Геофизические исследования цементного кольца

Изоляция продуктивных горизонтов

Стволы нефтяных и газовых скважин после бурения закрепляются колонной обсадных труб. Пространство между стенками скважины и обсадной колонной заливают цементным раствором, который после затвердевания изолирует проницаемые пласты от ствола скважины, не допуская обводнения продуктивных пластов. Плохая изоляция продуктивных горизонтов осложняет последующую эксплуатацию скважины и снижает эффективность разработки месторождения. Данные геофизических методов используются нефтегазодобывающими предприятиями для оценки необходимости, определения интервалов и возможных методов капитального ремонта (установления цементного моста, стального пластыря и т. п.) или принятия решения о ликвидации скважины.

Для правильного планирования капитального ремонта необходима детальная и точная характеристика дефектов скважины. Очень важно оценить общее техническое состояние колонны и предсказать появление дефектов в будущем, по мере дальнейшего развития коррозии.

Техническое состояние действующего фонда скважин характеризуется:

  • • качеством цементирования обсадных и технических колонн, текущим состоянием цементного кольца, физико-геологическими условиями заколонного пространства, определяющими возможную миграцию газа и межколонные проявления;
  • • герметичностью обсадных колонн, насосно-компрессорных труб, их резьбовых соединений, наличием интервалов деформаций (смятий, разрывов), интервалов развития внешней и внутренней коррозии и абразивного износа;
  • • устойчивостью колонн, конструкции скважины, изгибом и искривлением колонн, напряженно-деформационным состоянием крепи, состоянием пород в прискважинной зоне;
  • • состоянием призабойной части скважины и забойного оборудования, зоны перфорации, фильтра, состоянием пород, наличием песчаных пробок, уровнем жидкости в стволе скважины и образованием отложений тяжелых углеводородов и солей;
  • • состоянием устьевого оборудования и насосно-компрессорного оборудования (клапана отсекателя, пакера, перфорационного патрубка и т. д.)

Основными элементами конструкции скважины, подлежащими диагностике, являются: цементный стакан, обсадные колонны, насосно-компрессорное и забойное оборудование. Каждый из этих элементов несет различную по характеру и степени воздействия механическую, термобарическую и др. нагрузку. В результате такого воздействия образуются специфические для каждого элемента конструкции дефекты.

К дефектам цементного кольца относятся:

  • • сообщающиеся между собой вертикальные трещины и каналы в цементном камне;
  • • высокая проницаемость цементного камня;
  • • зазоры между цементным кольцом, поверхностью колонны и стенками скважины;
  • • разрывы сплошности цементного кольца.

Каналы могут простираться либо в горизонтальном направлении от поверхности колонны до стенки скважины, либо вертикально (угол раскрытия более 400) и примыкающие только к поверхности колонны, либо только к стенке скважины. Вследствие ограниченной толщины цементного кольца любые каналы можно считать переточ- ными (низкая герметичность цементного кольца).

Одностороннее (языковое) цементирование - возникает в результате плохой центровки колонны, когда колонна одной стороной непосредственно прилегает к стенке скважины в результате чего происходит образование участков с невытесненной промывочной жидкостью - потенциальных каналов для межпластовых перетоков.

Зазоры образуются по всему периметру колонны и считаются переточивши, если они простираются на большие расстояния (более 10-20 м) по стволу скважины, имеют размеры более 20 мкм и отмечаются в интервалах коллекторов и водоносных пород.

Разрывы сплошности цементного кольца относят к нарушению герметичности в том случае, если они близко расположены к высоконапорным горизонтам

Через дефекты цементного кольца, колонны и НКТ, возникают заколонные перетоки, в результате которых в изолированных пустотах (зазорах, трещинах, кавернах) образуются скопления пластового флюида за колонной, пропуски через негерметичные муфтовые соединения или нарушения обсадной колонны.

Контроль качества цементирования обсадных труб в нефтяных и газовых скважинах осуществляется с помощью геофизических методов. Для этого используют измерения термометром, аппаратурой гамма-гамма- и акустического контроля цементирования скважин, и методом радиоактивных изотопов. Решаются следующие задачи:

  • • изучение характера распределения и плотности цементного камня за колонной;
  • • изучение характера сцепления цементного камня с колонной и породой;
  • • выявление вертикальных каналов в цементном камне; выявление заколонных перетоков флюида;
  • • определение эксцентриситета эксплуатационной колонны относительно стенок скважины.

В обязательный комплекс ГИС для решения этих задач входят следующие методы: термометрия, АКЦ (в варианте АКШ), СГДТ.

Изучение характера распределения цементного камня за колонной, его плотности, определение эксцентриситета обсадной колонны относительно стенок скважины осуществляется методом гамма-гам- ма-цеменометрии-дефектометрии-толщинометрии (СГДТ).

Измерения в скважине могут проводиться стандартной аппаратурой, предназначаемой для регистрации у-излучения. Более полную информацию можно получить с помощью гамма-гамма-дефектоме- ра. Кривая, зарегистрированная этим прибором, позволяет не только установить высоту подъёма цемента, но и выделить неравномерности в распределении активированного цемента за колонной.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >