АППАРАТУРА ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ КОЛОНН ДЕЙСТВУЮЩИХ ГАЗОВЫХ СКВАЖИН

Полезная модель относится к области нефтегазовой промышленности и может быть использована при разработке и эксплуатации газовых месторождений.
Известна аппаратура того же назначения, реализуемая в способе диагностики технического состояния газовых скважин, содержащая регулятор давления, пневматически связанный через факельную линию задвижки и трубную головку с насосно-компрессорной трубой, и два измерителя давления, пневматически связанные через трубную и колонную головки соответственно с насосно-компрессорной трубой и эксплуатационной колонной. /Патент РФ №2202693, кл. Е21В 47/00, 2003/.
Данная аппаратура принята за прототип.
Недостатком прототипа является невозможность с его помощью определить место газодинамической связи затрубного и межколонного пространств скважины и провести спектрометрические исследования межколонного и заколонного пространства на предмет состояния цементного камня.
Техническим результатом, получаемым от внедрения полезной модели, является определение места газодинамической связи затрубного и межколонного пространств скважины, и получение возможности проведения мониторинга качества цементирования межколонного и заколонного пространств для выявления мест, в которых может произойти разгерметизация скважины.
Данный технический результат достигают за счет того, что известная аппаратура для диагностики технического состояния эксплуатационных колонн действующих газовых скважин с насосно-компрессорной трубой и факельной линией, содержащая регулятор давления, пневматически связанный через факельную линию, задвижки и трубную головку с насосно-компрессорной трубой, и два измерителя давления, пневматически связанные через трубную и колонную головки соответственно с насосно-компрессорной трубой и эксплуатационной колонной, дополнительно содержит каротажную систему со скважинным комплексом спектрометрического радиоактивного каротажа.
Комплекс спектрометрического радиоактивного каротажа выполнен в виде спектрометрической модификации гамма-каротажа.
Комплекс спектрометрического радиоактивного каротажа выполнен в виде спектрометрической модификации нейтронного каротажа.
Комплекс спектрометрического радиоактивного нейтронного каротажа выполнен в виде спектрометрической модификации нейтронного гамма-каротажа.
Комплекс спектрометрического радиоактивного нейтронного каротажа выполнен в виде спектрометрической модификации нейтрон-нейтронного каротажа.
Комплекс спектрометрического нейтронного каротажа выполнен в виде спектрометрической модификации нейтрон-нейтронного каротажа по хлору.
Комплекс спектрометрического радиоактивного нейтронного каротажа выполнен в виде спектрометрической модификации импульсного нейтронного каротажа.
Полезная модель поясняется чертежами. На фиг.1 представлена схема для реализации аппаратуры; на фиг.2, 3, 4 - диаграммы, поясняющие ее работу.
Аппаратура для диагностики технического состояния эксплуатационной колонны 1 (ЭК 1) газовой скважины с насосно-компрессорной трубой 2 (НКТ 2) и факельной линией 3 содержит регулятор 4 давления, пневматически связанный через факельную линию 3, задвижки 5 и трубную головку 6 с НКТ 2.
Имеются также два измерителя 7 и 8 давления, пневматически связанные соответственно через трубную 6 и колонную 9 головки с затрубным 10 и межколонным 11 пространствами скважины.
Аппаратура дополнительно содержит каротажную систему, включающую в себя скважинный комплекс 12 спектрометрического радиоактивного каротажа, чувствительный к межколонным перетокам флюида, толщине и состоянию цементного камня за ЭК1.
Комплекс 12 закреплен на конце каротажного кабеля - троса 13 управляемого спускоподъемного устройства 14 (СПУ 14).
Выходной сигнал с каротажного комплекса 12 направляется на вторичный и регистрирующий приборы (на фиг.1 не показаны). Туда же направляется выходной сигнал со СПУ 14.
В качестве скважинного комплекса 12 можно использовать спектрометрические модификации гамма-каротажа, нейтронного гамма-каротажа, нейтрон-нейтронного каротажа, в частности, по хлору и импульсного нейтронного каротажа.
Аппаратура работает следующим образом.
Открывают задвижки 5 на трубной головке 6 и фиксируют одновременно значения давлений на трубной 6 и колонной 9 головках с помощью измерителей 7, 8 давлений не менее 5 мин. Затем закрывают задвижки 5 на трубной головке 6 и опять замеряют давления на колонной 9 и трубной 6 головках в межколонном 11 и затрубном 10 пространствах.
В зависимости от вида полученных нижних кривых на фиг.2а, б диагностируется наличие (б) или отсутствие (а) межколонной газодинамической связи, например, через отверстие 15 в ЭК 1.
Для случая обнаружения газодинамической связи между колоннами в скважине проводятся каротажные исследования для определения места расположения отверстия 15.
1
По показаниям скважинного комплекса 12 и СПУ 14 строится каротажная кривая (на чертежах не показана), на которой на глубине h будет наблюдаться аномалия регистрируемого параметра, по расположению которой определяют глубину расположения отверстия 15.
Для старого фонда скважин периодически, например раз в год, необходимо проводить полноценный мониторинг герметичности скважин и качества цементирования межколонного и заколонного пространств, а также выявление мест техногенных скоплений газа в пустотах и полостях цементного камня.
Эта часть исследований проводится с помощью различных модификаций радиоактивных спектрометрических методов, обладающих достаточно большой глубинностью исследований для скважин с многоколонной конструкцией и не требующих для проведения исследований остановки скважины и глушения пластов.
Для решения подобной задачи необходимо наличие чувствительности аппаратуры к разному заполнению заколонного пространства, а именно газу, воде и цементу. Все эти среды содержат водород - аномальный радиационный активный элемент: газ - минимальное количество, вода - максимальное, а цемент содержит 40-50% воды к весу сухого остатка.
3
3
3
Таким образом, распределение плотности потоков нейтронов и гамма-квантов радиационного захвата для газа, воды и цемента формируются с одной стороны под влиянием водородосодержания, а с другой стороны, также как и гамма излучение, от естественно-радиоактивных элементов, под влиянием плотности изучаемых сред, по которой газ, вода и цемент также существенно различаются (газ ~ 0,02 г/см, вода ~ 1,0 г/см, цемент ~ 0,02 г/см).
Таким образом, существуют физические предпосылки для достижения поставленного технического результата: не только выявление места разгерметизации скважины, но и прогнозирования появления таких мест в ближайшем будущем.
На фиг.3 показаны результаты спектрометрических исследований, выполненных с целью оценки степени разрушения цементного камня за ЭК1 и выявления мест техногенных скоплений газа. Измерения по скважине выполнялись дважды через несколько месяцев.
В данном случае наблюдаемое скопление газа за ЭК1 расположено на значительной глубине и не имеет выходов в приустьевую зону и в интервалы хороших коллекторов, поэтому не представляет экологической опасности.
На фиг.4 показан пример выявления техногенного скопления газа за ЭК1. В этом случае техногенное скопление располагается в зоне водоносных коллекторов, что не исключает возможность захода газа в пласт.
Комплекс спектрометрического радиоактивного каротажа и все его модификации, предложенные в основном и дополнительных пунктах формулы полезной модели, дополняя или заменяя друг друга совместно с известной совокупностью признаков в ограниченной части полученной модели, позволяют достичь поставленного в заявке технического результата и получить значительный экономический эффект при исследовании скважин.