способ определения герметичности обсадной колоны выше воронки насоснокомпрессорных труб по измерения термометром в нагнетательной скважине

Формула изобретения

Способ исследования на герметичность обсадной колонны в нагнетательной скважине в интервале, перекрытом НКТ, включающий измерение температуры вдоль ствола при ограниченной величине приемистости воды в скважине, а в интервале аномалий, выявленных на этом измерении, проводят детализацию - это измерения термометром при квазистационарном режиме закачки, а также - сразу и через 7-9 минут после прекращения закачки воды в скважину, отличающийся тем, что проводят серию измерений температуры в интервале от воронки НКТ вверх до 30-40 м при квазистационарном режиме закачки, а о герметичности обсадной колонны в интервале, перекрытом НКТ, судят по характеру изменения температуры вблизи воронки НКТ.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может найти применение при определении герметичности обсадной колонны в интервале, перекрытом насосно-компрессорными трубами (НКТ), нижний конец которых оборудован воронкой.

Известен способ определения герметичности обсадной колонны в нагнетательной скважине в интервале, перекрытом НКТ по измерениям механическим расходомером в НКТ и обсадной колонне между воронкой НКТ и интервалами перфорации (см. Абрукин А.Л. Потокометрия скважин. М.: «Недра», 1978. 253 с. с ил). Герметичность обсадной колонны определяется из соотношения V_НКТ/V_К >S_К/S_НКТ. Если выполняется это неравенство, то нарушена герметичность обсадной колонны, иначе - колонна герметична. Здесь V_НКТ и V_К - скорость потока закачиваемой воды, определенная по измерениям механическим расходомером в НКТ и колонне между воронкой НКТ и интервалами перфорации соответственно, S_К и S_НКТ - площадь поперечного сечения колонны и НКТ соответственно.

Недостатком способа является то, что скорость потока закачиваемой воды определяется с очень большой погрешностью, так как в закачиваемой воде содержатся в большом количестве различные механические примеси, а это приводит к искажению результатов измерений.

Известен способ определения герметичности обсадной колонны в нагнетательной скважине выше воронки НКТ по измерениям термометром, включающий: обзорное измерение вдоль ствола при ограниченной величине приемистости воды в скважине, а в интервале аномалий, выявленных на этом измерении, проводят детализацию - это измерения термометром при квазистационарном режиме закачки, а также - сразу и через 7-9 минут после прекращения закачки воды в скважину (см. патент RU 2154161, кл. Е21В 47/00, 10.08.2000). По форме термограмм, зарегистрированных при детализации, судят о герметичности обсадной колонны в интервале, перекрытом НКТ.

Недостатком этого способа является то, что он трудоемкий, занимает много времени на проведение исследований в скважине. Кроме того, по этому способу нельзя провести исследования дистанционным прибором в приустьевой части, спускаемой в нагнетательную скважину на геофизическом кабеле без дополнительных грузов, так как из-за высокого давления прибор выбрасывает из скважины. Применение грузов увеличивает продолжительность работ, требует использования удлиненных лубрикаторов, а также дополнительно подъемного крана для установки лубрикатора на устье нагнетательной скважины.

Техническим результатом заявляемого изобретения является уменьшение трудоемкости работ на скважине при определении герметичности обсадной колонны выше воронки НКТ, включая приустьевую часть скважины.

Технический результат достигается тем, что для исключения выбрасывания комплексного прибора из скважины и определения герметичности обсадной колонны в интервале, перекрытом НКТ, проводят с интервалом во времени серию измерений каналом температуры в НКТ на участке до 30-40 м выше воронки при квазистационарном режиме закачки воды в скважину.

В предлагаемых способах измерение температуры проводят в НКТ в интервале глубин: H÷H-(30÷40 м), где Н - глубина спуска НКТ. Глубина H такова, что при измерениях в процессе закачки воды прибор не выкидывает из нагнетательной скважины. Следовательно, по измерениям температуры в этом интервале глубин можно определить герметичность обсадной колонны в интервале, перекрытом НКТ, включая приустьевую часть нагнетательной, скважины.

На фиг.1 и 2 приведены результаты практической реализации способа при определении герметичности обсадной колонны в нагнетательной скважине в интервале, перекрытом НКТ. На фиг.1 приведены в колонках: 1 - глубина в скважине в метрах; 2 - примитив воронки НКТ; 3 - результаты измерений температуры при квазистационарном режиме закачки жидкости в скважину. На фиг.2 приведены в колонках: 5 - глубина в скважине в метрах; 6 - диаграмма магнитного локатора муфт; 7 - примитив воронки НКТ; 8 - результаты измерений температуры при квазистационарном режиме закачки жидкости в скважину.

Способ осуществляют в следующей последовательности. Скважину останавливают на такое время, чтобы давление на устье снизилось до атмосферного. Устанавливают лубрикатор, помещают в него геофизический прибор и опускают его к интервалу исследования. Герметизируют лубрикатор, открывают задвижку на водоводе и переводят режим в нагнетательной скважине с остановки под закачку воды в разрабатываемые объекты. Через время t=V/Q после начала закачки жидкости в скважину проводят серию измерений температуры во времени в интервале глубин: Н÷Н-(30÷40) м. Здесь V - внутренний объем НКТ от воронки до устья скважины, Q - величина приемистости скважины, H - глубина спуска воронки НКТ. Через время t, прошедшее после начала закачки жидкости, в нагнетательной скважине выше воронки НКТ должен установиться квазистационарный режим закачки. Однако в действительности этот режим к этому времени не наступает вследствие того, что V и Q определяются с большими погрешностями. В соответствии с этим и распределение температуры не будет соответствовать квазистационарному режиму закачки жидкости в скважину. Поэтому после закачки жидкости в скважину в течение времени t необходимо провести серию измерений температуры во времени. Это необходимо для того, чтобы проанализировать динамику изменения температуры в скважине и установить режим закачки жидкости, при котором было проведено измерение температуры, а по характеру изменения температуры в НКТ вблизи ее воронки судить о герметичности обсадной колонны в интервале, перекрытом НКТ.

На фиг.1 приведены результаты трех измерений температуры во времени при квазистационарном режиме закачки жидкости в нагнетательную скважину. Как видно из фиг.1, на кр.1 градиент температуры при увеличении глубины увеличивается, при приближении к воронке НКТ уменьшается до нуля на глубине 1111 м, а ниже становится отрицательным.

Кр.2 зарегистрировали через 15 минут после регистрации кр.1. Характер изменения температуры при увеличении глубины на этой кривой такой же, как и на кр.1 выше воронки НКТ, а вблизи ее существенно отличается. На кр.2 при приближении к воронке НКТ градиент температуры уменьшается как и на кр.1, но остается положительным.

Кр.3 зарегистрировали через 15 минут после регистрации кр.2. При увеличении глубины на этой кривой градиент температуры увеличивается непосредственно до воронки НКТ. Из сопоставления всех трех кривых видно, что особенности поведения первых двух измерений асимптотически приближаются к последнему - третьему измерению. Следовательно, первые два измерения проведены при неустановившемся режиме закачки, а последнее измерение - при квазистационарном режиме. Расчеты показывают, что поведение термограммы, соответствующее кр.3, указывает на герметичность обсадной колонны в интервале, перекрытом НКТ.

На фиг.2 приведены результаты измерений температуры во времени при квазистационарном режиме закачки жидкости в нагнетательную скважину. Как видно из фиг.2, все три кривые имеют одну и ту же начальную и конечную температуру, а также совпадают по форме. Это указывает на то, что эти измерения температуры проведены при квазистационарном режиме закачки жидкости в нагнетательную скважину. Форма кривой, а именно - уменьшение градиента температуры при приближении к воронке НКТ, указывает на то, что нарушена герметичность обсадной колонны в интервале, перекрытом НКТ. Результаты исследований, проведенных после извлечения из скважины НКТ, подтвердили выданное заключение о нарушении герметичности колоны выше воронки НКТ.