RU2171888C2 - Method of monitoring of annular sealing - Google Patents
Method of monitoring of annular sealing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2171888C2 RU2171888C2 RU99110326A RU99110326A RU2171888C2 RU 2171888 C2 RU2171888 C2 RU 2171888C2 RU 99110326 A RU99110326 A RU 99110326A RU 99110326 A RU99110326 A RU 99110326A RU 2171888 C2 RU2171888 C2 RU 2171888C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gamma
- radioisotope
- monitoring
- lived
- cement
- Prior art date
Links
Landscapes
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к строительству и эксплуатации нефтяных и газовых скважин, в частности к мониторингу состояния герметичности затрубного пространства в эксплуатационных, разведочных, наблюдательных и другого назначения скважинах. The invention relates to the construction and operation of oil and gas wells, in particular to monitoring the state of tightness of the annulus in production, exploration, observation and other purposes wells.
Известно, что заколонные перетоки могут возникать в скважинах, обсаженных колонной, из-за нарушения герметичности заколонного пространства как в процессе бурения, в результате ударных (механических) воздействий бурильного инструмента на обсадную колонну, так и в ходе длительной эксплуатации скважин, по причине химико-физических воздействий и другим причинам (Руководство по применению промыслово-геофизических методов для контроля за разработкой нефтяных месторождений. - М.: Недра, 1978. - 256 с.). It is known that annulus flows can occur in cased-hole wells due to a violation of the annulus tightness both during drilling, as a result of shock (mechanical) effects of the drilling tool on the casing, and during long-term operation of the wells, due to chemical physical influences and other reasons (Guidelines for the application of field-geophysical methods for monitoring the development of oil fields. - M .: Nedra, 1978. - 256 p.).
Образующиеся каналы в цементном камне способствуют фильтрации флюидов из одних пластов в другие. Сложность их обнаружения заключается в том, что часть из них имеет скрытый характер, а отсутствие связи с дневной поверхностью еще ничего не говорит об отсутствии таких перетоков. При этом, даже при наличии давления на устье скважины, трудно определить его источник возникновения в условиях водо-, нефте- и газонасыщенных пластов. The resulting channels in the cement stone contribute to the filtration of fluids from one formation to another. The complexity of their detection lies in the fact that some of them are hidden, and the lack of communication with the day surface does not mean anything about the absence of such flows. Moreover, even if there is pressure at the wellhead, it is difficult to determine its source of occurrence in the conditions of water, oil and gas saturated formations.
Обнаружить скрытые перетоки наиболее сложно, так как традиционные способы исследования скважин методами электрического, акустического, термометрического, радиометрического каротажей оказываются в большинстве своем малочувствительны к путям заколонной фильтрации флюидов. По этой причине результаты интерпретации неоднозначны. It is most difficult to detect hidden flows, since traditional methods of researching wells using electric, acoustic, thermometric, and radiometric logs are for the most part insensitive to the methods of annular fluid filtration. For this reason, the results of the interpretation are mixed.
Метод радиоактивных индикаторов применяется для определения затрубной циркуляции путем закачки меченого раствора через нарушения герметичности колонны, в случае наличия таковых, либо через интервал перфорации, после измерения естественной гамма- активности по стволу скважины. Затем гамма-активность измеряют после продавки индикаторной жидкости в заколонное пространство и серийных продавок, для смещения ее в интервал проницаемого пласта или к устью скважины. По изменению значений гамма-активности определяют места поглощения разноактивных носителей и пути фильтрации. The method of radioactive indicators is used to determine the annular circulation by injecting a labeled solution through the leakage of the column, if any, or through the perforation interval, after measuring the natural gamma activity along the wellbore. Then, gamma activity is measured after the indicator fluid is pushed into the annulus and serial bursts are displaced to the permeable formation interval or to the wellhead. By changing the values of gamma activity, the absorption sites of differently active carriers and the filtration paths are determined.
Известен способ определения качества цементирования скважины, заключающийся в проведении гамма-каротажа с использованием радиоизотопов, находящихся за обсадной колонной (Патент РФ N 2011813, МПК E 21 В 47/00. Способ определения межколонных и межпластовых перетоков в скважине и устройство для его осуществления). A known method for determining the quality of cementing a well, which consists in conducting gamma-ray logging using radioisotopes located behind the casing (RF Patent N 2011813, IPC E 21 V 47/00. A method for determining intercolumn and interstratal flows in a well and a device for its implementation).
Однако этот способ не во всех случаях позволяет определить наличие трещин и пустот в цементном камне, а только тогда, когда они образуются в зоне расположения точечного радиоактивного источника. При этом заколонный переток в большинстве случаев может огибать место расположения точечного радиоизотопного источника. However, this method does not in all cases make it possible to determine the presence of cracks and voids in a cement stone, but only when they form in the area of the location of a point radioactive source. In this case, the casing flow in most cases can go around the location of a point radioisotope source.
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ определения качества цементирования скважин (Пат. РФ N 2054537, МПК6 E 21 В 47/00. Способ определения качества цементирования скважин). В известном способе мониторинга герметичности затрубного пространства производят закачку за обсадную колонну труб тампонажного раствора с газообразными химически инертными радиоизотопами типа радона, проводят фоновый гамма-каротаж после образования цементного камня и контрольные гамма-каротажи через заданные периоды времени, по результатам сравнения контрольных гамма-каротажей и фонового гамма-каротажа определяют момент начала заколонного перетока. Указанный способ при всех достоинствах не позволяет выявлять трещины и пустоты в начальной стадии их формирования. Поскольку радиоактивное вещество, генерирующее радон, помещается в капсулу, занимающую фиксированное положение в цементном кольце, обнаружить миграцию накопленного в капсуле радона можно, если только цементное кольцо будет в значительной степени разрушено, и сеть трещин пройдет в непосредственной близости от капсулы. Действительно, диффузия радона в цементном кольце очень незначительна. По литературным данным (Новиков Г.Ф. и др. Радиоактивные методы разведки. - М.: Недра, 1965 г.), за весь период наблюдений (20-50 лет) радон распространяется не более чем на 1 см около капсулы. Поэтому, с большой степенью вероятности, переток будет обнаружен уже после того, как будет зафиксирован другими способами - термометрией, шумометрией и т.д. Closest to the proposed method is a method for determining the quality of cementing wells (Pat. RF N 2054537, IPC 6 E 21 B 47/00. A method for determining the quality of cementing wells). In the known method for monitoring the tightness of the annular space, cement slurry pipes with gaseous chemically inert radioisotopes of the radon type are injected over the casing, gamma-ray logging is carried out after the formation of cement stone and gamma-ray logging after predetermined time periods, according to the results of comparing the gamma-ray logging and Background gamma-ray logging determines the beginning of annular flow. This method, with all its advantages, does not allow revealing cracks and voids in the initial stage of their formation. Since a radon-generating radioactive substance is placed in a capsule, which occupies a fixed position in the cement ring, migration of radon accumulated in the capsule can be detected only if the cement ring is substantially destroyed and the network of cracks passes in the immediate vicinity of the capsule. Indeed, the diffusion of radon in the cement ring is very slight. According to the literature (Novikov G.F. et al. Radioactive reconnaissance methods. - M .: Nedra, 1965), over the entire observation period (20-50 years), radon is distributed no more than 1 cm around the capsule. Therefore, with a high degree of probability, the overflow will be detected after it is detected by other methods - thermometry, noise metering, etc.
Целью изобретения является определение качества цементирования скважины, мониторинг состояния монолитности и герметичности цементного камня во времени для обнаружения начала процесса его разрушения. The aim of the invention is to determine the quality of the cementing of the well, monitoring the state of solidity and tightness of the cement stone in time to detect the beginning of the process of its destruction.
Способ основан на проведении гамма- каротажа с использованием радиоизотопов. При этом в целях мониторинга герметичности заколонного пространства используется долгоживущий газооброазный химически инертный радиоактивный изотоп с относительно большим периодом полураспада и монохроматическим гамма-излучением, который вводится непосредственно в тампонажный раствор. Использование предлагаемого способа позволит обнаружить заколонный переток на ранней стадии его появления, проконтролировать его ликвидацию, что предотвратит загрязнение окружающей среды. Мониторинг герметичности затрубного пространства можно проводить в течение длительного времени (до 50 лет) благодаря большому периоду полураспада изотопа. Способ не требует закачки новой порции индикатора всякий раз перед проведением измерений. The method is based on gamma-ray logging using radioisotopes. In order to monitor the tightness of the annular space, a long-lived gas-forming chemically inert radioactive isotope with a relatively long half-life and monochromatic gamma radiation, which is introduced directly into the grouting mortar, is used. Using the proposed method will allow to detect behind-the-casing flow at an early stage of its appearance, to control its elimination, which will prevent environmental pollution. The tightness of the annulus can be monitored for a long time (up to 50 years) due to the long half-life of the isotope. The method does not require downloading a new portion of the indicator each time before taking measurements.
Для достижения цели в способе мониторинга герметичности затрубного пространства, заключающемся в проведении гамма-каротажа с использованием радиоизотопов, находящихся за обсадной колонной, герметичность заколонного пространства оценивают с помощью газообразного долгоживущего изотопа, обладающего монохроматическим гамма-излучением. To achieve the goal in the method for monitoring the tightness of the annulus, which consists in gamma-ray logging using radioisotopes located behind the casing, the tightness of the annular space is assessed using a gaseous long-lived isotope having monochromatic gamma radiation.
Предложенный способ обеспечивает получение необходимой информации о начале разрушения цементного камня за колонной или его контакта с колонной труб или стенкой скважины, что дает возможность до появления заколонного перетока принимать профилактические меры. The proposed method provides the necessary information about the beginning of the destruction of cement stone behind the column or its contact with the pipe string or the wall of the well, which makes it possible to take preventive measures before the annular flow.
Газообразное вещество вначале растворяется в жидкости-носителе (воде, жидкой составляющей тампонажного раствора и т.п.), а затем вносится в тампонажный раствор при закачке его в скважину на определенную расчетом глубину. The gaseous substance is first dissolved in the carrier fluid (water, the liquid component of the cement slurry, etc.), and then introduced into the cement slurry when it is pumped into the well to a depth determined by calculation.
После закачки тампонажного раствора за обсадную колонну и образования цементного камня проводят начальный "фоновый" замер гамма-активности. After injecting the cement slurry behind the casing and the formation of cement stone, an initial "background" measurement of gamma activity is carried out.
Затем через заданный период времени проводят контрольные замеры для мониторинга герметичности затрубного пространства. Then, after a specified period of time, control measurements are carried out to monitor the tightness of the annulus.
Выбор активности газообразного вещества в каждой "метке" ведется с учетом срока жизнедеятельности скважины, протяженности "метки", чувствительности прибора, коэффициента поглощения гамма-излучения на пути от источника к приемнику, но без превышения норм радиационной безопасности НРБ-76/87 и основных санитарных правил ОСП-72/87. Все работы на скважине выполняются также с учетом указанных норм. The choice of the activity of a gaseous substance in each “mark” is made taking into account the life span of the well, the length of the “mark”, the sensitivity of the device, the absorption coefficient of gamma radiation on the way from the source to the receiver, but without exceeding the radiation safety standards NRB-76/87 and basic sanitary OSP-72/87 rules. All work at the well is also carried out taking into account the specified standards.
Пример
В качестве газообразного радиоактивного вещества используется криптон-85. Транспортировочный контейнер емкостью около 2 л заполняется жидкостью-носителем (водой, жидкостью затворения тампонажного раствора и т.д.). В контейнер переводится расчетное количество криптона из ампулы с помощью специальной установки. Контейнер доставляется на скважину. Перед закачкой криптона выполняется замер естественной радиоактивности. В процессе цементажа после продавки расчетного объема тампонажного раствора во всасывающее отверстие цементировочного агрегата вводится из контейнера раствор криптона в жидкости под давлением 0,5-0,7 МПа. Скорость ввода выбирается в зависимости от требуемой протяженности "метки" и скорости подачи тампонажного раствора. После цементирования обсадной колонны и затвердевания проводят замеры гамма-каротажа.Example
Krypton-85 is used as a gaseous radioactive substance. A shipping container with a capacity of about 2 l is filled with a carrier fluid (water, grouting fluid, cement slurry, etc.). The estimated amount of krypton from the ampoule is transferred to the container using a special installation. The container is delivered to the well. Prior to krypton injection, natural radioactivity is measured. In the cementing process, after squeezing the estimated volume of the cement slurry, a solution of krypton in the liquid is introduced from the container into the suction hole of the cementing unit under a pressure of 0.5-0.7 MPa. The input speed is selected depending on the required length of the "mark" and the feed rate of the cement slurry. After cementing the casing and hardening, gamma-ray measurements are carried out.
Через определенное время замеры гамма-каротажа повторяются тем же прибором и в местах расположения радиоактивных "меток". Сопоставление полученных диаграмм с "фоновой" позволяет определить, по изменениям гамма-активности, начало движения флюида по заколонному пространству, даже за счет конвективных потоков. Проводя замеры гамма-спектрометром во времени, можно установить, находится ли переток вблизи колонны или вблизи стенки скважины. After a certain time, gamma-ray measurements are repeated with the same device and at the locations of the radioactive “tags”. A comparison of the obtained diagrams with the “background” one allows one to determine, by changes in gamma activity, the beginning of fluid movement in the annular space, even due to convective flows. By measuring with a gamma spectrometer over time, it can be determined whether the overflow is near the column or near the borehole wall.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99110326A RU2171888C2 (en) | 1999-05-17 | 1999-05-17 | Method of monitoring of annular sealing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99110326A RU2171888C2 (en) | 1999-05-17 | 1999-05-17 | Method of monitoring of annular sealing |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU99110326A RU99110326A (en) | 2001-03-10 |
RU2171888C2 true RU2171888C2 (en) | 2001-08-10 |
Family
ID=48231270
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99110326A RU2171888C2 (en) | 1999-05-17 | 1999-05-17 | Method of monitoring of annular sealing |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2171888C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8826978B2 (en) | 2007-11-30 | 2014-09-09 | Schlumberger Technology Corporation | Method of testing the operation of a producing oil well operated using the formation hydrofracturing process |
RU2743917C1 (en) * | 2020-05-12 | 2021-03-01 | Общество с ограниченной ответственностью "ВОРМХОЛС Внедрение" | Method for monitoring the quality and tightness of well cementing |
-
1999
- 1999-05-17 RU RU99110326A patent/RU2171888C2/en active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8826978B2 (en) | 2007-11-30 | 2014-09-09 | Schlumberger Technology Corporation | Method of testing the operation of a producing oil well operated using the formation hydrofracturing process |
RU2743917C1 (en) * | 2020-05-12 | 2021-03-01 | Общество с ограниченной ответственностью "ВОРМХОЛС Внедрение" | Method for monitoring the quality and tightness of well cementing |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4926940A (en) | Method for monitoring the hydraulic fracturing of a subsurface formation | |
US2700734A (en) | Subsurface exploration | |
US8143570B2 (en) | Method and apparatus for detecting while drilling underbalanced the presence and depth of water produced from the formation | |
US11837375B2 (en) | Testing subterranean water for a hazardous waste material repository | |
US2433718A (en) | Method and apparatus for determining the location of producing horizons in wells | |
US5219518A (en) | Nuclear oxygen activation method and apparatus for detecting and quantifying water flow | |
McKeon et al. | Interpretation of oxygen activation logs for detecting water flow in producing and injection wells | |
RU2171888C2 (en) | Method of monitoring of annular sealing | |
AU640951B2 (en) | Nuclear oxygen activation method and apparatus for detecting and quantifying water flow | |
NO874825L (en) | PROCEDURE FOR DETECTING DRILL FLUID IN THE CIRCUIT IN A LINED BROWN DRILL. | |
Delay et al. | Characterization of a clay-rich rock through development and installation of specific hydrogeological and diffusion test equipment in deep boreholes | |
RU2337239C2 (en) | Diagnostic method of casing string-borehole annulus tightness | |
US4124800A (en) | Method for determining residual oil saturation of a formation | |
Acworth et al. | A radioisotope tracer investigation to determine the direction of groundwater movement adjacent to a tidal creek during spring and neap tides | |
Dunnivant et al. | Verifying the Integrity of Annular and Back‐Filled Seals for Vadose‐Zone Monitoring Wells | |
RU2054537C1 (en) | Method for determination of quality of well cementing | |
US3021426A (en) | Subsurface surveying | |
RU2710225C1 (en) | Method of neutron cementometry for diagnostics of filling of annular space of oil-and-gas wells with versions of light cement paste (versions) | |
SU1721223A1 (en) | Method of locating oil, gas and water-bearing formations and relevant device | |
US3105900A (en) | Method of injectivity profile logging comprising injecting radioactive tracer near interface of fluids | |
US3100258A (en) | Subsurface exploration | |
WO2024076788A1 (en) | Systems and methods for storing and monitoring hazardous waste | |
SU998737A1 (en) | Method of detecting flows of fluid between strata beyond well casing | |
Hickey et al. | Results of deep-well injection testing at Mulberry, Florida | |
Ballestero et al. | Multipurpose Packer System |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20111031 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner |