Слайд 2
Дефектометрия обсадных колонн
Цель: контроль состояния обсадных колонн и
выявление их дефектов.
Характеристики ОК, опущенные в скважину:
внутренний диаметр
колонн
толщина стенок
местоположение муфтовых соединений и участков нарушения целостности труб в результате перфорации, трещин и коррозии
местоположение "прихватов" труб горными породами.
Слайд 3
Для контроля состояния ОК применяют методы:
механические;
радиоактивные;
индуктивные;
акустические;
оптические.
Слайд 4
Внутренний диаметр ОК
Определяют с помощью специальных микрокаверномеров
и профилемеров.
Внутренний диаметр необходимо знать для количественной и качественной
интерпретации данных цементометрии, расходометрии и радиометрии, а также для выявления мест коррозии.
Диаметр труб может изменяться под действием горного давления или в результате некоторых операций в скважинах.
Слайд 5
Рис. 1. Результаты трубной профилеметрии одной из эксплуатационных
скважин Оренбургского НГКМ
Измерения проводились трубным профилемером
ПТС сразу после установки обсадных колонн (кривая 1) и спустя два месяца после этого (кривая 2). Если первое измерение показывает почти полное
отсутствие каких-либо деформаций сечения трубы, то на повторном фиксируется значительное "сплющивание» колонны.
Слайд 6
Толщина стенок труб
Может изменяться под воздействием механических напряжений,
коррозии, взрывных работ.
Для определения толщины стенок, кроме трубной профилеметрии,
применяют ГГМ и индукционный метод.
Слайд 7
Приборы, осуществляющие у-у-дефектометрию
Обычно являются комплексными и, кроме дефектометрии,
решают еще и задачи цементометрии скважин. Примером могут служить
скважинные гамма-гамма-дефектомеры-толщиномеры, такие как СГДТ-2 и СГДТ-3.
Слайд 8
Рис. 2. Конструкция гамма-дефектомера- толщиномера СГДТ-3
Прибор представляет собой
комбинацию 2 зондов ГГК, короткого и длинного, с одним
источником.
В качестве источника γ-квантов использован радионуклид Cs. Детектор короткого зонда-толщиномера размещен в 19 см от источника. Это расстояние и углы наклона коллимационных отверстий выбраны так, чтобы интенсивность рассеянного γ-излучения зависела, главным образом, от толщины обсадной колонны.
Слайд 9
Рис. 3. Пример записи результатов
гамма-гамма-толщиномера
Пример диаграммы зонда-толщиномера. Детектор
длинного зонда-дефектомера состоит из 3 (через 120°) сцинтилляционных счетчиков.
Размер длинного зонда (42 см) выбран таким, чтобы на его показания влияла, в основном, плотность среды за стенкой ОК. Между детекторами и источником размещен свинцовый экран. Устранение фона излучения, существующего за счет рассеяния у-квантов скважинной жидкостью, достигается уменьшением зазора между кожухом СП и стенкой ОК до 8-10 мм с помощью стального вытеснителя промывочной жидкости.
В верхней части СП установлен детектор канала ГК, диаграммы которого служат для привязки к разрезу скважины кривых толщиномера и дефектомера. Прибор центрируется в скважине рычагами центрирующих фонарей, обеспечивающих его устойчивое положение по оси скважины при углах наклона до 30°.
Слайд 10
Индукционные дефектомеры
Основаны на принципе электромагнитной дефектоскопии. Скважинный
прибор содержит генераторную и приемную катушки, электромагнитная связь
между которыми осуществляется по обсадным трубам.
Частота переменного тока генератора — 300-400 Гц. Затухание сигнала зависит от толщины стенок труб. По этой причине измеряют либо амплитуду сигнала в приемной катушке, либо сдвиг фаз между сигналами в приемной и генераторной катушках.
Слайд 11
Рис. 4. Пример записи результатов индукционной дефектометрии
Слайд 12
Оптические методы
Включают фотографирование и телепередачу изображения из
скважины. Они используются для изучения состояния обсадных колонн и
фильтров, а в необсаженных скважинах - для изучения геологического разреза. При фотосъемке или передаче изображения стенка скважины освещается лампой-вспышкой. Естественно, жидкость в скважине должна быть прозрачной.
Слайд 13
Акустические методы
Основаны на регистрации упругих волн, отраженных
от стенки скважины.
Амплитуды отраженных волн пропорциональны волновому
сопротивлению отражающей поверхности и несут информацию о её строении.
Слайд 14
Скважинный акустический телевизор (CAT)
Один и тот же пьезоэлектрический
преобразователь используется и для излучения импульсов колебаний высокой частоты
и для измерения отраженного сигнала в промежутках между импульсами. В скважинном приборе преобразователь вращается с частотой 3-4 об/мин. За один оборот излучается около 1000 импульсов ультразвуковых колебаний. Принятые отраженные сигналы усиливаются и поступают в наземную аппаратуру, где обрабатываются на ЭВМ и выводятся на принтер в виде развернутого цветного изображения стенки скважины в УЗ акустических волнах, на котором заметны все дефекты обсадной колонны.
Слайд 15
Рис. 5. Черно-белая копия результатов акустической дефектометрии обсадной
колонны
2865-2880 м - зона смятия колонны
2880-2940 м -
косая желобообразная выемка стенки
Слайд 16
Определение положения соединительных муфт
Простейший локатор муфт (рис.6)
состоит из катушки индуктивности с большим количеством витков и
2-х постоянных стержневых магнитов, установленных по обе стороны от катушки одноименными полюсами навстречу друг другу. Оси катушки и магнитов совпадают. Магнитные силовые линии постоянных магнитов пронизывают катушку индуктивности и замыкаются через трубу. При движении локатора в трубе, имеющей постоянную толщину стенок, магнитные потоки обоих магнитов одинаковы и компенсируют друг друга. Сигнал на выходе катушки индуктивности равен 0. При прохождении локатора мимо стальной соединительной муфты сначала усиливается магнитный поток верхнего магнита, затем - нижнего. На выводах катушки появляется двуполярный импульс напряжения (рис. 6, б), который и регистрируется на поверхности. Амплитуда сигнала достаточно велика, так что никаких усилителей здесь не требуется.
Локатор реагирует и на некоторые повреждения ОК - трещины, перфорационные отверстия. Диаграммы ЛМ используют для точной привязки интервалов перфорации. Муфты служат реперами. Их положение увязывают с маркирующими горизонтами обычных каротажных диаграмм необсаженных скважин путем совместной записи диаграмм ГК и ЛМ. Затем глубину спуска перфораторов проверяют по муфтам колонны. Обычное расстояние между соединительными муфтами - около 10 м.
Слайд 17
Рис. 6. Устройство простейшего локатора муфт (а) и
вид диаграммы локатора (б)
Слайд 18
Определение мест прихвата
Осуществляют с помощью приборов, называемых прихватоопределителями.
Эти приборы используют изменение магнитных свойств ОК, связанное с
ее механическим напряжением. Как известно, выше прихвата напряжение меньше (здесь трубы как бы опираются на породу), чем под ним. Прихватоопределители так же, как и локатор муфт, содержат катушку индуктивности и пару постоянных магнитов, магнитный поток которых замыкается через стенку колонны и пересекает витки катушки индуктивности (рис. 7). Катушка индуктивности включена в качестве частотозадающего элемента в схему LC-генератора. Когда при переходе через место прихвата меняется механическое напряжение в трубах, это вызывает изменение их магнитной проницаемости и, как следствие, - изменение частоты сигнала на выходе генератора.
Слайд 19
Рис. 7. Устройство прихватоопределителя фирмы «Хомко» (а) и
изменение частоты его сигнала при пересечении места прихвата обсадной
колонны (б) по Р. Дебранду, 1972
Слайд 20
Рис 8. Определение местоположения прихвата обсадной колонны с
помощью локатора муфт: 1- первичная диаграмма локатора; 2 —
после простановки магнитных меток; 3 – после закручивания колонны
Положение "прихвата" можно определить и с помощью обычного локатора муфт.
Слайд 21
Сначала снимают обычную диаграмму ЛМ (кривая 1). Затем
в скважину опускают намагничивающее устройство и через определенный интервал
ставят на колонне магнитные метки - намагничивают небольшие участки ОК. Снова снимают диаграмму ЛМ (кривая 2), на которой будут отбиты уже не только соединительные муфты, но и магнитные метки. На диаграмме 2 они помечены точками. После этого трубу подвергают механическому усилию — начинают вытаскивать ее с помощью специальных домкратов или закручивать. Это механическое воздействие вызывает размагничивание магнитных меток, и они исчезают. Но ниже прихвата механическое усилие не передается, и магнитные метки там сохраняются. Еще раз снимают диаграмму ЛМ (кривая 3). По промежутку, где исчезают магнитные метки, определяют положение прихвата. После этого труба может быть обрезана выше места прихвата и извлечена на поверхность для повторного использования.
