Способ определения негерметичности скважинных труб

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТВЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (ui861558 (61) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 170778 (21) 2644839/22-03 (g ) „3 с присоединением заявки ЙоЕ 21 В 43/00

Государственный комитет

СССР но.делам изобретений и открытый (23) Приоритет.(53) УДКбг2. 241 (088.8) Опубликовано 07,09,81. Бюллетень Ио 33

Дата опубликования описания 07.09,81 (72) Авт.оры изобретения

И.В.Роман и В.С.Сиятский

1 сс» ледоватейъский ости (71) Заявитель

Северо-Кавказский государственный и проектный .институт нефтяной п (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕГЕРМЕТИЧНОСТИ

СКВАЖИННЫХ ТРУБ

Изобретение относится к добыче нефти и газа, в частности к способам

1 исследования технического состояния эксплуатационных колонн.

Известен способ определения нарушений обсадных колонн, заключающийся в спуске специальных приборов или. в закачке различных индикаторов в остановленную предварительно задавленную скважину, с обязательным извлечением колонны муфтовых труб, или изоляцией работающего пласта путем установки висячих мостовых пробок 11)

СущественнЫм недостатком извест.ного способа являются длительные простои .скважины при исследовании технического состояния колонн °

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ определения негерметичности скважинных труб путем нагнетания воздуха в затрубное пространство с одновременным отбором продукции из скважины и анализом газовой смеси, выходящей иэ межколонного пространства (2).

Недостатком способа является то, что он не позволяет определить глу2 бины рассредоточенных нарушений и .характер их рассредоточения.

Целью изобретения является обеспечение определения многоточечных нарушений эксплуатационных колонн.

Поставленная цель достигается тем, что в процессе нагнетания воздуха регистрируют изменение во времени концентраций углеводородов в газовой смеси, выходящей из межколонного пространства, соответствующие моментам прорывов воздуха в нарушения, по которым определяют распределение нарушений по колонне.

Способ осуществляется s следующем порядке: выпускащт флюиды из межколоииого пространства, не прекращая добычи измеряют расход сбрасываемых из межколонного пространства флюидову измеряют концентрацию углеводородов в составе выпускаевых из межко» .лонного пространства газову нагнетают воздух в затрубное пространство; измеряют расход, давление и температуру нагнетаемого воздуха; по измеренным данным определяют глубины нарушений и характер их рас

30 средоточенияу

861558

Номер наруше" ний

Индикация кислорода в составе добываемых флюидов

Давление нагнетания на момент прорыва воздуха через нарушения, кгс/см1

Температура нагнетания воздуха оС

Время замера, ч-мин

Расход газа из межколонно

ro пространст ва

Подача воздуха комп рессором

Концентрация углеводородов в межколонном газе

380

150

Кислорода нет

8-00

9-40

15-50

2,0

7,0

70

160 390

180 400

200 410

То же

2,1

6,9

18-35

24-50

6,8

2,2

2,3

6.,6

f00 мин

290 мин

635 мин

1010 мин; проводят индикацию кислорода в добываемой продукции.

На фиг.1 изображена схема обвязки, оборудования для осуществления способау на фиг.2 - диаграмма изменения концентраций суммарных углеводородов

Pl межколонном газе.

Устье работающей нефтяной скважины обвязано по схеме, изображенной на фиг.1. Затрубное пространство 1

1 скважины связано с компрессором 2 типа ДКС 7/200А через блок измерения 3 параметров нагнетаемого воздуха. Межколонное пространство 4 связано с газокаротажной станцией 5 типа АГКС-4 узлом 6 замера расхода сбрасываемого газа. Рабочий выкид 7 скважины связан с индикатором 8 кислорода.

Скважина фонтанирует нефтью с дебитомР = 285 м /сут., Устьевое давление продукции P = 106 кгс/см 1

Устьевая температура продукции

Tq = 380 К

Исходные данные обрабатывают в нижеперечисленной последовательности: по изменениям концентраций суммар. ных углеводородов на диаграмме (см. фиг,2); зарегистрированной газокаротажной станцией, определяют время от начал нагнетания до прорыва воздуха в колонное пространством для первого нарушения для второго нарушения для третьего нарушения для четвертого нарушения по уменьшениям концентраций К yr1 леводородов в межколонном газе в момент прорыва воздуха в нарушения и измеренному расходу д . газа из

Давление в затрубном пространст-. ве Р = 150 «rc/ñì

Давление в межколонном простран стве Pse = 100 кгс/см

Скважина обсажена эксплуатационной колонной внутренним диаметром

Dgg =144 мм.

Скважина фонтанирует по колонне муфтовых труб наружным диаметром Внщ, =88,9 мм.

Иэ межколонного пространства выпускают флюиды в атмосферу и замеряют концентрации углеводородов в их составе и расходы флюидов.

15 В затрубное пространство компрессором 2 нагнетают воздух и замеряют его расход, давление и температуру.

Иэ продукции скважины отбирают газ и проводят индикацию наличия кислорода в его составе.

Измеренные данные приведены в таблице. ! межколонного пространства определяют утечки воздуха через нарушения: для 1 нарушения qe =0,40 нм /мин, для П нарушения Ч =0 32 нм /мин

Э для Ш qo=0,55 нм /мин, для 1У Ч4=0,62 нм /мин; определяют объемы воздуха, утекшие через вышележащие нарушения до прорыва его в очередное i-e нарушение по формуле у„ =Ч1 („ q)+Чg(1 Q+ ° ° ° +Ч. ( тогда V„=O, V> =76 нм; Ч =324 им Э у4=872 нм 1

Ъ опРВЙЬляют объемы воздуха у пон;, по65 данные в затрубное пространство сква

861558 жины к моменту прорыва его в каждое

i-e нарушение для первого нарушения Чн =Q t

=700 нм9, для второго нарушения Ч =Ч„.i+Qg (t<- . ) = 2011 нмэ, для третьего нарушения Ч =Ч„ +Q (t>-tg) =4357 нм, ДлЯ четвеРтого наРУшениЯ Чн4=Чя +

+Я, (й -t»t) =6639 нм 1 определяют полезные объемы Чпл воэ" ) духа, поданного в затрубное простран- 1 ство, участвующие в замещении газа в нем по формуле

"п» (н» Ч ч» тогда )ил = 700 нм > Vgg = 1934 нм ф 3

V

1 е,щ го

3» » Т .О м1 тогда "S< y 6,.65 м, Чф = 17,78 м, 25

Ъ

М%% =35,60 м, 1%4 = 50,4 м ; . определяют объем 1 пог.метра кольцевого пространства между лифтовой и обсадной колоннами .

Ч„=0,785 (ВЗ, -а„„,). Е.=0,0102 мМ 30

4 и определяют условную глубину нарушений по формуле

4»л- 652 Mg by= 1742 М;

Ь%= 3490 м; 4, = 4950 м; по найденным условным глубинам нарушений, использовав данные термометрирования лифта, находят рабочие температуры в местах нарушений

T =390оК Ту 400 К Т = 413 К, Т4= 422 К; определяют средние температуры воздуха в затрубном пространстве на момент прорыва его в нарушение по формуле 45 т. +т; м3.

-СР„ тогда Тсо= 385оК. Тср à 395о К; Тс0ф=

409aК: Мг»,. „416oK V по барометрической формуле лапласа-50

Бабине определяют давления в затрубном пространстве Р%». нарушений при прорыве в них воздуха

0 03415.ВЬ»

Р.. . с 55

М " » Tc0» тогда Р „«160 гс/см, Pe>D86 кг /см, P> "- 242 кгс/см, Р = 302 кгс/см

Ъ определяют среднее по глубине (давление Р о. воздуха в затрубном 60 пространстве на момент прорыва в k --e нарушение. р РВ. +Kai

СР» 2

45 тогда PCp„= 156 кгс/см 1

Pcpa= 174 кгс/см

Р,р 211 кгс/см

Я

РСО - 252 кгс/см

%, определяют объемы эатрубного пространства Ч%», замещенный воздухом на момент прорыва его в » -е нарушение по формуле тогдаЧ ;- ф,51 м ЧУ =16,55 м

29,95 м,Ч% - 37,70 м определяют фактические глубины нарушений ) ; по формуле

Ч%;

v„ тогда И„= 638 м, »1=1622 и, И%= 2938 м, И,р3190 м; определяют удельный вес Е каждого нарушения по формуле:

g g тогда 6» = 21,2 % | 6 =16 9%

6ь = 29,1%,64=32,8%

Обработка данных проведенных исследований показала следующую картину рассредоточения нарушений эксплуатационной колонны.

Номер нарушений 1 l) Ig 1У

Глубина, м 638 1622 2938 3690

Относительные размеры,% . 21,2 16,9 29,1 32,8

Информация о наличии кислорода в добываемой продукции используется следующим образом: отсутствие кислорода в составе продукции скважины указывает íà герметичность. лифтовых труб, что обес-, печивает максимальную точность определений по предлагаемому способу; . появление кислорода в продукции скважины указывает на утечку нагнетаемого воздуха нэ затрубного пространства во внутритрубное через неплотнос. ти лифтовых труб, и на увеличение погрешности определений по применяемому способу. расчеты положения зоны раздела . воздух-газ в эатрубном пространстве на момент появления кислорода в продукции скважины дадут положение вер ха неплотностн лифтовых труб.

Формула изобретения

Способ определения негерметичности скважинных труб путем нагнетания воздуха в затрубное пространство с рдновременным отбором продукции из

/скважины и анализом газовой смеси, ! выходящей из межколонного пространства, отличающийся тем, что, с целью обеспечения определения многоточечных нарушений эксплуата,ционных колонн, в процессе нагнета861558. ния воздуха регистрируют изменения во времени концентраций углеводородов в газовой смеси, выходящей из межколонного пространства, соответствукщие моментам прорывов воздуха в ваФуаяеиия, по которым определяют уаФйределение нарушений по колонне.

Иоточники информации, принятие во внимание при экспертизе

1. Сидоров И.A. Восстановление герметичности обсадных колонн в нефтяных и газовых скважинах, серия " Бурение ", ВНИИОЭНГ, М., 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 176218, кл. Е 21 В 43/00, 1964 (прототип).

861558 бщФ

Составитель A.Íàçàðåòoâà

Редактор С.Титова Техред Ж.Кастелевич Корректор Г.Огар

Заказ 8756/30 . Тираж 630 Подписное

BHHHIlH Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4