METHOD OF CONTROL OF CORROSION STATE OF WELL CASING STRINGS
СПОСОБ КОНТРОЛЯ КОРРОЗИОННОГО СОСТОЯНИЯ ОБСАДНЫХ КОЛОНН СКВАЖИН

Изобретение относится к эксплуатации нефтяных и газовых скважин и может быть использовано при контроле коррозионного состояния обсадных колонн (ОК) и насосно-компрессорных труб (НКТ) скважин.
Известен способ того же назначения, заключающийся в перемещении вдоль контролируемого участка обсадной колонны измерительного скважинного зонда и регистрации его показаний на различных глубинах обсадной колонны, по значениям которых проводят контроль коррозионного состояния обсадных колонн /а.с. СССР №996723, кл. Е21В 47/00, 1983/.
Данный способ принят за прототип.
В прототипе коррозионное состояние системы ОК контролируют, измеряя падение потенциала вдоль фонтанной колонны при помощи измерительного зонда и потенциал какой-либо точки фонтанной колонны относительно электрода сравнения, расположенного на некотором расстоянии от устья скважины.
Недостатком прототипа является его сложность, косвенный характер способа контроля коррозионного состояния ОК и связанные с этим погрешности контроля из-за множества необходимых допущений при оценке коррозионного состояния ОК.
Техническим результатом, получаемым от внедрения изобретения, является контроль коррозионного состояния ОК и НКТ скважин прямым методом, что позволяет упростить известный способ и повысить его точность.
Данный технический результат достигают за счет того, что в известном способе, заключающемся в перемещении вдоль контролируемого участка обсадной колонны измерительного скважинного зонда и регистрации его показаний на различных глубинах обсадной колонны, по значениям которых проводят контроль коррозионного состояния обсадных колонн, в качестве перемещаемого вдоль контролируемого участка измерительного скважинного зонда применяют толщиномер, при этом регистрацию показаний толщиномера на различных глубинах обсадной колонны проводят в различные моменты времени в процессе развития коррозионного состояния обсадной колонны с последующим сравнением значений показаний, полученных в различные моменты времени.
Регистрацию показаний толщиномера на различных глубинах обсадной колонны проводят в два различных момента времени.
В первый момент времени проводят регистрацию фоновых значений толщин стенок обсадных колонн, осуществляемых перед эксплуатацией скважин.
Период времени между моментами регистрации показаний толщиномера задают один год.
В качестве толщиномера применяют бесконтактный толщиномер.
В качестве бесконтактного толщиномера применяют электромагнитный толщиномер.
В качестве электромагнитного толщиномера применяют магнитоимпульсный дефектоскоп.
В качестве бесконтактного толщиномера применяют радиоактивный толщиномер.
В качестве бесконтактного толщиномера применяют толщиномер, основанный на излучении различных физических полей, преимущественно радиоактивного и электромагнитного.
Моменты регистрации показаний толщиномера задают с помощью компьютера.
Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 представлена схема аппаратуры для реализации способа; на фиг.2 и 3 - дефектограммы, поясняющие существо способа.
1
N
1
N
Аппаратура содержит каротажную систему, состоящую из спускоподъемных устройств 1 (СПУ 1), установленных на N контролируемых скважинах 2…2, где N=2, 3, …. В состав каждого СПУ 1 входит измеритель глубины h…h.
1
N
1
N
1
N
На кабель-тросах 3…3 каротажных систем 2…2 установлены толщиномеры 4…4 (фиг.1).
Имеются также блоки 5 вторичной аппаратуры (БВА 5), в состав которых входят задатчики периодов времени, запускающие в работу толщиномеры 4; выходные приборы толщиномеров и измерителей глубины СПУ 1; радиомодемы с приемо-передающими антеннами 6 (схемы БВА и описание внутренних связей между блоками отсутствует ввиду очевидности и известности данных устройств).
В состав системы контроля входит диспетчерский пункт 7 (ДП 7) с приемопередающей антенной 8, выполненный в виде радиомодема и управляющего компьютера.
ДП 7 связан с БВА 5 по радиоканалам.
Возможен вариант связи ДП 7 с БВА 5 каждой контролируемой скважины 2 по кабелю (данный вариант не описан).
В качестве толщиномера 4 может быть применен бесконтактный толщиномер, например, магнитоимпульсный дефектоскоп (МИД) или радиоактивный толщиномер.
Особенно эффективно применение бесконтактного толщиномера, основанного на использовании различных физических полей, например, радиоактивного и электромагнитного. Использование физических полей различной природы позволяет повысить надежность контроля коррозионного состояния ОК скважины 2.
Способ реализуется следующим образом.
Перед началом эксплуатации скважин 2 проводят измерение фоновых значений диаметра ОК и НКТ и толщин их стенок.
После ввода скважин 2 в эксплуатацию проводят контроль технического состояния ОК путем выявления участков развития коррозии.
Для этого необходимо знать величину скорости коррозии труб, которая устанавливается по временным замерам (дефектоскопии - толщинометрии), получаемым, например, с помощью МИД.
Определяется изменение толщины стенки труб Δδ (мм) за время Δt (год), прошедшее между двумя геофизическими обследованиями колонны, или изменение толщины стенки труб от номинального (фонового) значения за время от окончания строительства скважины до момента выполнения ее обследования.
Расчет остаточного ресурса колонны выполняется при максимальном значении установленной скорости коррозии с учетом погрешности прибора.
Информацию о толщине стенок и о зонах развития коррозии труб несет толщиномер 4, например, МИД.
Магнитоимпульсная дефектоскопия позволяет исследовать одну (центральную) колонну или одновременно две колонны, например, НКТ и ОК, с выявлением интервалов коррозии.
Участки коррозии отмечаются на диаграммах как зоны локального изменения сигнала, приуроченного к той или иной колонне.
По материалам сопоставления данных МИД с фактическими данными и с материалами других методов зоны коррозии, как правило, возникают на местах какого-либо ранее механического износа колонны, либо в местах, близких к негерметичным муфтовым соединениям.
Примеры выявления в НКТ аномалии записи выходных сигналов МИД приведены на фиг.2, 3, полученных в конкретных скважинах.
На фиг.2 фоновый и повторный сигналы выполнены с интервалом во времени 8 лет. В ряде интервалов выявлены аномальные зоны - превышение амплитуды на ранних временах по фоновому замеру над величиной сигнала по повторному замеру. С увеличением времени задержек расхождений в амплитудах практически не наблюдается. Поэтому можно сделать заключение о развитии коррозии в ближней исследуемой колонне, т.е. в НКТ.
В другой скважине (фиг.3) расхождение показаний магнитоимпульсной дефектоскопии на больших задержках (8 лет) указывает на развитие коррозии эксплуатационной колонны.
Результаты измерений (фиг.2, 3) регистрируются в БВА 5 и затем по радиоканалам направляются на ДП 7, где подвергаются дальнейшему анализу.
Таким образом, можно сделать вывод о высокой информативности предложенного способа исследования коррозионного состояния ОК. Скорость коррозии в данном способе определяется прямым способом, исходя из ее определения. Чем достигается поставленный технический результат.