Патент на изобретение №2235193

(54) СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ СКВАЖИНЫ

(57) Реферат:

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при эксплуатации скважин при определении нарушений обсадной колонны скважин, определении заколонных перетоков. Обеспечивает упрощение способа и повышение достоверности обнаружения нарушений колонны, заколонного пространства и заколонных перетоков при эксплуатации. Сущность изобретения: по способу ведут гамма-каротаж, проводят контрольный гамма-каротаж и сопоставление их друг с другом. В качестве радиоизотопа при гамма-каротажах используют радиоактивные элементы породы. При сопоставлении гамма-каротажей совмещают последующую и предыдущую кривые гамма-каротажа, строят кривую разницы между значениями гамма-единиц последующей и предыдущей кривой, максимальную разницу между значениями гамма-единиц принимают за 100%, определяют динамику и % изменения гамма-единиц в зонах скважины. При определении нарушения обсадной колонны выше уровня жидкости в скважине нарушение определяют на сухом участке по началу изменения кривой разницы между значениями гамма-единиц последующей и предыдущей кривой гамма-каротажа, а источник поступления воды в заколонное пространство определяют по концу изменения той же кривой, при этом за показатель наличия нарушения выбирают разницу между значениями гамма-единиц 80-100% и отсутствие динамики и скачкообразное изменение показателя гамма-каротажа. При определении нарушения обсадной колонны ниже уровня жидкости в скважине нарушение определяют по началу изменения кривой разницы между значениями гамма-единиц последующей и предыдущей кривой гамма-каротажа, при этом за показатель наличия нарушения выбирают разницу между значениями гамма-единиц 5-60%, отсутствие динамики и скачкообразное изменение показателя гамма-каротажа, интервал заколонных перетоков определяют совместно с термометрией по изменению температурных аномалий и выполаживанию термокривой. Выявленные нарушения ремонтируют. 2 с.п. ф-лы.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при эксплуатации скважин при определении нарушений обсадной колонны скважин, определении заколонных перетоков и т.п.

Известен способ испытания скважины на герметичность, включающий проведение гамма-каротажа, закачку в скважину мягкого меченого снаряда, состоящего из 3-х секций: очищающей, индикаторной и разделяющей, и определение интервалов нарушения герметичности обсадной колонны по повышению интенсивности гамма-активности (патент РФ № 2184843, кл. Е 21 В 47/00, опубл. 2002.07.10).

Известный способ требует применения специального оборудования – меченого снаряда. Способ не позволяет с достаточной точностью определить места нарушения обсадной колонны и заколонные перетоки.

Известен способ мониторинга герметичности затрубного пространства скважины, включающий гамма-каротаж, закачку тампонажного раствора с радиоизотопами, проведение контрольных гамма-каротажей после образования цементного камня за обсадной колонной и сопоставление их друг с другом для определения момента начала заколонного перетока. В качестве радиоизотопа используют долгоживущий газообразный химически инертный изотоп с монохроматическим гамма-излучением, у которого отсутствуют короткоживущие продукты распада – инертный газ – криптон-85, период полураспада которого составляет 10,71 года, имеющий монохроматическое гамма-излучение энергией 0,5 МэВ при отсутствии короткоживущих продуктов распада (патент РФ № 2171888, кл. Е 21 В 47/00, опубл. 2001.08.10 – прототип).

Известный способ требует применения долгоживущего радиоизотопа и обязательной его закачки в затрубное пространство скважины. Способ позволяет обнаружить нарушения только в местах проникновения тампонажного раствора. Способ не пригоден для определения заколонных перетоков по всему стволу скважины. В предложенном изобретении решается задача упрощения операций и повышение достоверности обнаружения нарушений обсадной колонны и заколонного пространства скважины и заколонных перетоков при эксплуатации скважины.

Задача решается тем, что способ эксплуатации скважины включает гамма-каротаж, проведение контрольных гамма-каротажей, сопоставление их друг с другом, выявление нарушений и их ремонт. Согласно изобретению при нарушении обсадной колонны выше уровня жидкости в скважине в качестве радиоизотопа при гамма-каротажах используют радиоактивные элементы породы, при сопоставлении гамма-каротажей совмещают последующую и предыдущую кривые гамма-каротажа, строят кривую разницы между значениями гамма-единиц последующей и предыдущей кривой, максимальную разницу между значениями гамма-единиц принимают за 100%, определяют динамику и % изменения гамма-единиц в зонах скважины, при этом нарушение обсадной колонны на сухом участке определяют по началу изменения кривой разницы между значениями гамма-единиц последующей и предыдущей кривой гамма-каротажа, а источник поступления воды в заколонное пространство определяют по концу изменения той же кривой, за показатель наличия нарушения выбирают разницу между значениями гамма-единиц 80-100% и отсутствие динамики и скачкообразное изменение показателя гамма-каротажа.

По другому варианту способ эксплуатации скважины включает гамма-каротаж, проведение контрольных гамма-каротажей, сопоставление их друг с другом, выявление нарушений и их ремонт. Согласно изобретению по этому варианту при нарушении обсадной колонны ниже уровня жидкости в скважине в качестве радиоизотопа при гамма-каротажах используют радиоактивные элементы породы, при сопоставлении гамма-каротажей совмещают последующую и предыдущую кривые гамма-каротажа, строят кривую разницы между значениями гамма-единиц последующей и предыдущей кривой, максимальную разницу между значениями гамма-единиц принимают за 100%, определяют динамику и % изменения гамма-единиц в зонах скважины, при этом нарушение обсадной колонны определяют по началу изменения кривой разницы между значениями гамма-единиц последующей и предыдущей кривой гамма-каротажа, за показатель наличия нарушения выбирают разницу между значениями гамма-единиц 5-60%, отсутствие динамики и скачкообразное изменение показателя гамма-каротажа, а интервал заколонных перетоков определяют совместно с термометрией по изменению температурных аномалий и выполаживанию термокривой.

Признаками изобретения являются:

1. гамма-каротаж;

2. проведение контрольных гамма-каротажей;

3. сопоставление их друг с другом;

4. выявление нарушений и их ремонт;

5. использование в качестве радиоизотопа при гамма-каротажах радиоактивных элементов породы;

6. совмещение при сопоставлении гамма-каротажей последующей и предыдущей кривых гамма-каротажа;

7. построение кривой разницы между значениями гамма-единиц последующей и предыдущей кривой;

8. принятие максимальной разницы между значениями гамма-единиц за 100%;

9. определение динамики и % изменения гамма-единиц в зонах скважины;

10. определение нарушения обсадной колонны выше уровня жидкости в скважине на сухом участке по началу изменения кривой разницы между значениями гамма-единиц последующей и предыдущей кривой гамма-каротажа и определение источника поступления воды в заколонное пространство по концу изменения той же кривой, при этом за показатель наличия нарушения выбирают разницу между значениями гамма-единиц 80-100% и отсутствие динамики и скачкообразное изменение показателя гамма-каротажа;

11. определение нарушения обсадной колонны ниже уровня жидкости в скважине по началу изменения кривой разницы между значениями гамма-единиц последующей и предыдущей кривой гамма-каротажа, при этом за показатель наличия нарушения выбирают разницу между значениями гамма-единиц 5-60%, отсутствие динамики и скачкообразное изменение показателя гамма-каротажа, интервал заколонных перетоков определяют совместно с термометрией по изменению температурных аномалий и выполаживанию термокривой.

Признаки 1-4 являются общими с прототипом, признаки 5-9 являются отличительными признаками изобретения, признаки 10, 11 являяются частными признаками изобретения.

Сущность изобретения

При эксплуатации скважин возникают нарушения сплошности обсадной колонны, нарушения целостности цементного камня в заколонном пространстве и заколонные перетоки. Эти нарушения приводят к обводнению добываемой нефти, поступлению пластовых вод в водоносные пласты, полезные для жизнедеятельности человека, ослаблению конструкции скважины, к ненормальной работе скважины. В предложенном способе решается задача нахождения таких нарушений. Задача решается следующим образом.

При эксплуатации скважины проводят гамма-каротаж, контрольные гамма-каротажи и сопоставление их друг с другом. В качестве радиоизотопа при гамма-каротажах используют радиоактивные элементы породы. Пластовая вода вымывает радиоактивные элементы породы (соли) и несет их к добывающим скважинам. Радиоактивные элементы породы накапливаются в прискважинной зоне, откладываются на трубах, их сорбируют глины. При гамма-каротаже такие отложения определяют и фиксируют. По исследуемым скважинам совмещают последующую и предыдущую кривые гамма-каротажа, т.е. накладывают одну кривую на другую. Нормализуют кривые, т.е. устанавливают единый масштаб и единую систему измерений (гаммы, рентгены, импульсы/мин). Строят кривую разницы между значениями гамма-единиц последующей и предыдущей кривой. Максимальную разницу между значениями гамма-единиц принимают за 100%. Определяют динамику и % изменения гамма-единиц в зонах скважины. Определяют зоны, где изменение разницы значений гамма-каротажа заметно, определяют продолжительность зон по глубине и по амплитуде (величине разницы значений).

При определении нарушения обсадной колонны выше уровня жидкости в скважине нарушение определяют на сухом участке по началу изменения кривой разницы между значениями гамма-единиц последующей и предыдущей кривой гамма-каротажа, а источник поступления воды в заколонное пространство определяют по концу изменения той же кривой, при этом за показатель наличия нарушения выбирают разницу между значениями гамма-единиц 80-100%, отсутствие динамики и скачкообразное изменение показателя гамма-каротажа.

При определении нарушения обсадной колонны ниже уровня жидкости в скважине нарушение определяют по началу изменения кривой разницы между значениями гамма-единиц последующей и предыдущей кривой гамма-каротажа, при этом за показатель наличия нарушения выбирают разницу между значениями гамма-единиц 5-60%, отсутствие динамики и скачкообразное изменение показателя гамма-каротажа, интервал заколонных перетоков определяют совместно с термометрией по изменению температурных аномалий и выполаживанию термокривой.

Примеры конкретного выполнения

Пример 1. При эксплуатации нефтедобывающей скважины проводят гамма-каротаж до начала эксплуатации и гамма-каротаж через 3 года после начала эксплуатации. Сопоставляют кривые гамма-каротажа друг с другом по следующей схеме: составляют уравнение прямой по опорным точкам Y=f(x) для пары кривых гамма-каротажа, где Y – значения гамма-каротажа, х – глубина скважины. Определяют коэффициенты (а, b) формулы преобразования кривых гамма-каротажа к одной усредненной кривой Y=ах+b, т.е. устанавливают единый масштаб и единую систему измерений – гаммы. Находят расхождение между расчетными параметрами Y и измеренными Y показаниями повторного замера гамма-каротажа Д=Y-Y и строят кривую этой разности.

Для данной скважины диапазон расхождения гамма-единиц составляет 0,25-10 гамм. Разницу между максимальным и минимальным значением гамма-единиц при совмещении кривых гамма-каротажа для данной скважины принимают за 100% (в частности, около 10 гамм).

Определяют динамику и % изменения гамма-единиц в зонах скважины. Определяют зоны, где изменение разницы значений гамма-каротажа заметно, определяют продолжительность зон по глубине и по амплитуде (величине разницы значений).

Уровень жидкости в скважине отстоит от устья на 350 м. На сухом участке на расстоянии 290 м от устья скважины отмечают скачкообразное 90%-ное (8 гамм) изменение кривой разницы между значениями гамма-единиц последующей и предыдущей кривой гамма-каротажа. Динамика изменения нарушения отсутствует. Делают заключение о наличии нарушения целостности обсадной колонны в этом месте. По мере углубления в скважину разница между значениями гамма-единиц последующей и предыдущей кривой гамма-каротажа сохраняется в пределах 80-100% (7-9 гамм). На глубине 380 м от устья скважины разница между значениями гамма-единиц последующей и предыдущей кривой гамма-каротажа скачкообразно, без какой-либо динамики изменения становится равной 10% (1 гамм). Делают заключение о нахождении источника поступления воды в заколонное пространство. По-видимому, на глубине 380 м к скважине подступает поток пластовой воды, поднимается по затрубному пространству к глубине 290 м и через отверстие в обсадной колонне просачивается в скважину. По пути движения поток пластовой воды откладывает радиоактивные элементы породы (соли), которые и фиксируют гамма-каротаж. При дальнейшей эксплуатации скважины производят ремонт цементного камня на глубинах 290-380 м и заделывают отверстие на глубине 290 м. Гамма-каротаж, проведенный после ремонта, показал отсутствие движения пластовых вод на этих глубинах.

Пример 2. Выполняют, как пример 1. На расстоянии 1300 м от устья скважины отмечают скачкообразное 40%-ное (4 гамм) изменение кривой разницы между значениями гамма-единиц последующей и предыдущей кривой гамма-каротажа. Динамика изменения нарушения отсутствует. Делают заключение о наличии нарушения целостности обсадной колонны в этом месте. При дальнейшей эксплуатации скважины производят ремонт обсадной колонны в этом месте.

Пример 3. Выполняют, как пример 1. На глубинах 1400-1440 м отмечают скачкообразное изменение кривой разницы между значениями гамма-единиц последующей и предыдущей кривой гамма-каротажа. В этом интервале изменение разницы между значениями гамма-единиц последующей и предыдущей кривой гамма-каротажа составляет от 5 до 60%. Делают заключение о заколонном перетоке в этом интервале. Проводят термометрию скважины и в этом интервале устанавливают изменение температурных аномалий и выполаживание термокривой. При дальнейшей эксплуатации скважины производят ремонт цементного камня в этом месте.

Применение предложенного способа позволит упростить операции и повысить достоверности обнаружения нарушений обсадной колонны и заколонного пространства скважины и заколонных перетоков при эксплуатации скважины.

Формула изобретения

1. Способ эксплуатации скважины, включающий гамма-каротаж, проведение контрольных гамма-каротажей, сопоставление их друг с другом, выявление нарушений и их ремонт, отличающийся тем, что при нарушении обсадной колонны выше уровня жидкости в скважине в качестве радиоизотопа при гамма-каротажах используют радиоактивные элементы породы, при сопоставлении гамма-каротажей совмещают последующую и предыдущую кривые гамма-каротажа, строят кривую разницы между значениями гамма-единиц последующей и предыдущей кривой, максимальную разницу между значениями гамма-единиц принимают за 100%, определяют динамику и % изменения гамма-единиц в зонах скважины, при этом нарушение обсадной колонны на сухом участке определяют по началу изменения кривой разницы между значениями гамма-единиц последующей и предыдущей кривой гамма-каротажа, а источник поступления воды в заколонное пространство определяют по концу изменения той же кривой, за показатель наличия нарушения выбирают разницу между значениями гамма-единиц 80-100% и отсутствие динамики и скачкообразное изменение показателя гамма-каротажа.

2. Способ эксплуатации скважины, включающий гамма-каротаж, проведение контрольных гамма-каротажей, сопоставление их друг с другом, выявление нарушений и их ремонт, отличающийся тем, что при нарушении обсадной колонны ниже уровня жидкости в скважине в качестве радиоизотопа при гамма-каротажах используют радиоактивные элементы породы, при сопоставлении гамма-каротажей совмещают последующую и предыдущую кривые гамма-каротажа, строят кривую разницы между значениями гамма-единиц последующей и предыдущей кривых, максимальную разницу между значениями гамма-единиц принимают за 100%, определяют динамику и % изменения гамма-единиц в зонах скважины, при этом нарушение обсадной колонны определяют по началу изменения кривой разницы между значениями гамма-единиц последующей и предыдущей кривых гамма-каротажа, за показатель наличия нарушения выбирают разницу между значениями гамма-единиц 5-60%, отсутствие динамики и скачкообразное изменение показателя гамма-каротажа, а интервал заколонных перетоков определяют совместно с термометрией по изменению температурных аномалий и выполаживанию термокривой.