Способ выделения интервалов заколонного сообщения

 

:.. .::::, ",.".", I О П И С А Н И Е

<11968361

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 25. 09. 80 (21) 3217815/22-03 с присоединением заявки ¹ 1 М К з

Е 21 В 47/10

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 2310.82 ° Бюллетень ¹ 39 (33) УДК 550.832. .44(088.8) Дата опубликования описания 23.10.82

Б.И.Кирпиченко, A.A.Cåðæàíòîí и A.Ã.Кунлвин».,. (72) Авторы изобретения.Всесоюзный научно-исследовательский и проектн конструкторский институт геофизических иссле геологоразведочных..скважин йАТЕНТНФ-.

ТЕХНИ%РГЫАй ваний (71) Заявитель

%ЫмИОТ Ч и (54) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ИНТЕРВАЛОВ ЗАКОЛОННОГО

СООБЩЕНИЯ

Изобретение относится к области промыслово-геофизических исследований скважин и может быть использовано при изучении качества изоляции пластов для оценки причин некачестве ного цементирования по предварительнь1м результатам испытания некоторых нефтегазоносных объектов.

Известен способ определения заколонного сообщения, основанный на регистрации амплитуд акустических продольных волн по колонне одновременно с повышением давления в скважи не )13.

Недостатком способа является невозможность определения эаколонного сообщения в случае каналов, раскрЫ- тость которых меньше задаваемой деформации колонны..

Известен способ выделения зако. — . лонного сообщения по изменению шумового поля в процессе .возникновения потока жидкости под действием искусственного или естественного (например самопроизвольный .излив) перепада давления между пластами (2 )..

Недостаток э гого способа состоит в необходимости проведения исследова ний под давлением, т.е. при наличии устройства, уплотняющего кабель на устье, при отсутствии такой возможности способ реализуется только з .скважинах, где существует поток жидкости за счет перепада давления в

H эаколонном пространстве.

Известен также способ акустического каротажа скважин, основанный на периодическом возбуждении шумового . акустического поля и измерении в каждом цикле кривой спада поля в нескольких точках (3 ).

Недостатком данного способа является отсутствие условий для возникновения эакалонного потока под дей-. ствием вОэбужденного поля в.случаях большого гидросопротивления в иэу чаемых каналах (десятки кгс/см ).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому. результату к изобретению является методика оценки фильтрационных свойств .заколонно го пространства по градиенту изменения амплитуд продольных волн по колонне (A ) so время действия изменяющегося давления в скважине. При этом малая проницаемость определяется по относительному. уменьшению скорости восстановления А< (4).

Недостатком известного способа является неизвестное влияние на наб 968361

60 людаемый процесс кроме скорости ради альной фильтрации еще и скорости вертикальной фильтрации, влияние которой на радиальную фильтрацию мало лишь.при относительно больших расходах вертикального потока. 5 (Целью изобретения является повышение точности выделения интервалов за счет учета радиальной и вертикальной проницаемости заколонного пространства. 10

Указанная цель достигается тем, что производят одновременные измерения амплитуд шума и продольной волны по колонне во времени после окончания возбуждения импульса движения до установления постоянных значений измеряемых величин, повторяют измерения при укаэанных условиях в нескольких участках исследуемого интервала и по соотношению между длительностями времен установления ампли, туд волны по колонне и амплитуд шума судят о радиальной и вертикальной проницаемости участка заколонного пространства. 25

На фиг. 1 показаны схематические графики изменения амплитуд .продольной волны по колонне Ак и амплитуд шума Ащ после окончания изменения импульса давления в случаях малой

:и большой проницаемости; на фиг. 2 цементограмма амплитуд Ак, характеризующая эаколонное сообщение (двойная штриховка), где 1 — замер-беэ давления, 2 — замер при давлении, 3 — интервал перфорации.

В основу способа положены следующие известные представления: эаколонное сообщение может иметь как радиальную составляющую фильтрации (от пласта к цементному кольцу 40 или обратно), .так и вертикальную составляющую (по каналам); проницаемость заколонного пространства по указанным направлениям практически всегда. различна, в связи 45 с чем различно и время соответствующей фильтрации жидкости; эаколонная фильтрация (или поток) может быть отмечена по изменению характЕристик звукового и акустического полей, так, например, характер контакта цемента с колонной (по А ) наиболее сильно изменяется при изменении радиального перепада давления на цементное кольцо, амплидута шума — при изменении вертикаль..ного потока.

Способ осуществЛяют, следующим образом.

Скважинный акустический прибор устанавливают в участке изучаемого интервала вблизи перфорации. (на расстоянии 1-2 м от нее) и производят возбуждение импульса давления с помощью агрегата ЦА-400, подключенного

-к устью скважины, или другим мощным 65 источником (например взрывным, расположенным .вблизи интервала исследования). Импульс давления должен .быть достаточно коротким, чтобы исключить излив большого количества жидкости из скважины, и в то же время достаточно мощным,. чтобы в короткое время изменить перепад давления в заколонном пространстве. Такой импульс с помощью ЦА-400 на 4-й скорости при прикрытой центральной задвижке может быть создан в течение

5 с. Включение прибора (начало записи) производят концом заднего фронта импульса давления (точка О на фиг.1) или.с некОторым опережением относительно него. Регистрацию амплитуд шума Аш и амплитуд Ак во времени производят при автоматической .протяжке ленты наземного .фоторегистратора до полного установления регистрируемых акустических параметров А и Аш, Определенное запаздывание установления на времена Тд„и Т,„(рис. 1) обусловлено обратной фильтрацией жидкости, первоначально перемещенной в заколонное пространство при положительном импульсе давления.

Указанное запаздывание установления амплитуд шума 7 „, (фиг. 1) обусловлено вертикальным потоком жидкости в зону фильтра, запаздывание установления амплитуд волны по колонне Тдк (фиг. 1) - радиальной фильтрацией через цементное кольцо.

Отношение времен установления с,„ lf. характеризует соотношение между вер-,. тикальной и радиальной проницаемостью заколонного пространства. Поскольку радиальная проницаемость цемента обычно мала по. сравнению с вертикальной проницаемостью заколонного пространства и изменяется незначительно (в пределах единиц и десятков миллидарси), при известном указанном соотношении можно оценить и порядок величииы.вертикальной проницаемости.

На фиг. 1 показаны графики .в интервале с малой вертикальной проницаемостью и с большой вертикальной прончцаемостью.

Если вертикальная проницаемость значительно больше радиальной, наблюдаемое изменение амплитуд A<,характеризующее радиальную фильтрации, которое определяется только радиальной проницаемостью, так.как происходит при полном перепаде давления, действующего на цементное кольцо. Если. вертикальная проницаемость меньше радиальной, наблюдаемое изменение амплитуд А происходит при неполном перепаде давления и определяется,в основном, вертикальной проницаемостью.

Таким Образом, при уменьшении вертикальной проницаемости скорость радиальной, фильтрации также уменьшается. этот признак может быть ис968361 пользован для выделения участка с наименьшей вертикальной проницае мостью (например по наибольшему времени установления амплитуд A ).

При реализации способа с использованием короткого импульса давления, 5 задаваемого с поверхности, показано, что общее время обратной фильтрации в производственных скважинах может, составлять величину порядка 50 с по шуму и порядка 300 с по амплиту- 10 дам А>. Показано и постепенное закономерное увеличение вертикальной проницаемости по мере приближения к интервалу перфорации.

Совместное использование рекомендуемых параметров позволяет даже при приближенной обработке оценить нижний предел вертикальной проницаемости заколонного пространства (например по расчету радиальноя 20. проницаемости ненарушенного цементного кольца в случае соизмеримости темпа радиальной и вертикальной фильт . рации, а также верхний предел вертикальной проницаемости (характеризуемый наименьшим временем установления амплитуд шума до нуля.в интервале с известным расходом жидкости, вызывающим турбулентный шумящий поток (фиг.1).

Отсутствие видимых запаздываний изучаемых процессов указывает на полную изоляцию заколонного пространства или на отсутствие приемистости.

Экономическая эффективность способа максимальна при совмещении исследований с каким-либо производственным технологическим Процессом (например с перфорацией). При этом упрощается обычная при исследованиях под давлением технология работ за счет исключения операции уплотнения кабеля 40 устьевым сальником, возрастает оперативность исследований.

Кроме того, комплексное изучение заколонной фильтрации (по амплитудам

А и шу а ) позволяет оценить величинуу 45 верник ьной фильтрации, характер . дефект в цементирования и причины

I их образования и тем самым более обоснованно предопределить возможный результат изоляционных работ. Выделе- 50 ние участка с наименьшей проницаемостью дает возможность целенаправлен нЬго изменения .технологии ремонтноиэоляционных работ с целью повышения их эффективности, в частности исключается заведомо неэффективные, ремонты.

Формула изобретения

Способ выделения интервадов зако", лонного сообщения, включающий возбуждение заколонного потока импульсов давления в скважине и измерение амплитуд продольной волны по колонне в процессе изменения давления,,о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности выделения интервалов эа счет учета радиальной и .вертикальной проницаемости заколонного . пространства производят одновременные измерения амплитуд шума и продольной волны по колонне во времени после окончания возбуждения импульса двйжения до установления постоянных значений измеряемых величин, повторяют измерения при указанных условиях в нескольких участках исследуемого интервала и по соотношению между длительностями времен установления амплитуд волны по колонне и амплитуд,. шума судят о.радиальной и вертикальной проницаемости участка эаколонного пространства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 447503, кл. Е 21 В 47/10, 1974.. .2. Кирпиченко Б.И., Сержантов A.A

Тимошин Г.Б. и др. Использование.акустических методов при испытании разведочных скважин, ВНИИОЭНГ..Нефтегазовая геология и геофизика . Вып. 7, М. 1979, с. 39-41.

3. Авторское. свидетельство СССР

Р 616605, кл. G 01 V 1/40, 1976.

4. Временное методическое руковод-. ство по определению изоляции эатруб-. ного пространства акустическим методом в процессе задаваемого изменения давления в скважине. ВНИИГИС Рота» принц. Октябрьский ГВЦ, 1974, с. 37.

96836,1

Р=О 73-1ю, пл мр рорации

Фиг. Г

ВНИИПИ Заказ 8071/54

Тираж 623 Подписное

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