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

Телефон/факс:
(34767) 7-30-01, (34767) 7-30-09,
8-917-44-32-751,
(34767) 7-07-16.

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

Наши календари:

2023

2022

2021

2020

2019

2018

2017

2015

2014

2013

2012

2011

2010

УДК 550.832:622.276.7

Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений, №9 2009 г., Москва, ВНИИОЭНГ

ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

А.Ю. Пресняков (ООО "РН-УфаНИПИнефть"), А.Г. Михайлов, Е.С. Аликин (ООО "РН-Пурнефтегаз"), А.В. Миллер, В.Н. Еникеев, В.Д. Ташбулатов (ПАО НПП ВНИИГИС)

ИССЛЕДОВАНИЕ НЕГЕРМЕТИЧНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ КОЛОНН ГЕОФИЗИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ

Ремонтно-изоляционные работы (РИР) являются одним из основных видов капитального ремонта скважин. В структуре РИР значительное место занимают так называемые ремонты по восстановлению конструкции скважин, к которым, в первую очередь, относятся работы по устранению негерметичности эксплуатационных колонн. Существование этой проблемы связано как с качеством первичного цементирования колонн, так и с самыми различными условиями эксплуатации скважин, в том числе и по причине коррозии колонн. Для решения этой проблемы применяются различные технологии с использованием тампонажных составов и технических средств, каждые из которых имеют свои преимущества и недостатки, свою область применения.

Одним из основных элементов в построении технологической схемы РИР по устранению дефектов в конструкции скважин является изучение причин и характера нарушения герметичности колонн. Проведенные работы показывают, что при наличии одного или нескольких нарушений, расположенных на незначительном расстоянии друг от друга в интервале 20 м, с успехом могут применяться различные тампонажные составы [1]. При наличии нескольких нарушений на большой протяженности даже проведение нескольких неоднократных операций тампонирования не приводит к достижению поставленной цели. В этом случае рекомендуется использование технических средств, обеспечивающих герметизацию эксплуатационных колонн в заданном интервале [2].

Ниже приведены результаты специальных исследований по изучению причин негерметичности эксплуатационных колонн в скв. 3180 Барсуковского месторождения ООО "РН-Пурнефтегаз".
Скважина 3180 передана из бурения в эксплуатацию в апреле 1993 г. Конструкция скважины представлена кондуктором диаметром 324 мм с толщиной стенки 9,5 мм, спущенным до глубины 597 м, технической колонной диаметром 245 мм, спущенной до глубины 1218 м, с толщинами стенок 8,9 мм до глубины 282 м и 7,9 мм далее. Эксплуатационная колонна диаметром 146 мм с толщиной стенки 7 мм спущена на глубину 1792 м. Все колонны зацементированы от башмака до устья скважины. Скважина была пущена в эксплуатацию электроцентробежным насосом с дебитом жидкости 18 т/сут с обводненностью 8 %. На момент РИР скважина работала с дебитом жидкости 176 м3/сут при обводненности 100 %. За все время эксплуатации было отобрано 77,2 тыс. тн жидкости, в том числе 41,2 тыс. т нефти.

Продуктивный пласт ПК 19-20 был вскрыт интервалом перфорации 1731...1739 м. Пласт ПК19-20 представлен слабосцементированным песчаником и характеризуется высокоагрессивной средой. Можно предположить, что одной из причин возникновения негерметичности является коррозионное повреждение эксплуатационной колонны [3].

В целях определения технического состояния и источника обводнения скважины 14 июня 2008 г. в скв. 3180 были проведены промыслово-геофизические работы с использованием термометрии. Этими исследованиями была установлена потеря герметичности эксплуатационной колонны в интервале 1553,4... 1556,4 м. В июле 2008 г. на данной скважине были проведены ремонтно-изоляционные работы по ликвидации негерметичности эксплуатационной колонны с использованием цементного раствора. Приёмистость интервала нарушения перед проведением РИР составляла 480 м3/сут при давлении 30 атм. В интервал нарушения последовательно было закачано 6 м3 вязкоупругого состава и 3,2 м3 цементного раствора. Конечное давление продавки цементного раствора составило 140 атм, был получен технологический "стоп". По результатам опрессовки снижением уровня после проведенных работ герметичность колонны в интервале 1553,4... 1556,4 м была подтверждена. После чего в скважине был разбурен опорный цементный мост и проведены дополнительные ПГИ по определению технического состояния эксплуатационной колонны. По результатам этих исследований отмечены слабые признаки негерметичности эксплуатационной колонны в интервале1535,5...1537,5 м, что на 20 м выше первоначального интервала. Несмотря на это, было принято решение о спуске в скважину насосного оборудования и запуске в работу. После вывода на режим дебит скважины по жидкости составлял 172 м3/сут при обводненности 99,9 %. При таких параметрах дальнейшая эксплуатация скважины не представлялась целесообразной и было принято решение об остановке скважины и проведении дополнительных исследований.
Целью дальнейших исследований было детальное изучение возможных интервалов негерметичности с использованием электромагнитной дефектоскопии и акустического видеокаротажа. Исполнитель работ ПАО НПП ВНИИГИС.

Малогабаритный электромагнитный дефектоскоп ЭМДС-ТМ-42 определяет толщину стенок двух внутренних труб, обнаруживает дефекты типа трещин, коррозионных язв, определяет положение муфт первой и второй от оси скважины колонн, башмаков, центраторов, пакеров. Программа обработки строит схему конструкции скважины с дефектами, муфтами и башмаками первой и второй колонны, а также схему изо­линий сигнала с увеличением времени измерения.
Акустический телевизор для контроля технического состояния обсадных колонн АВК-42М предназначен для получения визуального изображения внутренней поверхности открытого ствола и колонн с целью оценки наличия и положения шероховатостей, коррозии, отверстий, щелей и муфтовых соединений.

Акустический телевизор малого диаметра 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, числа и местоположения перфорационных отверстий.

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.

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.

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.
Каротаж методом электромагнитной дефектоскопии в скв. 3180 проведен в интервале 1339...1650 м, перекрывшем участок от искусственного забоя до воронки НКТ. Акустический видеокаротаж выполнен в интервале 1456...1622 м (рис. 1). По данным каротажа выделяется обширный интервал коррозионного поражения на глубинах 1427... 1641 м. Кривые электромагнитной дефектоскопии неровные (в отличие от расположенного выше интервала), с отдельными локальными минимумами, расчетная кривая толщины стенок указывает на уменьшение толщины. Акустический видеокаротаж отмечает обширную коррозию затемнениями на видеограмме, что указывает на неровность стенок, вызванную коррозионными процессами. Наиболее интенсивное проявление коррозии отмечено по всей трубе в интервалах 1535,5... 1545,6 и 1555,6...1564,6 м.

По характеру коррозионного поражения стенок можно выделить 4 участка. Ниже приведено подробное описание результатов каротажа по каждому из этих участков. Показаны данные электромагнитной дефектоскопии по всему рассматриваемому участку, данные комплекса электромагнитной дефектоскопии и акустического видеокаротажа в интервалах наиболее существенных дефектов в крупном масштабе, который необходим для изображения данных видеокаротажа (рис. 2).

В интервале 1473...1535 м обнаружено несколько отдельных коротких интервалов проявления коррозии протяженностью 0,2... 1,0 м, возможно, приуроченных к месту установки центраторов. Не исключена негерметичность в месте наиболее интенсивной аномалии, где осредненная толщина стенки уменьшается на 0,4 мм от номинала.

На видеограмме, освещающей состояние внутренней стенки колонны, эти дефекты проявляются слабо. По-видимому, коррозия развивается здесь в основном на внешней поверхности труб. Две трубы 1535...1545 и 1555...1565 м наиболее поражены коррозией. В пре­делах этих труб выявлено несколько интенсивных аномалий всех зондов дефектоскопа, где весьма вероятна негерметичность колонны. В этих интервалах осредненная по окружности толщина снижается на 2,0.. .2,5 мм относительно номинальной.

По данным акустического видеокаротажа можно оценить форму и размеры дефектов на внутренней стенке трубы. Дефект (пятно коррозии) на глубине 1543 м распространяется на 0,5 м вдоль трубы и охватывает 3/4 окружности трубы. Дефект на глубине 1556,5 м, где ранее была установлена негерметичность трубы, распространяется на половину окружности трубы при длине около 0,5 м. Здесь отмечается также интенсивная температурная аномалия, указывающая на негерметичность.

В интервале 1623,0...1623,5 м фиксируется несколько пятен относительно слабой коррозии (снижение осредненной толщины не превышает 0,4 мм). Видеокаротаж не ощущает заметных изменений поверхности трубы. Возможно, коррозия развивается на внутренней стенке, невидимой акустическим видеокаротажем.
Вероятность негерметичности здесь невелика, но при длительной эксплуатации в дальнейшем можно ожидать и здесь потери герметичности.

В интервале 1623... 1641 м выявлен еще один интервал существенного проявления коррозии. Осредненная толщина стенки снижается в самом тонком месте на 0,8 мм относительно номинала. Короткий зонд "С" фиксирует достаточно интенсивную аномалию.

Таким образом, по результатам исследований скв. 3180 Барсуковского месторождения методами электромагнитной дефектоскопии и акустического видеокаротажа установлено развитие коррозионных процессов различной интенсивности на протяженном участке от 1473 до 1641 м.

Наиболее поражены коррозией две трубы, расположенные на глубине 1535... 1545 м. В пределах этих труб выявлено несколько интенсивных аномалий всех зондов дефектоскопа, где весьма вероятна негерметичность колонны. В этих интервалах осредненная по окружности толщина снижается на 2,0...2,5 мм относительно номинальной.

По данным акустического видеокаротажа оценены форма и размеры дефектов на внутренней стенке трубы. Пятно коррозии на глубине 1543 м распространяется на 0,5 м вдоль трубы и охватывает 3/4 окружности трубы. Дефект на глубине 1556,5 м, где ранее была установлена негерметичность трубы, распространяется на половину окружности трубы при длине около 0,5 м.
На основании проведенных исследований было принято решение о герметизации интервалов нарушения с использованием технических средств путем перекрытия всех участков, подвергшихся интенсивному коррозионному разрушению.

ЛИТЕРАТУРА

1. Пути повышения эффективности ремонтно-изоляционных работ / О.А. Тяпов, А.Г. Михайлов, А.В. Корнилов [и др.] //Бурение и нефть. - 2008. -№9.-С. 44-47.
2. Пресняков А.Ю., Никишов В.И., Михайлов А.Г. Комплексный подход к построению технологии РИР по устранению негерметичности эксплуатационных колонн для условий ООО "РН-Пурнефтегаз"//Интервал. -2008. -№ 6. - С. 10-13.
3. Будников В.Ф., Макаренко П.П., Юрьев В.А. Диагностика и капитальный ремонт обсадных колонн в нефтяных и газовых скважинах. -М.: Недра, 1997. - 240 с.