Способ оценки герметичности эксплуатационной колонны нагнетательной скважины, оборудованной насосно- компрессорными трубами (варианты)

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности. Задачей изобретения является оперативное выявление наличия негерметичности эксплуатационной колонны (ЭК), включая и часть ЭК, перекрытую насосно-компрессорными трубами (НКТ) без уточнения места нарушения в интервале от устья скважины до воронки НКТ, и определение точного места нарушения ниже воронки НКТ. Способ предусматривает регистрацию расхода закачиваемой жидкости двумя расходомерами. Один устанавливают ниже воронки НКТ, а другой монтируют в нагнетательную линию автономного насосного агрегата (AHA), подсоединенного к затрубному пространству скважины. Перед началом работы расходомеры тарируют с помощью АНА, например, цементировочного типа ЦА-320м. Закачивание жидкости осуществляют этим же АНА в затрубное пространство скважины. О герметичности ЭК судят по соответствию показаний расходомеров за одно и то же время. По другому варианту оценки герметичности ЭК нагнетательной скважины, оборудованной НКТ, расход закачиваемой жидкости регистрируют расходомером, спущенным ниже воронки НКТ. С герметичности ЭК судят по соответствию расхода закачиваемой жидкости, зарегистрированного расходомером при том же давлении, что и при тарировании, расходу жидкости, произведенному АНА. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к области контроля разработки нефтяных и газовых месторождений, в частности к способам оценки герметичности эксплуатационной колонны нагнетательных скважин, оборудованных насосно-компрессорными трубами (НКТ).

Известен способ определения герметичности эксплуатационной колонны методом термометрии (см. патент Р.Ф. N 2121572, опубл. в БИ N 31, 98 г., E 21 В 47/00 "Способ исследования нагнетательных скважин").

Известный способ предусматривает измерение и регистрацию температуры при закачке и в процессе перехода от режима закачки к режиму отбора жидкости с интервалом во времени и сопоставление полученных термограмм. В каждом выявленном интервале аномалии температуры проводят два дополнительных измерения, причем первое при квазистационарном распределении температуры в стволе в процессе закачки. После остановки скважины и прекращения закачки проводят второе измерение в течение времени не более 2,5 мин. О нарушении герметичности эксплуатационной колонны судят по форме аномалии температуры при первом и втором измерениях или по отсутствию аномалии при первом и по наличию аномалии при втором измерениях.

Известный способ для своего осуществления требует больших затрат времени и труда, но наличие утечек в НКТ затрудняет получить однозначное заключение о герметичности эксплуатационной колонны.

Известен также способ определения заколонных перетоков в нефтегазовых скважинах, основанный на регистрации амплитуд шумов (см. патент по заявке N 94041117, Мкл. E 21 В 47/00, опубл. в Б.И. N 28, 96 г.).

Сущность способа заключается в следующем.

В области частот 10 - 1000 Гц регистрируют амплитуду шумов в обсадной колонне в виде графиков шумового процесса сейсмоприемником вертикальных колебаний, закрепленным на устьевом фланце колонны.

Способ лишен недостатков, присущих методу термометрии. Однако из-за различного рода помех в виде шумов (транспортных средств, работы соседних скважин, заколонных перетоков и пропусков жидкости через арматурные элементы скважин) использовать его в оценке герметичности эксплуатационной колонны во многих случаях не представляется возможным.

Известен способ оценки герметичности эксплуатационной колонны нагнетательных скважин методом расходометрии (см. книгу "Спутник нефтепромыслового геолога", справочник под редакцией И.П. Чоловского, М., "Недра", 1989 г.).

Сущность способа заключается в поинтервальном обследовании эксплуатационной колонны в процессе закачки воды в скважину. При этом равенство показаний расходомера в исследуемом интервале свидетельствует о герметичности колонны. А интервалы глубин, в которых происходит снижение показаний расходомера, свидетельствуют о наличие мест поглощения закачиваемой жидкости, то есть мест негерметичности эксплуатационной колонны.

Данный способ по технической сущности более близкий к предлагаемому и может быть принят в качестве прототипа.

Недостатком его является то, что методом расходометрии однозначно можно выявить лишь нарушения, находящиеся в интервале от кровли интервала перфорации до воронки НКТ, т.е. ниже воронки НКТ.

Задачей настоящего изобретения является создание способа, позволяющего оперативно выявлять наличие негерметичности эксплуатационной колонны скважин, включая и часть колонны, перекрытой НКТ, без уточнения места нарушения в интервале от устья скважины до воронки НКТ и определение точного места нарушения ниже воронки НКТ.

Поставленная задача решается описываемым способом, включающим регистрацию расхода закачиваемой жидкости расходомером, спущенным в скважину, ниже воронки НКТ.

Новым является то, что закачиваемая жидкость подается в затрубное пространство скважины, а регистрацию расхода закачиваемой жидкости осуществляют одновременно и дополнительно расходомером, установленным на устье скважины на линии закачки, после предварительного тарирования их с помощью автономного насосного агрегата, например, цементировочного, типа ЦА-320м. Причем закачивание жидкости осуществляют этим же насосным агрегатом.

О герметичности части эксплуатационной колонны, перекрытой НКТ, судят по соответствию расходов закачиваемой жидкости, регистрированных расходомерами за одно и то же время (фиг. 1).

При этом, тарирование расходомеров для решения поставленной задачи производят на специально обустроенном стенде, имитирующим работу расходомера в стволе эксплуатационной колонны. Прокачка жидкости при тарировании осуществляется автономным насосным агрегатом типа ЦА-320м с учетом приемистости нагнетательной скважины, подлежащей к исследованию.

По второму варианту поставленная задача решается также и тем, что в предлагаемом способе оценки герметичности эксплуатационной колонны нагнетательной скважины, включающим регистрацию расхода закачиваемой жидкости расходомером, спущенным в скважину ниже воронки НКТ.

Новым является то, что расходомер перед спуском в скважину предварительно тарируют при наперед заданном давлении с помощью автономного насосного агрегата, который осуществляет и закачивание жидкости в затрубное пространство скважины. При этом о герметичности эксплуатационной колонны судят по соответствию расхода закачиваемой жидкости, зарегистрированного расходомером, при том же давлении, что и при тарировании, расходу жидкости, произведенному насосным агрегатом.

Патентные исследования заявляемого объекта на новизну проводились в патентном фонде института "ТатНИПИнефть", ретроспективностью в 20 лет. Результаты патентного поиска показали, что способы, охарактеризованных такой совокупностью существенных признаков как у предлагаемого, отсутствуют. Следовательно, можно предположить, что заявляемое техническое решение обладает новизной и удовлетворяет критерию - изобретательский уровень. А его промышленная применимость подтверждается его описанием.

Приведенный рисунок на фиг. 1 поясняет суть изобретения, где изображена нагнетательная скважина, оборудованная НКТ, устьевой арматурой, а также изображены расходомеры, один из которых спущен через НКТ в скважину, а другой вмонтирован в нагнетательную линию насоса.

Предлагаемый способ осуществляют в следующей последовательности.

Расходомеры 1 и 2 сначала тарируют с помощью автономного насосного агрегата, например, цементировочного типа ЦА-320м с учетом приемистости нагнетательной скважины, подлежащей к исследованию. Затем расходомер - 1 на геофизическом кабеле - 11 спускают по НКТ - 3 в скважину - 4 и устанавливают ниже воронки - 5 на 2-3 м. А другой расходомер - 2 монтируют в нагнетательную линию - 6 насосного агрегата на устье скважины (не изображен).

К затрубному пространству скважины подключают нагнетательную линию насосного агрегата и запускают его в работу, т.е. под нагнетание жидкости. Закачку жидкости продолжают до установления рабочего режима, о чем судят по стабилизации режима работы расходомеров - 1 и 2. Затем одновременно каждым расходомером регистрируют расход закачиваемой жидкости в течение 5-10 мин. За указанный период времени закачивается 0,5-1 м³ жидкости. Показания от расходомера - 2, вмонтированного в нагнетательную линию агрегата по кабелю, подаются в регистрирующее устройство геофизической станции (не изображена). При этом, в случае негерметичности колонны, часть закачиваемой жидкости через прохудившийся ее участок - 7 уходит в заколонное пространство.

Таким образом, о герметичности части эксплуатационной колонны, перекрытой НКТ, судят по соответствию расхода жидкости, регистрированных расходомерами - 1 и 2 за одно и то же время. Герметичность остальной части эксплуатационной колонны, то есть в интервале от воронки НКТ до кровли перфорированного пласта - 8 определяется по показанию опущенного в скважину расходомера - 1. При этом в интервалах глубин, в которых происходят изменения, показания расходомера - 1 свидетельствуют о наличие мест негерметичности эксплуатационной колонны.

По результатам исследований, если колонна окажется негерметичной, бригада капитального ремонта скважин с помощью геофизической партии уточняет место повреждения ее (т.е. негерметичности) и производит ремонтные работы.

При втором варианте способа оценки герметичности эксплуатационной колонны скважины, оборудованной насосно-компрессорными трубами, поступают следующим способом.

Перед спуском расходомера - 1 в скважину его тарируют с помощью автономного насосного агрегата, например, цементировочного типа ЦА-320м при наперед заданном рабочем давлении существующего на скважине, подлежащей исследованию. Расходомер - 1 спускают в скважину на геофизическом кабеле - 11 и после подключения затрубного пространства скважины к нагнетательной линии - 6 насосного агрегата, с которым производилась тарировка расходомера. Затем производят закачку жидкости под давлением, равным давлению тарировки расходомера. После установления рабочего режима закачки производят регистрацию расхода жидкости расходомером, установленным ниже воронки НКТ на 2-3 м в течение времени, равном примерно 5-10 мин.

Зная производительность насосного агрегата, при давлении, равном давлению тарировки расходомера, ее сравнивают с расходом жидкости, зарегистрированного расходомером - 1. При соответствии расхода закачанной от агрегата жидкости и показания расходомера - 1 делают заключение о герметичности колонны.

Для осуществления процесса исследования устье скважины оборудуют арматурными задвижками - 9 и лубрикатором - 10.

Использование изобретения позволяет оперативно выявлять негерметичность эксплуатационной колонны и своевременно принять меры по ее устранению. При этом эффективность работы по оценке герметичности эксплуатационной колонны повышается кратно за счет упрощения технологии проведения исследований.

Формула изобретения

1. Способ оценки герметичности эксплуатационной колонны нагнетательной скважины, оборудованной насосно-компрессорными трубами (НКТ), включающий регистрацию расхода закачиваемой жидкости расходомером, спущенным в скважину, ниже воронки НКТ, отличающийся тем, что регистрацию расхода закачиваемой жидкости в затрубное пространство скважины осуществляют одновременно и дополнительным расходомером, установленным на линии закачки жидкости в затрубное пространство скважины, после предварительного тарирования их с помощью автономного насосного агрегата, например, цементировочного типа ЦА-320 м, причем закачивание жидкости осуществляют этим же насосным агрегатом, а о герметичности эксплуатационной колонны судят по соответствию расходов закачиваемой жидкости, зарегистрированных расходомерами за одно и то же время.

2. Способ оценки герметичности эксплуатационной колонны нагнетательной скважины, оборудованной насосно-компрессорными трубами, включающий регистрацию расхода закачиваемой жидкости расходомером, спущенным в скважину ниже воронки НКТ, отличающийся тем, что перед спуском в скважину расходомер тарируют при наперед заданном давлении с помощью автономного насосного агрегата, например, цементировочного типа ЦА-320 м, с помощью которого осуществляют и закачивание жидкости в затрубное пространство скважины, при этом о герметичности эксплуатационной колонны судят по соответствию расхода закачиваемой жидкости, зарегистрированного расходомером при том же давлении, что и при тарировании, расходу жидкости, произведенному насосным агрегатом.

РИСУНКИ

Рисунок 1