RU132484U1

RU132484U1 - SYSTEM OF CONTROL OF TECHNICAL CONDITION OF EXISTING WELLS

Info

Publication number: RU132484U1
Application number: RU2013114224/03U
Authority: RU
Inventors: Сергей Алексеевич Егурцов; Юрий Владимирович Иванов; Татьяна Владимировна Скрынник
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ИННОВАЦИОННЫЕ НЕФТЕГАЗОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ"
Priority date: 2013-04-01
Filing date: 2013-04-01
Publication date: 2013-09-20

Abstract

1. Система контроля технического состояния действующих скважин, содержащая датчики акустической эмиссии, установленные на верхних торцах колонн контролируемых скважин с возможностью акустического контакта с колоннами, блоки вторичной регистрирующей аппаратуры, радиомодемы и диспетчерский пункт с радиомодемом и многоканальным регистратором, при этом выходы датчиков акустической эмиссии связаны со входами соответствующих блоков вторичной и регистрирующей аппаратуры, выходы которых через соответствующие радиомодемы связаны по радиоканалам с радиомодемом диспетчерского пункта, причем выход радиомодема диспетчерского пункта подключен к многоканальному регистратору, отличающаяся тем, что каждая контролируемая скважина дополнительно снабжена аппаратурой геофизического каротажа.2. Система по п.1, отличающаяся тем, что аппаратура геофизического каротажа выполнена в виде скважинного комплекса спектрометрического радиоактивного каротажа.1. A system for monitoring the technical condition of existing wells, containing acoustic emission sensors installed on the upper ends of the columns of monitored wells with the possibility of acoustic contact with the columns, blocks of secondary recording equipment, radio modems and a control room with a radio modem and multi-channel recorder, while the outputs of the acoustic emission sensors are connected with the inputs of the corresponding blocks of the secondary and recording equipment, the outputs of which are connected through the corresponding radio modems for channels with the radio control station, wherein the radio control station output is connected to a multichannel recorder, characterized in that each hole is further provided with the controlled apparatus geophysical karotazha.2. The system according to claim 1, characterized in that the geophysical logging equipment is made in the form of a borehole complex of spectrometric radioactive logging.

Description

Полезная модель относится к области нефтегазовой промышленности и может быть использована при разработке и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений.The utility model relates to the field of oil and gas industry and can be used in the development and operation of oil and gas fields.

Известна система контроля технического состояния скважин /Патент РФ №117970, кл. Е21В 47/007, G01V 1/16, 2011/.A known system for monitoring the technical condition of wells / RF Patent No. 117970, class. Е21В 47/007, G01V 1/16, 2011 /.

Данная система принята за прототип.This system is adopted as a prototype.

В прототипе система контроля технического состояния действующих скважин содержит датчики акустической эмиссии, установленные на верхних торцах колонн контролируемых скважин с возможностью акустического контакта с колоннами, блоки вторичной и регистрирующей аппаратуры, радиомодемы и диспетчерский пункт с радиомодемом и многоканальным регистратором, при этом выходы датчиков акустической эмиссии связаны со входами соответствующих блоков вторичной и регистрирующей аппаратуры, выходы которых через соответствующие радиомодемы связаны по радиоканалам с радиомодемом диспетчерского пункта, причем выход радиомодема диспетчерского пункта подключен к многоканальному регистратору.In the prototype, the system for monitoring the technical condition of operating wells contains acoustic emission sensors installed on the upper ends of the columns of monitored wells with the possibility of acoustic contact with the columns, blocks of secondary and recording equipment, radio modems and a control room with a radio modem and a multi-channel recorder, while the outputs of the acoustic emission sensors are connected with the inputs of the respective blocks of the secondary and recording equipment, the outputs of which are connected through the corresponding radio modems s on the radio channels with the radio modem of the control room, and the output of the radio modem of the control room is connected to the multi-channel recorder.

В известной модели датчики акустической эмиссии расположены не только на верхних торцах скважин, но и внутри колонны исследуемых скважин. Последнее обстоятельство позволяет оценить место расположения развития дефекта в скважине между соседними датчиками. Однако точное определение места развития дефекта в скважине в прототипе не представляется возможным. При этом уменьшение пространственного шага между датчиками для повышения точности контроля расположения дефекта, наталкиваются на удорожание системы и трудности извлечения из колонны вышедших из строя датчиков. Это является первым недостатком системы.In the known model, acoustic emission sensors are located not only at the upper ends of the wells, but also inside the string of the studied wells. The latter circumstance allows us to assess the location of the development of the defect in the well between adjacent sensors. However, the exact determination of the location of the defect in the well in the prototype is not possible. At the same time, a decrease in the spatial step between the sensors in order to increase the accuracy of controlling the location of the defect runs into a rise in the cost of the system and difficulties in extracting failed sensors from the column. This is the first drawback of the system.

Вторым недостатком прототипа является невозможность с его помощью определить характер и причины появления дефектов скважины (плохое качество цементирования, влияние коррозии, особенности литологического разреза и т.п.).The second disadvantage of the prototype is the inability to determine the nature and causes of the appearance of defects in the well (poor quality of cementing, the effect of corrosion, features of the lithological section, etc.).

Техническим результатом, получаемым от внедрения полезной модели, является устранение недостатков прототипа, то есть повышение информационных и точностных возможностей системы.The technical result obtained from the implementation of the utility model is to eliminate the disadvantages of the prototype, that is, to increase the information and accuracy capabilities of the system.

Данный технический результат достигается за счет того, что в известной системе контроля технического состояния действующих скважин, содержащей датчики акустической эмиссии, установленные на верхних торцах колонн контролируемых скважин с возможностью акустического контакта с колоннами, блоки вторичной регистрирующей аппаратуры, радиомодемы и диспетчерский пункт с радиомодемом и многоканальным регистратором, при этом выходы датчиков акустической эмиссии связаны со входами соответствующих блоков вторичной и регистрирующей аппаратуры, выходы которых через соответствующие радиомодемы связаны по радиоканалам с радиомодемом диспетчерского пункта, причем выход радиомодема диспетчерского пункта подключен к многоканальному регистратору, каждая контролируемая скважина дополнительно снабжена аппаратурой геофизического каротажа.This technical result is achieved due to the fact that in the known system for monitoring the technical condition of operating wells containing acoustic emission sensors installed on the upper ends of the columns of monitored wells with the possibility of acoustic contact with the columns, blocks of secondary recording equipment, radio modems and a control room with a radio modem and multi-channel the recorder, while the outputs of the acoustic emission sensors are connected to the inputs of the respective blocks of the secondary and recording apparatus The outputs of which through the corresponding radio modems are connected via radio channels to the radio modem of the control room, and the output of the radio modem of the control room is connected to a multichannel recorder, each monitored well is additionally equipped with geophysical logging equipment.

Аппаратура геофизического каротажа выполнена в виде скважинного комплекса спектрометрического радиоактивного каротажа.The geophysical logging equipment is made in the form of a borehole complex of spectrometric radioactive logging.

Полезная модель поясняется чертежами. На фиг.1 представлена схема системы контроля технического состояния действующих скважин, на фиг.2 - диаграмма, поясняющая работу системы.The utility model is illustrated by drawings. Figure 1 presents a diagram of a system for monitoring the technical condition of existing wells, figure 2 is a diagram explaining the operation of the system.

Система содержит контролируемые скважины 1₁...1_n, на колоннах которых с возможностью акустического контакта установлены датчики 2₁...2_n акустической эмиссии (ДАЭ 2). Выходы ДАЭ 2 подключены ко входам многоканальных блоков 3₁...3_n вторичной и регистрирующей аппаратуры (БВРА 3), выполненных, например, в виде соответствующих последовательно соединенных усилителей, аналого-цифровых преобразователей и компьютеров.The system contains monitored wells 1 ₁ ... 1 _n , on the columns of which acoustic emission sensors 2 ₁ ... 2 _{n of} acoustic emission (DAE 2) are installed with the possibility of acoustic contact. The outputs of the DAE 2 are connected to the inputs of the multi-channel blocks 3 ₁ ... 3 _{n of the} secondary and recording equipment (BVRA 3), made, for example, in the form of corresponding series-connected amplifiers, analog-to-digital converters and computers.

Выходы БВРА 3 через соответствующие мультиплексоры (на чертеже не показаны) соединены с управляющими входами соответствующих радиомодемов 4₁...4_n.The outputs of the BVRA 3 through the corresponding multiplexers (not shown in the drawing) are connected to the control inputs of the corresponding radio modems 4 ₁ ... 4 _n .

Каждый из радиомодемов 4₁...4_n по радиоканалам связан с диспетчерским пунктом 5, на котором расположен центральный компьютер.Each of the radio modems 4 ₁ ... 4 _n is connected via radio channels to the control room 5, on which the central computer is located.

Радиосвязь контролируемых скважин 1 может быть заменена кабельной связью. БВРА 3 могут быть установлены в едином диспетчерском пункте 5 (на чертеже данный вариант не приведен).The radio communication of the monitored wells 1 can be replaced by cable communication. BWRA 3 can be installed in a single control room 5 (this option is not shown in the drawing).

ДАЭ 2 расположены на верхних торцах колонн исследуемых скважин 1. В этом случае производить обслуживание, замену и ремонт используемых ДАЭ 2 особенно удобно.DAE 2 are located on the upper ends of the columns of the studied wells 1. In this case, it is especially convenient to carry out maintenance, replacement and repair of the used DAE 2.

Но для случаев, когда необходимо определение места появления дефекта в колонне, ДАЭ 2 располагают на боковых стенках колонн контролируемых скважин 1, например, с равномерно пространственным шагом.But for cases when it is necessary to determine the place of occurrence of a defect in the column, DAE 2 is placed on the side walls of the columns of the monitored wells 1, for example, with a uniformly spatial step.

Особенностью системы является наличие в исследовательском комплексе каждой скважины дополнительной аппаратуры геофизического каротажа.A feature of the system is the presence in the research complex of each well of additional geophysical logging equipment.

Аппаратура состоит из традиционных для каротажных систем скважинного прибора 6, каротажного кабеля 7, спуско-подъемного устройства 8 и геофизической лаборатории 9.The equipment consists of the traditional for logging systems downhole tool 6, logging cable 7, hoisting device 8 and the geophysical laboratory 9.

В общем случае геофизический каротаж, проводимый с помощью аппаратуры 6...9, может быть любым: электрическим, электромагнитным, магнитным, электрохимическим, сейсмическим, акустическим, барометрическим, термическим, гравитационным и т.д.In the general case, geophysical logging carried out using equipment 6 ... 9 can be anything: electrical, electromagnetic, magnetic, electrochemical, seismic, acoustic, barometric, thermal, gravity, etc.

Однако наиболее информативным в данном случае оказался спектрометрический радиоактивный каротаж.However, the most informative in this case was the spectrometric radioactive logging.

Системы контроля технического состояния действующих скважин работает следующим образом.System monitoring the technical condition of existing wells works as follows.

При появлении в колоннах скважин 1₁...1_n элементов объема, испытывающих изменения напряженного состояния, появляются сигналы акустической эмиссии в виде колебаний поверхности образца. Эти сигналы воспринимаются ДАЭ 2 и могут служить «предвестниками» появления дефектов в скважине, например, для раннего распознавания трещин в колоннах / «Ультразвук» Маленькая энциклопедия. Гл. ред. И.П.Голльмина. Изд-во «Сов. энц». М. 1979, с.391-393/.When 1 ₁ ... 1 _n volume elements that experience changes in the stress state appear in the drill string, acoustic emission signals appear in the form of vibrations of the sample surface. These signals are perceived by DAE 2 and can serve as “precursors” of defects in the well, for example, for early recognition of fractures in the columns / Ultrasound Small Encyclopedia. Ch. ed. I.P. Gollmina. Publishing House “Sov. enz. " M. 1979, p. 391-393 /.

Выходные сигналы с ДАЭ 2, установленных на колоннах скважин 1 с развивающимися дефектами, направляются через БВРА 3 на управляемые входы соответствующих радиомодемов 4, которые по радиоканалу переправляют сигналы на диспетчерский пункт 5.The output signals from DAE 2 installed on the casing of wells 1 with developing defects are sent through BVRA 3 to the controlled inputs of the corresponding radio modems 4, which forwarded the signals to the control room 5 via the radio channel.

В диспетчерском пункте принимается решение о техническом состоянии скважины.In the control room, a decision is made on the technical condition of the well.

При этом если техническое состояние какой-либо скважины вызывает опасение, то именно для этой действующей скважины проводится более дорогостоящие каротажные исследования, например, с помощью комплекса радиоактивного спектрометрического каротажа (КРСК), который реализует исследования действующих скважин с помощью спектрометрических ядерно-физических методов (ЯФМ).Moreover, if the technical condition of any well causes concern, it is for this active well that more expensive logging studies are carried out, for example, using a complex of radioactive spectrometric logging (KRS), which implements studies of existing wells using spectrometric nuclear-physical methods (NFM) )

Данные методы позволяют провести мониторинг состояния цементного камня в скважине без вывода последней из эксплуатации.These methods allow monitoring the state of cement stone in the well without the last decommissioning.

Так на фиг.2 представлены результаты определений качества цементажа с помощью КРСК.So figure 2 presents the results of determining the quality of cementation using KRSK.

Исследования выполнены через насосно-компрессорную трубу (НКТ) в газонаполненном стволе скважины и без НКТ - в водонаполненном (т.е. в работающей и заглушенной скважинах). Полученные данные хорошо коррелируют между собой.The studies were performed through a tubing in a gas-filled wellbore and without tubing in a water-filled well (i.e., in working and plugged wells). The data obtained correlate well with each other.

Таким образом, результаты определения степени заполнения заколонного пространства цементным камнем можно использовать для экспресс-анализа состояния цементного камня при мониторинге работающей скважины.Thus, the results of determining the degree of filling annular space with cement stone can be used for express analysis of the state of cement stone in monitoring a working well.

Спектрометрические ЯФМ позволяют также повысить достоверность геолого-геофизической информации; определить характер насыщения коллекторов; «нейтронную» водонасыщенную пористость горных пород; получить объемную литологическую модель и модель глинистых отложений; оценить нейтронные и гамма-лучевые параметры переноса излучения, характеризующие ядерные свойства излучаемых горных пород, в том числе - плотность горных пород.Spectrometric NMFs can also increase the reliability of geological and geophysical information; determine the nature of saturation of the collectors; "Neutron" water-saturated porosity of rocks; to obtain a volumetric lithological model and a model of clay deposits; to evaluate the neutron and gamma-ray radiation transfer parameters characterizing the nuclear properties of the radiated rocks, including the rock density.

Таким образом применение дополнительных каротажных исследований позволит не только точно определить место расположения развивающегося дефекта в скважине, но и выяснить причины, приводящие к появлению этого дефекта. Причем все исследования проводятся без глушения действующей скважины.Thus, the use of additional logging studies will not only accurately determine the location of the developing defect in the well, but also find out the reasons leading to the appearance of this defect. Moreover, all studies are conducted without killing the existing well.

Claims

1. A system for monitoring the technical condition of existing wells, containing acoustic emission sensors installed on the upper ends of the columns of monitored wells with the possibility of acoustic contact with the columns, blocks of secondary recording equipment, radio modems and a control room with a radio modem and multi-channel recorder, while the outputs of the acoustic emission sensors are connected with the inputs of the corresponding blocks of the secondary and recording equipment, the outputs of which are connected through the corresponding radio modems for channels with the radio control station, wherein the radio control station output is connected to a multichannel recorder, characterized in that each well is controlled apparatus is further provided with a geophysical logging.

2. The system according to claim 1, characterized in that the geophysical logging equipment is made in the form of a borehole complex of spectrometric radioactive logging.