и опрессовочной головкой цементировочного агрегата, отключение перфорированного пласта за счет пакеровки и для определения герметичности эксплуатационной колонны, повышение давления на устье с помощью цементировочного агрегата с регистрацией дистанционным манометром, отличающийся тем, что компоновку опускают в скважину на геофизическом кабеле, при этом в состав компоновки включают гидравлический якорь, связанный с автономным манометром, контролирующим герметичность пакера, который имеет канал для передачи давления жидкости на якорь от цементировочного агрегата, а исследования на герметичность производят поинтервально снизу вверх и сверху вниз.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3