Файл: Анализ применяемых технологий для восстановления.doc

⁹⁵ с Т_1/2 = 65 суток, железа Fe⁵⁹ с Т_1/2 = 45 суток, йода I¹³¹ с Т_1/2 = 8 суток

Автор [20] отмечает, что на момент написания книги (1967 г.) все нагнетательные скважины были исследованы методом радиоактивных индикаторов, а многие из них – неоднократно, особенно после прострела новых пластов, ГРП и других мероприятий. Это позволяло определить, какие пласты в скважине принимают воду и какие не принимают, а также выявить наличие нарушений герметичности ОК, через которые шел отток воды.

Метод радиоактивных изотопов особенно ценен тем, что позволяет выделять в разрезах скважин трещинные и кавернозные породы-коллекторы. К недостаткам относят дороговизну проведения данной операции, а также тот факт, что невозможно получить количественную оценку приемистости.

Важно то, что, регистрируя изменения интенсивности гамма-излучения после закачки радиоактивных изотопов, можно выделить интервалы, принимающие и отдающие флюид, в том числе через места нарушения герметичности колонны, а также определить направление перетоков жидкости за ЭК.

Акустический контроль качества цементирования скважин (АКЦ)

Контроль качества цементирования скважин проводится с целью получения сведений о герметичности затрубного пространства по всему зацементированному интервалу. Основная задача заключается в том, чтобы установить наличие или отсутствие каналов межпластового сообщения в цементном камне и в зонах его контакта с породой и обсадной колонной до перфорации продуктивных объектов. Как было сказано ранее, неправильно подобранный состав цементного раствора и некачественное выполнение самого процесса цементирования могут стать первопричиной нарушения герметичности ОК и ЭК, в частности.

Акустические методы исследования скважин основаны на изучении полей упругих колебаний (упругих волн) в звуковом и ультразвуковом диапазонах частот. Акустические методы можно подразделить на пассивные и активные.

Пассивными методами изучают колебания, создаваемые различными естественными причинами, но основное применение получили активные методы (методы искусственных акустических полей), в которых изучают распространение волн от излучателя, расположенного в скважинном приборе. Существует две основные модификации метода [21]:

а) модификация, основанная на изучении времени прихода (скорости

распространения) волн и называемая акустическим методом по скорости волн;

б) модификация, основанная на изучении амплитуды колебаний и

---

называемая акустическим методом по затуханию волн.

Метод АКЦ основан на возбуждении импульса упругих колебаний и регистрации волн, прошедших через жидкость, колонну, цемент и горные породы, на заданном расстоянии от излучателя в одной или нескольких точках на оси скважины. Возбуждение и регистрация упругих волн при АКЦ осуществляется с помощью электроакустических преобразователей.

Если колонна обсадных труб свободна, не связана с цементом, то упругая волна распространяется непосредственно по металлу колонны с постоянной скоростью и с малой потерей энергии. Амплитуда волны по колонне сохраняется максимальной. Несцементированная колонна на волновой картине отмечается мощным долго не затухающим сигналом упругих волн.

В случае жесткого контакта колонны с цементом упругие колебания, распространяясь по колонне, возбуждают колебания в цементном камне. Прохождение волны по цементу характеризуется снижением скорости распространения волны и значительными потерями энергии. В результате возрастает время прохождения волны и снижается амплитуда проходящей волны.

В высокоскоростных разрезах, где различить однозначно волны, распространяющиеся по горной породе и по колонне, только по времени их вступления трудно, оценить качество цементирования помогает частотная характеристика волн. Установлено, что частота продольных волн в горных породах возрастает с увеличением скорости их распространения, однако во всех случаях остается ниже частоты волны, распространяющейся по колонне (при частоте излучателя 25 кГц) [22].

Хорошее качество цементирования в высокоскоростном разрезе отмечается на волновой картине неискаженным импульсом продольной волны частотой ниже 25 кГц и амплитудой, коррелирующейся с её величиной, полученной до обсадки скважины, а также наличием поперечной волны частотой ниже 20 кГц. В высокоскоростном разрезе при частичном цементировании колонны сигнал с момента времени представлен волнами различной частоты. Этот признак позволяет отличить по волновой картине частичное цементирование от хорошего

Метод акустического контроля скважин является одним из основных для определения мест потери цементного кольца и нарушения герметичности колонны, но его недостатком является сильное искажение результатов исследования при наличии газа в скважинной жидкости в больших объемах. Это связано с тем, что при прохождении упругой волны через газ она сильно затухает.

---

Гамма-гамма контроль цементирования скважин (ГГКЦ)

Гамма-гамма цементометрия является модификацией метода гаммагамма каротажа и служит для определения качества цементирования обсадных колонн (высоты подъема цемента и его плотности, оценки эксцентриситета колонны) и контроля технического состояния колонн (измерение толщины стенки колонн, определение местоположения муфт, фонарей и дефектов).

В ходе данного метода регистрируют интенсивность рассеянного гаммаизлучения с помощью зонда, содержащего импульсный источник среднеэнергетического гамма-излучения и детектор рассеянного гаммаизлучения. Обычно в этих целях используют скважинный гамма-дефектомертолщиномер (СГДТ). Вертикальная разрешающая способность – 40 см, горизонтальная разрешающая способность – 15 см.

Прибор СГДТ в общем виде состоит из источника гамма-квантов и нескольких радиальных приемников. Приемники служат для регистрации рассеянного гамма-излучения по периметру и стволу скважины четырьмя коллимированными детекторами малого зонда (толщиномер) и восемью коллимированными детекторами большого зонда (плотномер). Результаты представляются в виде аналоговых диаграмм плотности и толщины, соответствующих восьми детекторам большого зонда и четырем детекторам малого зонда, а также в виде разверток обсадной колонны и заколонного кольцевого пространства, на которых в виде цветовой индикации выделяют дефекты в цементном кольце и колонне [23].

Недостатком метода является его малая эффективность при разности плотностей цементного камня и промывочного раствора менее, чем на 0.5-0.7 г/см³. Также ограничение существует по углу наклона скважины: он должен быть не более 50°.

Шестикомпонентный анализ воды

Этот способ является лишь индикатором, то есть он сигнализирует о том, что в каком-то месте колонны произошло нарушение герметичности и в скважину поступает вода с другого, ранее не вскрытого горизонта. Метод применяется для определения состава воды, полученной из скважины. Анализ основан на определении шести основных ионов: Cl^–, SO₄^2–, HCO₃^–, Ca₂⁺, Mg₂⁺, Na⁺. Помимо этого, находят рН, общую минерализацию воды, жесткость, плотность, содержании сухого остатка, нефтепродуктов, железа и механических примесей. На основе полученных данных делают сравнительный анализ с уже имеющимися результатами и делают вывод о прорыве воды в скважину с водоносных пластов.

---

Таким образом, существует множество способов и исследований, которые позволяют определить наличие негерметичного участка в эксплуатационной колонне, а также установить его расположение. Обычно применяются сразу несколько методов одновременно, чтоб повысить точность исследований и минимизировать финансовые затраты. Этот шаг является крайне необходимым для восстановления герметичности и повышения эффективности нефтедобычи.

---

2.3 Обзор технологических операций для восстановления

герметичности эксплуатационной колонны

Среди существующих способов РИР по восстановлению герметичности ЭК в наибольшем количестве представлены методы закачки тампонажных растворов. Выбор того или иного состава зависит от различных факторов: характера нарушения ЭК, протяженности дефектов, приемистости в данном интервале, температурных условий и так далее.

Основные требования, предъявляемые к тампонажным составам при РИР:

• 
  тампонажный раствор должен обладать достаточными для проведения работ временем загустевания и сроками схватывания, определенной водоудерживающей способностью и не расслаиваться в состоянии покоя на жидкую и твердую фазы, а также низкой водоотдачей, которая позволяет уменьшить загрязнение породы фильтратом раствора;
  
• 
  создаваемый цементный камень должен быть коррозионно-устойчивым в агрессивных пластовых средах;
  
• 
  время схватывания должно быть регулируемым, а срок между началом загустевания и затвердеванием должен быть коротким;
  
• 
  цементный камень должен иметь высокие прочностные характеристики на сжатие, изгиб и растяжение.
  

В разных кругах тампонажные растворы классифицируют по-разному. После проведенного анализа, авторы статьи [24] разделили все технологические жидкости, используемые в процессе РИР, в зависимости от их состава на 3 группы, которые включают в себя еще несколько подгрупп:

1. 
   материалы на углеводородной основе:
   
   1. 
      гидрофобизирующий и эмульгирующий раствор ПАВ;
      
   2. 
      эмульсионный тампонажный раствор на углеводородной основе (ЭТРУО);
      
   3. 
      селективная гелеобразующая жидкость «БОНПАК»;
      
   4. 
      безводный тампонажный раствор;
      
2. 
   материалы на водной основе:
   
   1. 
      полимерные системы;
      
   2. 
      осадкообразующие системы;
      
   3. 
      цементные растворы:
      
3. 
   смолы.
   

Тампонирование является самым распространенным и часто используемым методом, в связи с чем существует огромное множество растворов с различными составами. Практика демонстрирует, что основными при восстановлении герметичности ЭК, являются: цементные растворы, смолы, полимеры и их производные, в том числе смеси друг с другом.

Многолетний опыт показал, что использование жидкостей на основе стандартного цемента считается малоэффективным, так как положительные результаты достигаются лишь многократным повторением операции. В связи с этим разработаны модификации с применением различных добавок и реагентов, а также материалы на основе других композиций.

---