Способ испытания на герметичность скважины и подземной емкости

Способ испытания на герметичность скважины и подземной емкости

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (г)969892 (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 14.01. 81 (21) 3253437/22-03 1 М К з с присоединением заявки N

E 21 В 43/28

В 65 Ci 5/00

Гоеулврственньнг комитет

СССР но лелям илобретений и открытий (23) Приоритет— (531УДК 622.692., .237(088.8) Опубликовано 30.10.82. Бюллетень М 40

Дата опубликования описания Зц1ц82 (72) Авторы изобретения

В.В.Борисов, Ю.М.Богданов, Г.С.Богатырев, В.А.Грохотов и П.И.Калашников г

Всесоюзное научно-производственное объединение по рациональному использованию газа в народнсщ хозяйстве ВНПО "Союзпромгаэ" (71) Заявитель! (54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ НА ГЕРМЕТИЧНОСТЬ

СКВАЖИНЫ И ПОДЗЕМНОЙ ЕМКОСТИ

Изобретение относится к подземному хранению жидкостей и газов в резервуарах, создаваемых геотехнологическими методами в устойчивых горных породах, а именно к методам определения технического состояния скважин и подземных емкостей, и может быть использовано в газовой, нефтяной, нефтеперерабатывающей, хи- мической и других отраслях прожгшленности.

Известен способ испытания на герметичность скважины, заключающийся во вводе в газовое пространство резервуара прибора, принцип действия которого основан на разности давлений, повышении давления в резервуаре до величины испытательного, измерении амплитуды изменения высоты столба жидкости в измерительной трубке прибора при. изменении давления в резервуаре в процессЕ выдержки его под испытательным давлением (Ц .

Недостатком данного способа является исключение воэможности ввода 25 прибора в подземную емкость йз-за наличия эксплуатационной скважины, глубина которой значительно превышает высоту емкости, ограниченность выбо-, ра состава испытателг,ггого флюида и 30 невозможность определения места и величины утечки (расходной характеристики) в системе.

Известен также способ испытания на герметичность скважины и подземной емкости, включающий закачку испытательного флюида в кольцевое пространство между обсадной и внешней рабочей колоннами в объеме, превышающем объем этого пространства, с доведением уровня испытательного флюида до отметки кровли емкости, при одновременном вытеснении рассола по центральной колонне, повьиггении давления на оголовке скважины до величины испытательного давления закачкой рассола в центральную колонну и выдержку скважины и подземной емкости под испытательным давлением в течение заданного промежутка времени. Герметичность системы определяют сравнением закачанного и отобранного количества испытательного флюида с поправкой на температуру (2).

Недостатком известного способа испытания на герметичность скважины и подземной емкости является невозможность определения места и величины утечки (расходной характеристики), 969892

4 а также невысокая степень точности способа.

Цель изобретения - опрецеление места и величины утечки в скважине и подземной емкости.

Укаэанная цель достигается тем, 5 что согласно способу производят поинтервальную закачку испытательного флюида одновременно в два трубных пространства скважины, контролируют перепад давлений между этими трубны- )Q ми пространствами в период выдержки скважины и емкости под испытательным давлением, после чего замеряют объем выпущенного из скважины флюида, соответствующего изменению перепада давления и определяют величину утечки по объему выпущенного флюида и продолжительности выдержки .

На чертеже представлено устройство для осуществления способа.

Устройство содержит подземную емкость 1, обсадную колонну 2, промежуточную колонну 3, центральную колонну 4, напорное устройство (насос) 5 для закачки рассола (воды) в скважину, запорную арматуру 6-15, обратные клапаны 16-18, манометры

19-21, напорное устройство (насос, компрессор) 22 для закачки в скважину испытательного флюида; дифманометр 23, замерное устройство .(рас- ЗО ходомер) 24, термометры 25, мерную емкость 26.

Способ осуществляется следующим образом.

Насосом 5 поднимают давление на 35 оголовке скважины в кольцевом пространстве между обсадной 2 и внешней рабочей 3 колоннами и в центральной колонне 4 до величины испытательного, закачивая с этой целью при открытых 4Q задвижках б и 7 через обратный клапан 16 .в кольцевое пространство между внешней 3 и центральной 4 колоннами насыщенный рассол или воду. Напорным устройством (насосом; 45 компрессором) 22 производят опрессовку системы, закачивая с этой целью через обратный клапан 18 при открытых задвижках 19 и ll поинтервально в кольцевое пространство между обсадной 2 и внешней рабочей

3 колоннами более легкий по сравнению с рассолом или водой испытательный флюид с доведением его контакта с рассолом или водой до заданной глубины, вытесняя при этом рассол или эз воду по кольцевому пространству, между внешней 3 и центральной 4 колоннами при открытых задвижках 7 и 13 в ме н ю емкость 26.

Одновременно с заполнением кольцевого пространства между обсадной 2 и внешней рабочей 3 колоннами испытательный флюид напорным устройством

22 закачивают также и в центральную 65 колонну 4 при вытеснении рассола или воды через кольцевое пространство между внешней 3 и центральной 4 колоннами в мерную емкость 26. Глубину заполнения заданного интервала контролируют по объему рассола или воды, вытесненного в мерную емкость 26.

В процессе заполнения заданного интервала испытательным флюидом величину давления на оголовке скважины в кольцевом пространстве между внешней 3 и центральной 4 колоннами поддерживают, например, задвижкой 7 на уровне испытательного и производят непрерывный контроль давления на оголовке <кважины по манометрам

19-21, а также непрерывный контроль перепада давлений по дифманометру

23 на оголовке скважины между центральной 4 колонной и кольцевым пространством между обсадной 2 и внеш-ней рабочей 3 колоннами при закрытых задвижках 16,14 и 15 и полностью открытых — 10 и 11.

В процессе заполнения заданного интервала испытательной средой величину давления в кольцевом пространстве 3-4 не обязательно под-. держивать постоянно на уровне испытательного, а именно после заполнения межтрубья 2-3 и центральной колонны 4 испытательной средой до заданной отметки поднимают через рассольное пространство 3-4 давление в системе до испытательного и проводят наблюдения за манометрами и дифманометром, как указано было выше.

При достижении границей раздела испытательный флюид-рассол или вода положения, соответствующего отметке заданного интервала, закачку испытательного флюида прекращают и выдерживают скважину под испытательным давлением в течение заданного промежутка времени при непрерывном контроле показаний манометров 19-21 и дифманометра 23 при закрытых задвижках 7,9,16,25,14 и 15. По величине изменения перепада давлений на оголовке скважины между центральной колонной 4 и кольцевым пространством

2-3 как в процессе заполнения . заданного интервала испытательным флюидом, так и в процессе выдержки скважины под испытательным давлением в течение заданного промежутка времени после "достижения границей раздела испытательный флюид-рассол или вода требуемой отметки определяют место утечки.

Устанавливают величину утечки (расходную характеристику) по разнице показаний замерного устройства 24 и временному интервалу между двумя частичными разрядками системы через эамерное устройство 24 при снижении

969892

35 (h 10-20 м) .

Переход к опрессовке следующего интервала осуществляют после выдерж2О ки скважины под испытательным давлением в течение 4-6 ч. Данный интервал считается выдержавшим испытание,.если в течение выдержки под испытательным давлением изменение перепада давлений на оголовке скважины между центральной колонной 4 и кольцевым пространством 2-3 с поправкой на температурные изменения фиксируемые термометрами 25, не превышают погрешности установленной измерительной аппаратуры (дифманометра 23). Существенное же изменение при этом показаний манометров 19-21 указывает на наличие утечки в емкости 1 или скважине 2.

При испытании на герметичность затрубного пространства глубина контакта испытательного флюида с рассолом или водой на последнем интервале должна Превышать глубину спуска об40 садной колонны. Для этого суммарный объем вытесненного рассола из скважины (или воды) должен на 10-25% превышать суммарный объем кольцевого пространства 2-3 и центральной колон45 ны 4.

Срок выдержки системы под испытательным давлением при опрессовке последнего интервала составляет От

2 до 3 сут. Герметичность системы

50 в целом определяют при этом теми же услоВиями, которые были изложены выше. где фd> d> — соответственно диаметр центральной колонны 4, внешней рабочей 3 и обсадной 2 колонны, м;

4Ч вЂ” разность показаний замерного устройства

24 между периодическими разрядками системы через это замерное устройство при снижении перепада давлений до одной и той же величины, например до нуля, между центральной колонной 4 и кольцевым пространством 2-3 м /с

Q) пытательным флюидом, а не величи ну давления в кольцевом пространстве.

65 перепада давлений, например до нуля между центральной колонной 4 и кольцевым пространством 2-3. Наличие . утечек испытательного флюида из кольцевого пространства между обсадной 2 и внешней рабочей 3 колоннами в кольцевое пространство между внешней рабочей 3 и центральной 4 колоннами (межтрубные перетоки) устанавливают по повышению давления на оголовке скважины по показаниям манометра 19 .

После окончания испытания на герметичность заданного интервала переходят к испытанию следующего интервала, эакачивая с этой целью напорным устройством 22 испытательный флюид в кольцевое пространство 2-3 и в центральную колонну 4 при одновременном вытеснении рассола или воды по кольцевому пространству 3-4 в мерную емкость 26 и доводят границу контакта испытательного флюида с рассолом или водой до положения отметки следующего интервала при непрерывном контроле показаний манометров 19-21 и дифманометра 23.

Установка манометров 20 и 21 для определения давлений на оголовке скважины должна быть произведена как можно ближе к точке разветвления трубопровода, предназначенного для закачки испытательного флюида в скважину.

Наличие утечки в данном интервале устанавливают по изменению перепада давлений на дифманометре 23 на оголовке скважины между центральной колонной 4 и кольцевым пространством 2-3 в процессе выдержки скважины под испытательным давлением после окончания заполнения этого интервала испытательным флюидом.

Величину утечки определяют иэ соотношения ь Т вЂ” величина временного интервала между двумя периодическими разрядками, с.

Минимальную величину интервала

IIpHHHMBIoT произвольно (на практике

h4 100 м). При наличии в данном ийтервале утечки, что устанавливают по изменению перепада давлений на дифманометре 23 на оголовке скважины между центральной колонной 4, и кольцевым пространством 2-3, точное местонахождение этой утечки может быть найдено дополнительной опрессовкой данного интервала в соответст- вии с предлагаемым способом путем разбивки его на меньшие участки

Предлагаемый способ испытания на герметичность скважины и подземной емкости имеет более высокую точность определения места и величины утечки по сравнению с известным, так как в нем контролируют перепад давлений между трубными пространствами с исПри прочих равных условиях ошибка при определении перепада давления между трубными пространствами по сравнению с использованием обычно пружинных

969892 манометров окаэывается на один-два порядка меньше. Например, при замере давления при опрессовке системы образцовым манометром с классом точности 0,5 на максимальное давление

Р = 60 кгс/см при неточности наблю 2 дения 0,25 деления ошибка перепада давления составляет 57 мм рт.ст. Реальная же ошибка при замере перепада давления обычным дифманометром не . превышает 1 мм рт.ст. Таким образом, в рассматриваемом случае точность измерения перепада давления для предлагаемого способа в 57 раз вьые по сравнению с известным.

К другим достоинствам предлагаемого способа относится простота и наглядность его осуществления. Способ не требует специального оборудования для его реализации и позволяет установить непосредственно место утечки (скважина, затрубное пространство или подземная емкость) и величину утечки.

Формула изобретения

Способ испытания на герметичность скважины и подземной емкости, включающиЙ закачку испытательного флюида в скважину при одновременном вытеснении рассола или воды, повышении давления до величины испытательного и выдержку скважины и емкости под испытательным давлением, о т л и ч.а ю шийся тем, что, с целью определения места и величины утечки .в скважине и подземной емкости,производят поинтервальную закачку испы10 тательного флюида одновременно в два трубных пространства скважины, контролируют перепад давлений между этими трубными пространствами в период выдержки скважины и емкости под испытательным давлением, после чего замеряют объем выпущенного иэ скважины флюида, соответствующего изменению перепада давления и определяют .величину утечки по объему выпущенного флюида и продолжительности выдержки.

Источники информации, .принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 245660, кл. 6 01 М 3/02, 1969.

2 .. Временные указания по проектированию и строительству подземных хранилищ в отложениях каменной соли

СН-320-65. M., 1965, с. 31.

96989 2

Составитель Н.Руденко

Редактор В Лилип

Л ипенко Техред М.Коштура корректор A.Ãðèöåíê

Заказ 8339/36 Тираж 623 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и октрытий

113035, Москва, Ж-35, РАушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óærîðîä, ул.Проектная,4