9. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗУЧЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ОБСАЖЕННЫХ СКВАЖИН

Геофизические исследования технического состояния обсадных колонн и цементного камня в затрубном пространстве ведут в процессе строительства и эксплуатации скважин. Эти исследования подразделяют на:

• - общие, выполняемые во всех скважинах;
• - специальные, которые проводят только в скважинах, режим эксплуатации которых отличается от проектного или в которых возникли другие обоснованные предположения о нарушении целостности обсадной колонны и/или цементного кольца и, как следствие, герметичности затрубного пространства.

Технологическая схема проведения исследований и контроля качества первичных данных, включая требования к комплексированию измерительных модулей, метрологическому обеспечению, регистрации первичных цифровых данных, оценке полноты выполнения комплекса и качества результатов измерений, соответствует изложенной в разделе 6 настоящего РД.

9.1.1. Общие исследования предназначены для оценки целостности и несущей способности обсадной колонны и герметичности затрубного пространства как основных элементов скважины, обеспечивающих ее работоспособность в соответствии с запланированными технологическими нагрузками и выполнение природоохранных задач. Они включают измерения.

• - размеров и положения в разрезе отдельных элементов обсадной колонны — труб, муфт, патрубков, цементировочного башмака, центраторов, турбулизаторов, — и соответствия положения этих элементов проектному и «мере труб»;
• - толщин обсадных труб во вновь построенных и действующих скважинах;
• - минимального и среднего проходного сечения труб;
• - высоты подъема цементной смеси, степени заполнения затрубного пространства цементом и его сцепления с обсадной колонной и горными породами;
• - наличия в цементе вертикальных каналов и интервалов вспученного (газонасыщенного) цемента;
• - глубины и протяженности интервалов перфорации.

9.1.2. Комплекс общих исследований составляют гамма-каротаж (ГК) для привязки полученных данных к разрезу, локация муфт (ЛМ), акустическая цементометрия (АКЦ), гамма-гамма-цементометрия (ЦМ) или гамма-гамма-дефектометрия и толщинометрия (ГГДТ), термометрия (Т).

При наличии обоснованных предположений о неудовлетворительном состоянии обсадной колонны и цементного камня комплекс дополняют механической трубной профилеметрией, электромагнитной или акустической дефектометрией колонн, акустической высокочастотной сканирующей цементометрией (АК-сканирование).

9.1.3. Общие исследования проводят после спуска кондуктора, промежуточной (промежуточных) и эксплуатационной колонн по всей их длине.

9.1.3.1. Исследования термометрией для определения высоты подъема цемента (отбивка головы цемента — ОГЦ) ведут в первые 24 ч после окончания цементирования. Одновременно по величине температурных аномалий оценивают заполнение цементом каверн в стволе скважины.

9.1.3.2. Комплекс ГК, ЛМ, АКЦ, ЦМ или ГГДТ выполняют спустя 16-24 ч по окончании цементирования, полного схватывания цемента и разбуривания стоп-кольца.

9.1.3.3. Для выделения интервалов перфорации проводят гамма-каротаж (с целью привязки геофизических данных к глубине), локацию муфт и отверстий, термометрию. Термометрию необходимо проводить непосредственно после перфорации; с течением времени температурные аномалии расплываемся.

9.2.1. Специальные исследования предназначены для решения частных задач, связанных с выделением дефектов обсадных колонн и цементного кольца, которые ставят под сомнение герметичность затрубного пространства. Они многочисленны и включают:

• - обнаружение в теле обсадной колонны трещин, порывов, одиночных отверстий, негерметичных муфт, страгиваний муфт по резьбе;
• - измерение толщин и выделение интервалов внутренней и внешней коррозии обсадных труб;
• - определение интервалов напряженного состояния обсадных труб, обусловленного обжатием колонны породами с высокими реологическими свойствами,
• - выделение локальных искривлений колонны и ее эллипсности, оценку целостности наружных колонн (технической, кондуктора);
• - оценку положения и качества ремонтных пластырей;
• - выделение заколонных перетоков жидкости и газа;
• - оценку состояния внутриколонного пространства — определение интервалов гидратных, парафиновых и солевых отложений.

В каждом конкретном случае интервалы и комплекс специальных исследований определяются поставленной задачей. Исследования выполняют по индивидуальным проектам, согласованным между недропользователем и производителем работ.

Перечень задач и необходимых исследований может быть следующим:

9.2.2. Определение толщины труб, которая может угрожающе уменьшаться вследствие износа по одной из образующих, вдоль которой происходит движение бурильного инструмента и НКТ, внутренней и внешней коррозии металла, возникающей в результате электрохимических процессов в скважине и затрубном пространстве и сероводородных проявлений.

9.2.2.1. Интегрально (в поперечном сечении) толщину труб измеряют методами гамма-гамма-толщинометрии и электромагнитной дефектоскопии; дифференцированно — с помощью акустического сканирования, а также механической трубной профилеметрии и многорычажной трубной профилеметрии.

9.2.2.2. Механическую трубную профилеметрию выполняют в двух режимах: непрерывной регистрации двух взаимно перпендикулярных диаметров и среднего диаметра труб и точечной детализационной регистрации отклонения каждого измерительного рычага.

Непрерывную запись ведут по всей колонне с целью выбора участков детализационных работ, Детализационные измерения проводят в интервалах увеличения одного из двух измеряемых диаметров, изменений внутреннего диаметра труб и в местах локального искривления скважины. В зависимости от протяженности дефектного интервала расстояние между точками детализации может изменяться от 0,1 до 1 м.

9.2.2.3. Электромагнитную дефектоскопию также выполняют в режимах непрерывной и точечной детализационной записи. Износ определяется по увеличению расстояния от оси прибора до стенки скважины.

9.2.3. Выделение порывов и протяженных (более 8-10 см) трещин наружных труб в многоколонных конструкциях осуществляют с помощью электромагнитной дефектоскопии. Влияние внутренней колонны учитывают по результатам гамма-гамма-толщинометрии, механической трубной профилеметрии и акустического высокочастотного сканирования, выполненных по п. 9.2.2.

9.2.4. Выделение одиночных сквозных отверстий диаметром более 8 мм, возникших в результате развития пятен коррозии, случайной или запланированной (например, ремонтной) перфорации, отверстий, выполненных сверлящим перфоратором, а также разнонаправленных трещин колонны, муфт, по которым проходит страгивание резьбы, достигается с помощью акустического высокочастотного сканирования и механической шумометрии, при которой регистрируют шумы от трения о колонну подрессоренных щупов скважинного прибора.

Характер отверстия (сквозное или глухое) определяют одним или комплексом методов, реагирующих на приток (отток) в скважину пластовых флюидов: термометрией, резистивиметрией, акустической шумометрией.

9.2.5. Повышенное напряжение материала колонны, вызванное обжатием обсадных колонн породами с высокими реологическими свойствами и являющееся предвестником потенциального разрушения колонны, определяют по данным широкополосного акустического каротажа, термометрии и непрерывной инклинометрии.

Требования к данным широкополосного АК различны при выделении интервалов напряженного состояния колонны и пород на больших и малых глубинах. На больших глубинах основную информацию предоставляют скорости распространения продольной и поперечной волн, значения которых используют для расчета упругих параметров колонны и горных пород и определения градиентов их изменения с глубиной. На малых глубинах интервалы напряженного состояния обсадной колонны обусловлены ее обжатием глинами, переходящими в подвижное состояние при поступлении в них избыточной воды. Интервалы обжатия характеризуются большим затуханием упругой волны, распространяющейся в обсадной колонне, вследствие обжатия колонны породами и оттока энергии этой волны в породы, а также большим затуханием волн, регистрируемых через колонну в породах.

Дополнительные сведения предоставляют данные термометрии (если поток подвижных глин характеризуется другой, по сравнению с вмещающими породами, температурой) и непрерывной инклинометрии, разрешающая способность которой достаточна для определения локальных изгибов колонны.

9.2.6. Негерметичные муфты и другие места поглощения жидкости в колонне определяют по данным термометрии, дебитометрии и резистивиметрии.

Аномалии на кривых термометрии и дебитометрии устанавливают в процессе долива скважины или кратковременных закачек жидкостей в скважину; при этом устанавливают нижнюю границу участка колонны, в котором отмечается движение жидкости.

С помощью резистивиметрии интервалы поглощения находят, контролируя процесс перемещения по стволу скважины порции (0,5-1 м3) жидкости, близкой по плотности к жидкости, первоначально заполнявшей скважину, но существенно отличающейся от нее по электрическому сопротивлению. Продвижение жидкости осуществляется последовательными долинами или принудительными закачками продавочной жидкости.

Притоки жидкости в скважину устанавливают теми же методами — термометрии, дебитометрии и резистивиметрии.

9.2.7. Выделение интервалов затрубного движения жидкости и газа проводят по данным термометрии (по локальным изменениям температуры, форма которых зависит от движения флюида сверху вниз или наоборот), акустической шумометрии (спектр шумов существенно различен для заколонных перетоков жидкости и газа) и закачки в скважину жидкостей, обогащенных искусственными изотопами.

9.3.1. Обработку и экспресс-интерпретацию данных общих и специальных исследований выполняют непосредственно на скважине; полную интерпретацию и выдачу окончательного заключения производит интерпретационная служба геофизического предприятия по месту ее базирования.

9.3.2. По результатам каждого общего исследования недропользователю передается заключение о положении в разрезе (с привязкой по ГК) муфт обсадной колонны, длине и толщине каждой обсадной трубы, высоте подъема цементной смеси за колонной, полноте заполнения затрубного пространства цементом и степени его сцепления (сплошное, частичное, отсутствует) с обсадной колонной и породами.

9.3.3. Твердые копии результатов измерений должны содержать:

• - кривую ЛМ;
• - для АКЦ - кривую эффективного затухания (αк) волны, распространяющейся по колонне; кривые интервального времени (Δtр) и затухания (αр) продольной волны, распространяющейся в породе; фазокорреляционные диаграммы для измерительного зонда, длина которого близка к 1,5 м; характеристику сцепления цемента с обсадной колонной и породами, показанную условными обозначениями;
• - для гамма-гамма-дефектометрии и толщинометрии — кривые селективных каналов дефектометрии; интегральную кривую дефектометрии со шкалой плотности цемента в затрубном пространстве или отдельную кривую плотности цемента; кривую толщинометрии;
• - кривую термометрии с указанием высоты подъема цемента.

9.3.4. Результаты интерпретации специальных исследований должны содержать конкретный ответ (положительный или отрицательный) на поставленную задачу исследований.