Способ испытания скважины на герметичность

 

Изобретение относится к строительству и эксплуатации нефтяных и газовых скважин, в частности к контролю герметичности затрубного пространства в эксплуатационных, разведочных и другого назначения скважинах. Техническим результатом является повышение контроля герметичности затрубного пространства в скважинах. Способ основан на проведении гамма-каротажа, закачке в скважину мягкого меченого снаряда, состоящего из 3-х секций: очищающей, индикаторной и разделяющей, и определении интервалов нарушения герметичности обсадной колонны по повышению интенсивности гамма-активности. 1з.п. ф-лы.

Изобретение относится к строительству и эксплуатации нефтяных и газовых скважин, в частности к контролю герметичности внутритрубного пространства в эксплуатационных, разведочных, наблюдательных и другого назначения скважинах.

Известны способы контроля герметичности внутриколонного пространства, основанные на проведении фонового гамма-каротажа, закачке индикаторной жидкости в контролируемую зону. воздействии на нее давлением, смещении в другой интервал или вымыве из скважины и измерении остаточных эффектов (Руководство по применению промыслово-геофизических методов для контроля за разработкой нефтяных месторождений. - М.: Недра, 1978. - С. 66-67).

Однако при высокой чувствительности к небольшим утечкам жидкости указанные способы неоперативны, могут давать ложные гамма-эффекты, сформированные за счет адсорбции короткоживущих продуктов распада либо процессами массообмена. Необходимо утилизировать большие обмены индикатора, что снижает экологичность способа.

Известен способ использования гелей - композиционного материала - для освобождения продуктопроводов от загрязнений, воды и т.д. Гелевая разделительная пробка состоит из 3-х частей (головной, центральной и хвостовой), включающих высокомолекулярный полимер, соли минеральных кислот, воду и специальные добавки, регулирующие скорость сшивания полимера (Трубопроводный транспорт нефти. -1996. - N10. - С. 10-11).

Наиболее близким к предлагаемому является способ определения качества цементирования скважин ( RU 2054537, Е 21 В 47/00). Способ основан на проведении гамма-каротажа с использованием радиоизотопов для определения герметичности заколонного пространства.

Недостатком этого способа является то, что обнаружить движение жидкости за колонной можно только при образовании в зоне установки "метки" развитой системы сообщающихся трещин в цементном камне, что реализуется в основном на поздней стадии прогнозирования перетока.

Предлагаемый способ испытания скважины на герметичность основан на проведении гамма-каротажа с использованием радиоизотопов и закачке в межтрубное пространство НКТ или бурильных труб - обсадная колонна мягкого меченого снаряда (ММС), формируемого из трех секций: нижней - очищающей, средней - индикаторной и верхней - разделяющей, каждая из которых выполняет свою физическую функцию воздействия на рабочую среду и стенку обсадной колонны и НКТ.

Очищающая секция представляет собой прочную упругую пластичную гелиевую композицию, обеспечивающую вытеснение среды и очистку внутренней поверхности обсадной колонны от загрязнений и способствует открытию сквозных микроканалов и их регистрации.

Индикаторная секция представляет собой высококонцентрированную смесь радионуклида с меченой рабочей средой, при этом за счет ограниченности объема меченой среды пусковая активность радионуклида снижается до минимально возможной.

Разделяющая секция - прочная полимерная композиция, которая предотвращает проникновение меченой рабочей среды за пределы активной зоны (индикаторной секции).

Мягкий меченый снаряд пропускается через межтрубное пространство скважины с заданной скоростью и, параллельно, вслед за перемещением снаряда, проводится гамма-каротаж, по результатам сравнения которого с фоновым гамма-каротажом определяется место негерметичности затрубного пространства. По окончании исследований мягкий меченый снаряд поднимается из скважины на поверхность, где подвергается дегазации, улавливается, концентрируется и подготавливается для повторного применения.

При движении мягкого меченого снаряда в межтрубном пространстве (или стволе) скважины возникает эффект Вейбенберга (возникновение нормальных напряжений), что позволяет ММС двигаться с высоким расклинивающим усилием и при преодолении местных сопротивлений постоянно полностью перекрывать сечение трубы.

Принципиально технология реализуется в следующей последовательности: в реакторе (смесителе) приготавливается композиционный материал с заданным процентным содержанием компонентов, приготовленный гель поочередно закачивается в камеру пуска, где формируется ММС. Сформированный в камере пуска ММС направляется в скважину. Общий композиционный химический состав гелей идентичен, кроме очищающей секции.

Гель состоит из: 1) основного компонента - высокомолекулярного соединения; 2) солей минеральных кислот; 3) воды; 4) специальных добавок - химических реагентов, обеспечивающих скорость "сшивания" молекул, время сохранения эксплуатационных свойств, заданных физических свойств композиционного материала; 5) в компонентный состав очищающей секции добавляют наполнители - абразивные материалы, обеспечивающие подготовку поверхности обсадной колонны к проведению испытаний.

Оптимальное соотношение компонентов определяется экспериментально, конкретно для каждой секции и скважины.

В качестве высокомолекулярного соединения применяется полиакриламид.

В данное время применяются и другие ММС как с линейной, так и с циклической структурой мономера.

Физические свойства композиционных гелей - плотность, адгезия, адсорбция и т. д. не являются величинами постоянными и определяются конкретными условиями.

Радиометрирование индикатора проводится путем ГК. Датчик размещается в бурильных трубах или НКТ.

Датчик движется с заданной скоростью на расстоянии до 50 м за снарядом. Негерметичность (локальная течь) определяется по интенсивности излучения индикатора, проникшего за пределы обсадной колонны в тампонажный камень или горную породу.

В качестве индикатора применяется радионуклид криптон-85, активность которого составляет величину не более 0,5 Ки (20 ГБК). Применение такой величины активности радионуклида гарантирует отсутствие осложнений с обеспечением радиоэкологической безопасности при испытании скважины.

Формула изобретения

1. Способ испытания скважины на герметичность основанный на проведении гамма-каротажа и определении интервалов нарушения герметичности обсадной колонны по повышению интенсивности гамма--активности, отличающийся тем, что в скважину закачивают мягкий меченый снаряд (ММС), состоящий из трех секций, нижней очищающей, которую выполняют в виде прочной упругой пластичной гелиевой композиции, средней индикаторной в виде высококонцентрированной смеси радионуклида с меченой рабочей средой, содержащей в качестве гамма-активного индикатора криптон-85, и верхней разделяющей в виде прочной полимерной композиции.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что скорость продавливания ММС в затрубном пространстве равна скорости движения датчика измерения гамма-каротажа, удаленного на расстояние до 50 м от средней индикаторной секции.