Скважинный акустический телевизор CAT

Предназначен для получения изображения стенки скважины методом ультразвуковой эхо-ло- кации. Применяется в скважинах, заполненных глинистым раствором без утяжелителей плотностью 1,25г/см3, водой любой минерализации или нефтью. Аппаратура работает на любом каротажном кабеле.

Разрешающая способность зависит от длины волны излучателя. Амплитуда принятого отражённого сигнала определяется волновым сопротивлением Z = S v стенки скважины и затуханием сигнала в растворе скважины и составляет примерно 0,01 от амплитуды импульса излучения.

Ультразвуковой элемент из пьезокерамики вращается в горизонтальной плоскости специальным устройством. Для гашения акустических импульсов противоположной стороны использован демпфер. Излучатель помещён в маслонаполненную оболочку, обеспечивающую акустическую связь со скважиной. Скорость вращения 3—4 об/ сек.

Частота импульсов 1,4-1,6 кГц, 400-500 сигналов за один оборот. Длительность тактовых импульсов 0,6 мкс. Скорость подъёма прибора 20 м/ч. Отражённый сигнал принимается тем же преобразователем (переключённым к этому времени в режим приёма). При вращении преобразователя вокруг своей оси последовательно исследуется поверхность скважины в горизонтальной плоскости.

Если удельный вес раствора становится более 1,25 г/см3, сигнал уменьшается. В обсаженных скважинах акустический телевизор применяют для изучения интервалов перфорации обсадной колонны (рис. 2.11), выявления мест её порывов, интенсивной коррозии и т. п. (перфорационные отверстия обведены кружочками. Нижний заряд (обозначен крестиком) отверстие не пробил).

Записи акустического телевизора в необсаженной скважине и в колонне в интервале перфорации

Рис. 2.11. Записи акустического телевизора в необсаженной скважине и в колонне в интервале перфорации

Акустический телевизор малого диаметра АВК-42М позволяет получать видеоизображение внутренней поверхности стенки скважины в двух параметрах: амплитудном и временном. Используется принцип регистрации изменений отражающей способности внутренней поверхности при сканировании колонны ультразвуковыми импульсами и времени прихода отражённых эхоимпульсов. Прибор позволяет получать в акустическом диапазоне развёрнутое изображение поверхности стенки скважины, заполненной негазированной промывочной жидкостью или нефтью, без всевозможных механических примесей и утяжеляющих добавок. Полученные видеограммы используются для обнаружения каверн, трещин, интервалов коррозионного повреждения обсадной колонны, определения мест муфтовых соединений труб, количества и местоположения перфорационных отверстий.

Для обработки в качестве информативных параметров используются время прихода отражённой от внутренней стенки трубы ультразвуковой волны и её амплитуда. Эти два параметра дополняют друг друга, поэтому в программном обеспечении предусмотрено построение изображения как по временному, так и по амплитудному каналу измерения, что позволяет получать изображение внутренней поверхности в трёхмерном измерении 3D (рис. 2.12).

Изображение внутренней поверхности колонны в 3D перемещением вдоль оси скважины

Рис. 2.12. Изображение внутренней поверхности колонны в 3D перемещением вдоль оси скважины

Это 3 D-изображение можно просматривать с вращением его вокруг оси скважины. Отличие акустического видеокаротажа от стандартных геофизических методов в том, что результат исследований представляется не виде кривых, а в виде изображения стенки скважины, развёрнутого на плоскости 0-360° в амплитудном и временных параметрах. Плотность засветки отдельных точек изображения зависит от соотношения отражающих свойств стенки скважины (колонна, порода и т. д.) по отношению к зондирующему акустическому импульсу.

Отражение акустической энергии от стенки скважины (соответственно дифференциация по плотности засветки), зависит в основном от факторов:

  • • состояния стенки скважины, её шероховатости и кавернозности;
  • • свойств промывочной жидкости (плотности и наличия взвешенных частиц);
  • • наличия растворённого газа в жидкости, заполняющей скважину.

На рис. 2.13 представлен пример выделения интервала щелевой гидропескоструйной перфорации и построение проекции 3D.

Пример выделения интервала щелевой пескоструйной перфорации

Рис. 2.13. Пример выделения интервала щелевой пескоструйной перфорации

На рисунке 2.14 представлен пример выделения кумулятивной перфорации. Перфорация произведена перфоратором ПК-105, интервал перфорации 1768,6-1767,6 м, количество отверстий - 10.

Пример выделения интервала перфорации, произведённой перфоратором ПК-105

Рис. 2.14. Пример выделения интервала перфорации, произведённой перфоратором ПК-105

На рис. 2.15 представлен пример выделения интервала сверлящей перфорации. Перфорация произведена перфоратором ПС-112.

Пример выделения зоны перфорации, произведённой сверлящим перфоратором ПС-112

Рис. 2.15. Пример выделения зоны перфорации, произведённой сверлящим перфоратором ПС-112

Интервал перфорации 1315,6 - 1313,6 м. Перфорация произведена на протяжении 2 м. На видеограмме отчётливо наблюдаются 25 отверстий. В интервале муфтового соединения 1314,83 м наблюдается несколько отверстий, сделанных на одной глубине и расположенных близко друг от друга.

Пример выделения вертикального интервала щелевой перфорации

Рис. 2.16. Пример выделения вертикального интервала щелевой перфорации

На рис. 2.16 приведен пример исследования перфорации, выполненной гидромеханической фрезой в вертикальном направлении, при этом метод АВК комплексировался с магнитоимпульсной дефектоскопией (прибор МИД-К). На рисунке видно, что перфорация произведена в интервале 4516,4-4519,7 м. На кривых толщинограммы МИД отмечается интервал 4518,4 - 4518,8 м сквозного проникновения фрезы. В верхнем интервале происходит выход фрезы из металла.

На рис. 2.17 показано проявление одиночной коррозионной язвы на глубине 1184,8 м. Дефект отмечается аномалией на кривых U2 и U4 электромагнитного сканирующего дефектоскопа и тёмным пятном на видеограмме АВК-42М.

Пример выделения отдельной коррозионной язвы

Рис. 2.17. Пример выделения отдельной коррозионной язвы

Комплексный прибор ЗАС-ТШ-36 зафиксировал плохое качество цементирования в интервале 1184-1187 м. Наличие одиночной коррозионной язвы в колонне, фиксируемое электромагнитным дефектоскопом и акустическим телевизором, в сочетании с плохим качеством цементирования обусловили интенсивную утечку жидкости в данном интервале нагнетательной скважины.

При исследованиях старого фонда скважин хорошо проявил себя комплекс двух сканирующих методов - акустического и электромагнитного, который позволяет хорошо различать интервалы с внутренней и внешней коррозией обсадной колонны. По данным электромагнитной дефектоскопии (прибор ЭМДС-С), на глубине 1832 м и ниже в колонне появляются множественные язвы, самые крупные из них отмечены в интервале 1836-1839 м прибором ЭМДС-С, а АВК-42М фиксирует интенсивную внутреннюю площадную коррозию. Зонды ЭМДС-С фиксируют здесь существенное уменьшение толщины стенки скважины, а на видеограмме АВК-42М - потемнение цветовой окраски, связанное с падением интенсивности отражённого сигнала.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >