RU1542143C

RU1542143C - Method for monitoring and regulation of injection of cement mortar in reverse well cementing

Info

Publication number: RU1542143C
Authority: RU
Inventors: Д.А. Бернштейн; И.М. Барский; В.А. Напольский; А.Д. Бернштейн; В.Н. Макаров; К.З. Галиев
Original assignee: НПФ "Геофизика"
Priority date: 1987-10-21
Filing date: 1987-10-21
Publication date: 1994-12-15

Abstract

FIELD: gas and oil well downhole logging. SUBSTANCE: method for monitoring and regulation of injection of cement mortar in reverse well cementing is based on registration of parameters of mud and cement mortar in course of injection into well and detection of injection end by change of one registered parameter. Density of mud and cement mortar is registered simultaneously in casing string-borehole annulus and inside casing string, and registered values of ascending flow in casing string. Injection end is detected by maximum density of mud in casing string-borehole annulus and values of mud density inside casing string. It corresponds to density of mud displaced from casing string-borehole annulus. In case of overpumping of cement mortar, it is forced back to casing string-borehole annulus by increasing pressure in casing string. EFFECT: higher confidence and reduced labor input. 2 dwg

Description

Изобретение относится к промыслово-геофизическим исследованиям нефтегазовых скважин и предназначено для контроля цементирования скважин. The invention relates to field geophysical studies of oil and gas wells and is intended to control cementing of wells.

Целью изобретения является повышение достоверности и снижение трудоемкости способа. The aim of the invention is to increase the reliability and reduce the complexity of the method.

На фиг.1 изображен нижний интервал контролируемой скважины; на фиг.2 - диаграммы регистрируемой плотности растворов. Figure 1 shows the lower interval of the monitored well; figure 2 - chart recorded density of solutions.

Способ основан на регистрации параметров бурового и цементного растворов в процессе закачки в скважину и определении конца закачки по изменению одного из регистрируемых параметров. При осуществлении способа производят одновременную регистрацию значений плотности растворов в затрубном пространстве и внутри обсадной колонны. Сопоставляют регистрируемые значения плотности нисходящего по затрубному пространству и восходящему внутри обсадной колонны растворов. О конце закачки судят по максимальной величине плотности раствора в затрубном пространстве, соответствующей плотности закачиваемого цементного раствора, и значение плотности раствора внутри обсадной колонны, соответствующей плотности бурового раствора, вытесняемого из затрубного пространства. При этом в случае перекачки цементного раствора производят продавливание последнего из колонны обратно в затрубное пространство путем повышения гидравлического давления в колонне на устье скважины. The method is based on recording the parameters of drilling and cement slurries during the injection into the well and determining the end of the injection by changing one of the registered parameters. When implementing the method, simultaneous registration of the density values of the solutions in the annulus and inside the casing is carried out. The recorded values of the density descending along the annulus and ascending inside the casing of the solutions are compared. The end of the injection is judged by the maximum density of the mortar in the annulus corresponding to the density of the injected cement, and the density of the fluid inside the casing corresponding to the density of the drilling fluid displaced from the annulus. In this case, in the case of pumping cement, the latter is forced through the column back into the annulus by increasing the hydraulic pressure in the column at the wellhead.

Размещение скважинных приборов при контроле цементирования показано на фиг.1. The placement of downhole tools for cementing control is shown in figure 1.

Измерительное устройство перед закачкой цементного раствора опускают на кабеле 1 в осадную колонну 2 и устанавливают над ее башмаком 3 ниже продуктивного пласта 4. Измерительное устройство выполнено в виде двух приборов типа СГДТ-3 и ГГП-П, первый прибор 5 позволяет регистрировать плотность раствора, нисходящего по затрубному пространству 6, а второй прибор 7 - плотность раствора 8, восходящего внутри обсадной колонны 2. В каждом приборе расположены соответственно источники 9 и 10 гамма-излучения и детекторы 11 и 12 гамма-излучения. The measuring device before the injection of cement mortar is lowered on the cable 1 into the siege column 2 and installed above its shoe 3 below the reservoir 4. The measuring device is made in the form of two devices of the type SGDT-3 and GGP-P, the first device 5 allows you to register the density of the solution, downstream in the annulus 6, and the second device 7 is the density of the solution 8, ascending inside the casing 2. In each device there are respectively sources 9 and 10 of gamma radiation and detectors 11 and 12 of gamma radiation.

В процессе закачки приборами 5 и 7 регистрируют одновременно в координате времени значения плотности растворов соответственно в затрубном пространстве (см. фиг.2, диаграмма А) и внутри обсадной колонны (фиг.2, диаграмма Б). Цементный раствор 13 в процессе закачки при движении вниз по затрубному пространству вытесняет буровой раствор 8, который из затрубного пространства через башмак 3 заходит внутрь обсадной колонны 2 и, поднимаясь по колонне, выходит на поверхность через специальное отверстие в заливочной головке. Пока цементный раствор, двигаясь вниз по затрубному пространству, не достигнет местоположения измерительной установки, оба прибора (СГДТ-3 и ГГП-П) регистрируют одинаковые значения плотности, соответствующие плотности вытесняемого из затрубного пространства бурового раствора (в данном случае, как следует из фиг.2, они составляют около 1,18 г/см³). Как только цементный раствор доходит до глубины местоположения измерительной установки, прибор СГДТ-3 регистрирует резкое повышение значения плотности, причем это повышение, как следует из фиг.2 (диаграмма А), наблюдают в течение примерно 20-30 с, затем значение плотности стабилизируется на уровне 1,85 г/см³, которое соответствует плотности закачиваемого цементного раствора. При этом второй прибор (ГГП-П) продолжает регистрировать (диаграмма Б) значение плотности, соответствующее плотности бурового раствора (примерно 1,2 г/см³).In the process of pumping devices 5 and 7 register simultaneously in the coordinate of time the values of the density of the solutions, respectively, in the annulus (see figure 2, chart A) and inside the casing (figure 2, chart B). Cement mortar 13 during the process of pumping down the annulus displaces the drilling fluid 8, which from the annulus through the shoe 3 enters the casing 2 and, rising along the string, comes to the surface through a special hole in the filling head. Until the cement slurry, moving down the annulus, reaches the location of the measuring installation, both devices (SGDT-3 and GGP-P) record the same density values corresponding to the density of the drilling fluid displaced from the annulus (in this case, as follows from FIG. 2, they are about 1.18 g / cm ³ ). As soon as the cement mortar reaches the depth of the location of the measuring installation, the SGDT-3 device registers a sharp increase in the density value, and this increase, as follows from Fig. 2 (diagram A), is observed for about 20-30 s, then the density value is stabilized by level of 1.85 g / cm ³ , which corresponds to the density of the injected cement. In this case, the second device (GGP-P) continues to record (diagram B) a density value corresponding to the density of the drilling fluid (approximately 1.2 g / cm ³ ).

Конец операции закачки цементного раствора ("Стоп") был выбран примерно через 30 с после начала повышения значения плотности раствора, нисходящего по затрубному пространству, и пример через 10-15 с после достижения максимальных значений плотности и ее стабилизации, т.е. в интервале времени, когда регистрируемое значение плотности раствора, нисходящего по затрубному пространству, достигает максимальной величины, соответствующей плотности закачиваемого цементного раствора, а значение плотности раствора, восходящего внутри обсадной колонны, еще соответствует плотности бурового раствора, вытесняемого из затрубного пространства. При этом с высокой достоверностью можно считать, что затрубное пространство до башмака колонны заполнено качественным цементным раствором, цементный раствор не поднялся внутри обсадной колонны на значительную высоту, т.е. отсутствует крайне нежелательный переподъем цементного раствора внутри колонны. The end of the cement mortar injection operation (“Stop”) was chosen approximately 30 seconds after the start of increasing the density of the solution descending along the annulus, and an example 10-15 seconds after reaching the maximum density values and its stabilization, i.e. in the time interval when the recorded value of the density of the solution descending through the annulus reaches a maximum value corresponding to the density of the injected cement, and the density of the solution rising inside the casing still corresponds to the density of the drilling fluid displaced from the annulus. At the same time, it can be considered with high reliability that the annulus to the shoe of the string is filled with high-quality cement mortar, the cement slurry did not rise to a considerable height inside the casing, i.e. there is no extremely undesirable over-lifting of the cement mortar inside the column.

Использование изобретения позволяет значительно повысить достоверность контроля и регулирования входа цементного раствора в обсадную колонну при обратном цементировании. The use of the invention can significantly improve the reliability of control and regulation of the entrance of cement into the casing during reverse cementation.

Кроме того, контроль и регулирование осуществляют не по одному значению, которое может быть определено весьма условно и субъективно, а благодаря тому, что измеряют одновременно значения плотности растворов раздельно в обсадной колонне и затрубном пространстве. In addition, control and regulation is carried out not by a single value, which can be determined very conditionally and subjectively, but due to the fact that they measure simultaneously the density of solutions separately in the casing and annulus.

При реализации способа не требуется проведения дополнительных работ, связанных с использованием радиоактивных изотопов, требующих применения специальной аппаратуры и оборудования, а также дополнительного обслуживания персонала и дополнительных затрат времени. When implementing the method does not require additional work associated with the use of radioactive isotopes, requiring the use of special equipment and equipment, as well as additional staff and additional time.

Claims

METHOD FOR MONITORING AND REGULATING THE CEMENT MORTGAGE INJECTION PROCESS DURING REVERSE CEMENTING OF WELLS, based on recording the parameters of drilling and cement slurries during the injection process and determining the end of the injection by changing one of the registered parameters, characterized in that, in order to increase the reliability and reduce the complexity of the method, simultaneous registration of density values of solutions in the annulus and inside the casing string, the recorded density values are compared downward According to the annulus and ascending inside the casing, the end of the injection is judged by the maximum value of the density of the solution in the annulus, corresponding to the density of the injected cement, and the density of the solution inside the casing, corresponding to the density of the drilling fluid displaced from the annulus, while in the case of pumping cement mortar, the latter is forced through the column back into the annulus by increasing the hydraulic pressure Nia in the column at the wellhead.