vniigis
head_l head
eko
 
Главная Приборы Статьи Контакты
 

Статьи

1. ВОЗМОЖНОСТИ АППАРАТНО-ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА ВИДЕОКАРОТАЖА МАЛОГО ДИАМЕТРА АВК-42М

2. СОВРЕМЕННАЯ АППАРАТУРА АК ДЛЯ КОНТРОЛЯ НЕФТЕГАЗОВЫХ СКВАЖИН

3. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ АКУСТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ СКВАЖИН ВО ВНИИГИС

4. ИССЛЕДОВАНИЕ НЕГЕРМЕТИЧНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ КОЛОНН ГЕОФИЗИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ

5. ПРИМЕНЕНИЕ СКВАЖИННЫХ АКУСТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ТВЕРДЫХ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ



452614, Россия, Башкортостан, г.Октябрьский, ул.Горького 1.

Телефон/факс:
(34767) 5-28-57,
(34767) 6-69-61,
8-917-44-32-751,
(34767) 5-29-19.

www.akustika-okt.ru akustika.otd34@mail.ru




Научно-технический вестник "КАРОТАЖНИК", выпуск 7-8 (148-149), 2006 г.

Ташбулатов В.Д., Еникеев В.Н., Гайфуллин М.Я., Миллер А.В. (ПАО НПП «ВНИИГИС»),

Булгакова Ю.А. (ЗАО НПФ «Эликом»)

 

ВОЗМОЖНОСТИ АППАРАТНО-ПРОГРАММНОГО

КОМПЛЕКСА ВИДЕОКАРОТАЖА

МАЛОГО ДИАМЕТРА АВК-42М



1. Контроль технического состояния обсаженных скважин


Контроль технического состояния обсадных колонн в нефтегазовых скважинах и в процессе проведения капитального ремонта добывающих и нагнетательных скважин, а также при зарезке боковых стволов из скважин старого фонда, как правило, является важной технологической задачей. При этом проводятся геофизические исследования, которые используют различные физические основы контроля поверхности и целостности обсадных колонн.

Одним из эффективных способов контроля внутренней поверхности обсадных колонн является акустический метод на отраженных волнах. Акустический телевизор малого диаметра АВК-42М позволяет получать видеоизображение внутренней поверхности стенки скважины в двух параметрах: в амплитудном и временном. Используется принцип регистрации изменения отражающей способности внутренней поверхности при сканировании колонны ультразвуковыми импульсами, при этом регистрируется и изменение времени прихода отраженных эхоимпульсов.

АВК-42М позволяет получать в акустическом диапазоне развернутое изображение поверхности стенки скважины, заполненной негазированной промывочной жидкостью или нефтью, без всевозможных механических примесей и утяжеляющих добавок. Полученные видеограммы используются для обнаружения каверн, трещин, интервалов коррозионного повреждения обсадной колонны, определения мест муфтовых соединений труб, количества и местоположения перфорационных отверстий.

В настоящее время визуализация изображения осуществляется путем регистрации и дальнейшей обработки сигнала, приходящего со скважинного прибора через регистратор «Гектор» на компьютер, который отображает акустический сигнал на экране дисплея в виде развертки внутренней поверхности 0-360 градусов и позволяет осуществлять мониторинг в реальном масштабе времени.

Для обработки в качестве информативных параметров используются время прихода отраженной от внутренней стенки трубы ультразвуковой волны и ее амплитуда. Эти два параметра дополняют друг друга, поэтому в программном обеспечении АВК-42М предусмотрено построение изображения как по временному, так и по амплитудному каналу измерения, что позволяет получать изображение внутренней поверхности в трехмерном измерении 3D.

Программное обеспечение GeophysicOffice, разработанное ООО «Эликом» (г.Уфа) позволяет просматривать на экране изображение в 3D с вращением изображения вокруг оси скважины и перемещением вдоль оси скважины (рис.1).



Рис.1. Изображение внутренней поверхности колонны в 3D


Отличие акустического видеокаротажа от стандартных геофизических методов в том, что результат исследований представляется не в виде кривых, а в виде изображения стенки скважины развернутого на плоскости 0-360 градусов в амплитудном и временных параметрах. Плотность засветки отдельных точек изображения, зависит от соотношения отражающих свойств стенки скважины (колонна, порода и т.д.) по отношению к зондирующему акустическому импульсу.

Отражение акустической энергии от стенки скважины (соответственно дифференциация по плотности засветки), в основном, зависит от ряда факторов:

- состояния стенки скважины, ее шероховатости и кавернозности;

- свойств промывочной жидкости (плотности и наличия взвешенных частиц);

- наличия растворенного газа в жидкости, заполняющей скважину.

Скважинные условия, т.е. определенный раствор и специфичное поверхностное покрытие внутренней поверхности скважины накладывают на исследование методом видеокаротажа свои ограничения.

Малый диаметр аппаратуры АВК-42М позволяет исследовать скважины диаметром от 3,5″ до 8″, а ее малый вес и жесткие центраторы обеспечивают хорошую центровку и прохождение в наклонно-направленных скважинах, в том числе и в горизонтальных скважинах.

Аппаратурой АВК-42М произведено много исследований скважин в различных регионах нашей страны. В Пермской области в основном это хвостовики диаметром 90 мм с углом наклона 36-550. На рис. 2 представлен пример выделения интервала щелевой гидропескоструйной перфорации и построение того же интервала в 3D.





Рис. 2. Пример выделения интервала щелевой пескоструйной перфорации


При выделении зоны перфорации, произведенной каким-либо перфоратором, всегда интересует количество отверстий и интервал перфорации по глубине, а при сверлении дополнительно их взаимное расположение по периметру.

Пример выделения кумулятивной перфорации приведен на рис. 3.

Перфорация произведена перфоратором ПК-105, интервал перфорации 1768,6-1767,6 м, количество отверстий -10.


Рис. 3. Пример выделения интервала перфорации,

произведенной перфоратором ПК-105

 

На рис. 4 представлен пример выделения интервала сверлящей перфорации. Перфорация произведена перфоратором ПС-112.

Интервал перфорации 1315,6-1313,6 м. Перфорация произведена на протяжении 2 метров. На видеограмме отчетливо наблюдаются 25 отверстий.

В интервале муфтового соединения 1314,83 м наблюдается несколько отверстий, сделанных на одной глубине и расположенных близко друг от друга.

Производились исследования перфорации, произведенной гидромеханической фрезой в вертикальном направлении. При этом метод АВК комплексировался с электромагнитной дефектоскопией (прибор МИД-К).



Рис. 4. Пример выделения зоны перфорации, произведенной

сверлящим перфоратором ПС-112


На рис. 5 видно, что перфорация произведена в интервале 4516,4-4519,7 м.




Рис. 5. Пример выделения вертикального интервала

щелевой перфорации


На кривых толщинограммы электромагнитного дефектоскопа МИД-К отмечается интервал 4518,4-4518,8 м сквозного проникновения фрезы. В верхнем интервале происходит выход фрезы из металла.

На рис. 6 показано проявление одиночной коррозионной язвы на глубине 1184,8 м. Дефект отмечается аномалией на кривых U2 и U4 электромагнитного сканирующего дефектоскопа и темным пятном на видеограмме АВК-42М. Справа от видеограммы приведены данные комплексного прибора ЗАС-ТШ-36, показывающие плохое качество цементирования в интервале 1184-1187 м. Наличие одиночной коррозионной язвы в колонне, фиксируемое электромагнитным дефектоскопом и акустическим телевизором, в сочетании с плохим качеством цементирования обусловили интенсивную утечку жидкости в данном интервале нагнетательной скважины.





Рис. 6. Пример выделения отдельной коррозионной язвы


Метод видеокаротажа используется для мониторинга технологических процессов. На рис.7 показан пример контроля вырезки эксплуатационной колонны в интервале 1620-1621 м, под муфтовым соединением на глубине 1619,9 м. Видеокаротаж зафиксировал метровый вырез колонны в запланированном интервале.









Рис.7. Пример выделения участка выреза колонны


В другом случае акустический видеокаротаж использовался для мониторинга за воздействием термоимплозии на зону перфорации (рис.8). Замер после термоимплозии показал, что внутренняя поверхность колонны очистилась от отложений, стала более светлой, перфорационные отверстия более четкими, вздутия колонны не произошло. Это свидетельствует о том, что созданная температура и давление не создали дополнительных нарушений.



Рис.8. Пример очищения колонны после термоимплозии


При исследованиях старого фонда скважин хорошо зарекомендовал себя комплекс двух сканирующих методов акустического и электромагнитного, который позволяет хорошо различать интервалы с внутренней и внешней коррозией обсадной колонны. По данным электромагнитной дефектоскопии прибором ЭМДС-С на глубине 1832 м и ниже в колонне появляются множественные язвы, самые крупные из них отмечены в интервале 1836 – 1839 м прибором ЭМДС-С, а АВК-42М фиксирует интенсивную внутреннюю площадную коррозию. Зонды толщины прибора ЭМДС-С фиксируют здесь существенное уменьшение толщины стенки скважины, а на видеограмме АВК-42М потемнение цветовой окраски, связанное с падением интенсивности отраженного сигнала. С глубины 1938 м и ниже по видеограмме АВК-42М дефектов внутренней поверхности не наблюдается, а по данным ЭМДС-С отмечаются дефекты до глубины 1939 м, что говорит о наличии дефектов с внешней стороны колонны (Рис.9).




Рис.9. Пример выделения интервала площадной коррозии


При выполнении работ по контролю за интервалом перфорации возникают ситуации, когда зарегистрировать весь интервал не представляется возможным, из-за выделения газа из отверстий верхнего интервала перфорации рис.10. Нижние пять отверстий интервала хорошо видны над муфтовым соединением, расположенным на глубине 2556,7 м.




Рис.10. Пример выхода газа из верхних перфорационных отверстий



При исследовании порыва колонны по данным интегрального дефектоскопа ЭМДС-МП определилось, что колонна разорвана полностью, но при дополнительном исследовании при помощи видеокаротажа произведено уточнение места порыва и его конфигурации. На видеограмме в интервале 3158,3 – 3159,0 м наблюдаются перемычки, соединяющие части колонны (рис.11). Комплексирование дало более четкую информацию о характере порыва колонны.






Рис.11. Пример выделения участка порыва колонны


При исследованиях внутренней поверхности скважин часто наблюдаются на видеограммах полосы с ухудшением отражающих свойств внутренней поверхности обсадной колонны, которые связаны с технологией изготовления труб, а не с движением инструмента при спуско-подъемных операциях. На муфтовых соединениях четко видно, что данные полосы разрываются и смещаются относительно друг друга (рис. 12).




Рис. 12. Пример выделения полос, связанных с технологией изготовления труб


В некоторых регионах вскрытие продуктивных интервалов производят с помощью пескоструйного гидромонитора. На рис.13 показаны две видеограммы интервала вскрытия до и после перфорации, на котором четко выделяются три участка вскрытия колонны.





Рис. 13. Пример вскрытия пескоструйным гидромонитором




2. Исследование открытого ствола методом АВК.


В благоприятных геологических условиях (при более постоянной степени уплотнения пород, достаточно гладкой стенке скважины, хорошем центрировании прибора и т.д.) диапазон изменения отраженной акустической энергии увеличивается, и литологическое расчленение разрезов на видеограммах приобретает большую определенность.

Отображенные на видеограммах породы будут распределяться по уменьшению отраженной энергии в зависимости от механических свойств и акустических сопротивлений в следующем порядке: доломиты, известняки, ангидриты, алевролиты, песчаники, аргиллиты (сцементированные), мергели, глина.

Изменения литологической характеристики и пористости пород отмечается на видеограммах как изменение плотности цвета раскраски. Высокая разрешающая способность метода АВК позволяет выделять тонкие пласты (порядка 2,5 см и более) с изменяющимся литологическим составом.

Степень отчетливости границ между пластами зависит как от геометрии этой границы, так и от разности акустических сопротивлений граничащих пластов и отбивается с точностью до 1-2 см.

Видеограммы АВК дают также наглядную картину геометрии пластов и пропластков, которые могут быть выклинивающимися, неравномерными по мощности или же представлены в виде разнообразных по форме включений.

Границы пластов, в случае их горизонтального залегания к вертикальной оси скважины на видеограммах, выделяются в виде горизонтальных полос, что наглядно видно на рис. 14 на глубине 1290 м.



Рис. 14. Пример выделения горизонтальной трещиноватости на глубине 1290 м


Ниже по глубине с 1293 м-1299 м наблюдаются множественные одиночные трещины пересекающие ствол скважины под углом.

Любое отклонение положения пласта от горизонтали или оси скважины от вертикали отобразится на видеограмме. В этом случае границы пластов на видеограмме будут иметь синусоидальную форму, причем, чем больше отклонение, тем больше амплитуда синусоиды.

Появление такой формы можно проследить на развертке границы пересечения цилиндра наклонной плоскостью.

На рис. 15 наклонные трещины можно наблюдать одновременно на трех глубинах 2337.2 м, 2338.4 м и 2338.8 м .




Рис. 15. Пример выделения наклонных трещин


По результатам исследования скважины при помощи АВК с целью расчленения пластов по литологическому составу осуществляют только качественную интерпретацию.

Метод видеокаротажа не имеет преимуществ перед другими геофизическими методами для литологического расчленения разрезов скважин, за исключением выделения границ и мощностей, оценки шероховатости и кавернозности пропластков, характеристики и пористости пород, имеющих различие в акустических сопротивлениях не менее чем в 1,2 раза. Поэтому, детальное расчленение разрезов следует проводить по комплексу данных, включающих материалы акустических радиоактивных и электрических методов исследования скважин.

При исследовании открытого ствола скважины диаметром 215,9 мм аппаратурой АВК-42М был выделен интервал 2302 – 2318 м с очень плохими отражающими свойствами внуренней поверхности скважины. По результатам широкополосного акустического каротажа, проведенного аппаратурой СПАК-6Д, данный интервал выделяется как трещиноватый, что хорошо видно на ФКД (рис. 16).





Рис. 16. Выделение трещиноватого интервала


В заключение приведем некоторые технические характеристики аппаратуры акустического видеокаротажа АВК-42М:

максимальная рабочая температура 1200

максимальное рабочее давление 60 МПа

габариты скважинного прибора:

диаметр (без центратора) 42 мм

длина 2000 мм

масса скважинного прибора 20 кг

диаметр исследуемых скважин 60-250 мм






Новости:

08.06.2011
Добавлена статья ПРИМЕНЕНИЕ СКВАЖИННЫХ АКУСТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ТВЕРДЫХ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ