Способ определения местоположения повреждения обсадной колонны

Способ определения местоположения повреждения обсадной колонны

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для определения местоположения негерметичности обсадных колонн скважин эксплуатационных и геологоразведочных. Целью изобретения является повышение точности определения за счет исключения обратного движения жидкости из бурильной колонны в кольцевое пространство. Нагнетают с постоянной производительностью сжатый воздух в кольцевое пространство скважины и фиксируют повышение давления нагнетания до прекращения его роста. После прекращения роста давления открывают обратный клапан, установленный на нижнем конце бурильной колонны, и определяют динамический уровень жидкости в бурильной колонне. 2 ил. .-»ёИзобретение относится к горному делу и может быть использовано в процессе бурения скважины, их эксплуатации при добыче полезных ископаемых и является усовершенствованием изобретения по авт. св. № 1247515,'' ^Известен способ определения местоположения негерматичности обсадной колонны, используемый преимущественно лри бурении геологоразведочных скважин для последующего устранения поглощения промывочной жидкости через негерметичноСти обсадной колонны. Этот способ предусматривает нагнетание сжатого воздуха в кольцевое пространство, скважины с гЮСтЬ)янным расходом, наблюдение повышения давления нагнетания на устье скважины^ измерение величины давления в момент прекращения его роста. Измеряют динамический уровень жидкости в бурильной ко-лрнне в момент прекращения роста давления, определяют местоположение повреждения обсадной колонны по закону сообщающихся сосудов. Поднимают бурильные трубы выше местоположения поглощения, нагнетают воздух в кольцевое пространство скважины и измеряют величину давления в момент прекращения его роста, при этом расстояние от устья скважины до местоположения повреждения обсадной колонны вычисляют по следующей формуле• р,L ~ Ндин + -г—г(Нтр - Ндйн J,Р b••где L - расстояние от устья скважины до места повреждения обсадной колонны, м;Ндин - динамический уровень жидкости в бурильной колонне в момент прекращения роста давления, м;ю ся00ю>&к>&

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 В 43/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 ния местоположения негерметичности об- садных колонн скважин эксплуатационных и геологоразведочных. Целью изобретения является повышение точности определения за счет исключения обратного движения жидкости из бурильной колонны в кольцевое пространство. Нагнетают с постоянной производительностью сжатый воздух в кольцевое пространство скважины и фиксируют повышение давления нагнетания до прекращения его роста. После прекращения роста. давления открывают обратный клапан, установленный на нижнем конце бурильной колонны, и определяют динамический уровень жидкости в бурильной колонне. 2 ил, . лонне в момент прекращения роста давления, определяют местоположение повреждения обсадной колонны по закону сообщающихся сосудов. Поднимают бурильные трубы выше местоположения. по- глощения, нагнетают воздух в кольцевое пространство скважины и измеряют величи-, ну давления в момент прекращения его роста, при этом расстояние от устья скважины до местоположения повреждения обсадной колонны вычисляют по следующей формуле где L — расстояние от устья скважины до места повреждения обсадной колонны, и;

Нлии — ДИНаМИЧЕСКИй УРОВЕНЬ жИДКОСтИ в бурильной колонне в момент прекращения роста давления, м;

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (61) 1247515 . (21) 4767114/03 (22) 11.12.89 (46) 15,02.92. Бюл. ¹ 6 (71) Иркутское отделение Всесоюзного: научно-исследовательского института методики и.техники разведки (72) А.Д.Елисеев и Н.Ф.Хамуев (53) 622.24(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1247515, кл. Е 21 В 43/00, 1985. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ ПОВРЕЖДЕНИЯ ОБСАДНОЙ ,.КОЛОННЫ . (57) Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для опредвлеI 1

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано в процессе бурения скважины, их эксплуатации при добы- че полезных ископаемых и явл:я ет.ся. усовершенствованием изобретения no авт. св. № 1247515.

Известен способ определения местоположения негерметичности обсадной колонны, используемый преимущественно при бурении геологоразведочных скважин.ля последующего устранения поглощения про.мывочной жидкости через негерметичйобти обсадной колонны. Этот способ предусматривает нагнетание сжатого воздуха в:коль- цевое пространство: скважины С постоянным расходом, наблюдение повышения давления нагнетания на устье скважины, йамарение величины давления 8 момент прекращения его роста. Измеряют динамйческий уровень жидкости sбур,ильной «о. Ж 1712589 А2

1 = Ндин+ — т(Нтр- Ндим }, Рь рь

1712589

20

40

P8 — давление нагнетания на устье сква>жины в момент прекращения его роста, Па;

Нтр — расстояние от устья скважины до нижнего конца поднятых бурильных труб, м;

Ндин — динамический уровень жидкости

f в бурильной колонне в момент прекращения роста давления при поднятых бурильных трубах, м;

P8 — давление нагнетания на устье скважины в момент прекращения его роста при поднятых трубах, Па.

Перед осуществлением способа на ус-! тье скважины устанавливается устьевой герметизатор, обеспечивающий создание динамического состояния скважины путем нагнетания воздуха в кольцевое пространство.

Условием осуществления способа является плавное неколебательное повышение давления нагнетания на устье скважины.

При этом прекращение его роста однозначно соответствует моменту достижения границы раздела фаз жидкость — воздух в кольцевом пространстве положения негерметичности обсадной колонны. Однако, сообщающиеся между собой кольцевой объем, объем бурильных труб и проницаемый интервал при осуществлении метода представляют собой динамическую систему. При определенных режимно-конструктивных параметрах (подаче воздуха, объеме ресивера и подводящей воздушной магистрали,.размерах скважины и бурильной колонны, массы жидкости в сообщающейся системе) изменение давления воздуха на устье может принять характер колебательного процесса, в том числе с нарастающей амплитудной колебаний. В общем случае отмечено, что колебательность процесса увеличИвается с увеличением подачи компрессора и уменьшением объема ресивера, а также с уменьшением интенсивности поглощения.

На фиг, 1 приведены экспериментально полученные графики изменения давления воздуха (1) и положения границы раздела фаз в кольцевом канале (2) при осуществлении пневмогидростатического метода в скважине с обсадной колонной с диаметром

Д = 0,127 м; на фиг. 2 — график изменения давления на устье в процессе исследований.

Бурильная колонна — ССК-59 длиной

100 м, Подача компрессора О = 0,025 м /с, а объем его ресивера Чрес = 0,005 м . Из фиг. з

1 не трудно видеть, что при указанных режимно-конструктивных параметрах, изменения давления воздуха, границы раздела фаз и положения в кольцевом канале характеризуются колебательными процессами.

Такой характер изменения давления не позволяет наде>кно определить момент прекращения роста давления, положение динамического уровня, При этом увеличивается ошибка определения местоположения негерметичности обсадной колонны, Таким образом, при определенных режимно-конструктивных параметрах скважины известный метод дает большую погрешность определения местоположения негерметичности обсадной колонны.

Цель изобретения — повышение точности определения местоположения негерметичности обсадной колонны.

Цель достигается тем, что при осущвствлении способа определения местоположения негерметичности обсадной колонны исключают обратное движение жидкости из бурильной колонны в кольцевое пространство. Для этого на нижнем конце бурильной колонны устанавливают обратный клапан, который открывают перед измерением динамическо-о уровня жидкости в бурильных трубах, а динамический уровень замеряют после стабилизации, давления нагнетания, Установленный на нижнем конце бурильной колонны обратный клапан исключает возникновение колебаний жидкости в сообщающейся системе кольцевой объем— объем бурильных труб. В своа очередь, это обстоятельство приводит к непрерывному (неколебательному) изменению давления нагнетания сжатого воздуха при осуществлении способа. При достижении момента прекращения роста давления (установившееся состояние) открывают обратный клапан и новое установившееся значение давления уравновешивается "столбом" жидкости в бурильных трубах. При этом (после открытия обратного клапана) колебательный процесс не возникает из-за приблизительного ра венства значения уравновешивающего

"столба" жидкости до открытия обратного клапана его установившемуся значению после открытия обратного клапана.

Такое техническое решение позволяет более точно определить значения давления воздуха и динамического уровня в бурильной колонне при различных режимно-конструктивных параметрах скважины и, как следствие, повысить точность способа.

Оценка местоположения негерметичности обсадной колонны по предложенному способу выполнена для условий, для которых применение известного способа не ftOзволяет получить результат из-за возникновения колебательного переходного процесса (фиг, 1). Диаметр обсадной колонны 127 мм, а ее глубина 85 м. Длина опущенной в .скважину бурильной колонны типа ССК-59 с. 1 712589

Рв - = Ндик + — т (Нтр Ндин.) = 3 M +

Ра

484 10

+ 3(45

458 10 з

Рв

1 = Ндин + — =ЗМ+

Предлагаемый способ позволяет повысить его точность при различных режимноконструктивных параметрах скважины.

Формула изобретения

Способ определения местоположения повреждения обсадной колонны по авт. св.

N1247515,,отличающийся тем, что. с целью повышения точности определения за счет исключения обратного движения жидкости из бурильной колонны в кольцевое пространство, на нижнем конце бурильной колонны устанавливают обратный клапан, который открывают перед измеренИем динамического уровня жидкости в бурильных трубах, а динамический уровень замеряют после стабилизации давления нагнетания, 484 10 Па

1,05 1.0 9,8— мз с2

1 40

Для учета усредненного значения плот-.. ности уравновешивающего столба жидко-: .. сти в бурильных трубах, бурильные трубы поднимают выше оцененной зоны поглОщения (50 м), чтобы нижний конец бурильных. 45 труб йаходился на глубине 45 м. Посредством тросика закрыт обратный клапан и.в . кольцевое пространство скважины на1гйета-. ют сжатый воздух с постоянной произв6@ительностью. Давление на устье монотонно 50 повышается (фиг. 2, график 2), а прйдавле-.1 установленным на ее нижнем конце гнез.- нии 0,470 МПа рост его прекращается, От- . дом обратного клапана составляет 100.м,. крывают посредством тросика обратный

Плотность жидкости в скважинер= 1,05 .10з клапан, при этом динамический уровень ускг/м . Статический уровень жидкости в танавливается на глубине 0,5 м, а соответстскважинеЗм, Передосуществлениеммето-: 5 вующее ему давление — 0,458 МПа. да установлен на устье герметизатор, к ко- Усредненное значение плотности уравнове; торому подключена нагнетательная линия шивающего столба жидкости в скважине опкомпрессора. Ределяют по формуле

С поверхности на тросике в бурильную колонну опускают клапан, который под дей-. 10 Ps ствием своего веса сопрягается с установ- р Ндин 9 ленным на нижнем конце бурильной колонны гнездом, образуя обратный,кла- 458 - 10 Па М:ачу Q = 0,025 м /с и объем Ресивера Vppj:= 15

0,005 и . Давление нагнетания практически . 1 pr . 1Оз кг з монотонно увеличивается (фиг. 2, график 1);;

При этом уровень жидкости в бурильной колонне в на але достиг устья; в последую- усредненное значение плотйости уравщем жидкость изливаетсЯ иэ скважины, ВО .20 новешивающего столба жидкости в бурильдостижении максимального установившв- . ной колонне совпадает с измеренным гося давления равного 0,515 Мпа, открыва значением плотности разовой ее пробы, поют посредством тРосика обРатный клЫан.. - этому местоположение негерметичности

ПРи этом динамический Уровень жидкостей в: обсадной колонны совпадает с оцененным бУРильной колоннеУстановитсЯ наотмет«е, 25 значением, т.е. на глубине 50 м. Это подсоответствующей статическому уРовню1 тверждается и вычислением по формуле

Ндин = 3 м, а давление нагнетания.прийяло значение, равное 0,484 МПа. Затем оценено. местоположение обсадной колонны, исходя иэ закона. сообщающихся сосудов, по фор- 30 муле

Составитель ВЛысанова

Редактор И.Сегляник Техред М.Моргентал Корректор О.Кундрик

Заказ Б19 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям.и открытиям при ГКНТ СССР

11303Б, Москва. Ж-ЗБ, Раушская наб„4!Б

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 191