RU2239058C1 - Method for localizing sources of non-natural pollution of water-bearing horizons - Google Patents
Method for localizing sources of non-natural pollution of water-bearing horizons Download PDFInfo
- Publication number
- RU2239058C1 RU2239058C1 RU2003117395A RU2003117395A RU2239058C1 RU 2239058 C1 RU2239058 C1 RU 2239058C1 RU 2003117395 A RU2003117395 A RU 2003117395A RU 2003117395 A RU2003117395 A RU 2003117395A RU 2239058 C1 RU2239058 C1 RU 2239058C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- well
- vac
- cement
- pollution
- determined
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области экологического мониторинга, в частности к охране гидрогеологической среды в нефтедобывающих регионах путем оперативного выявления скрытых источников осолонения подземных вод питьевого назначения наземными геофизическими методами.The invention relates to the field of environmental monitoring, in particular to the protection of the hydrogeological environment in oil-producing regions by quickly identifying hidden sources of salinization of groundwater for drinking purposes by ground-based geophysical methods.
В районах интенсивной нефтедобычи (например, на юго-востоке Татарии) отмечаются факты осолонения питьевых вод, одной из причин которого являются внутрискважинные перетоки жидкости, обусловленные дефектами заколонного цемента (преимущественно кондуктора или частично выполняющей его функции технической колонны). Ликвидация такого рода источников загрязнения осуществляется путем исправительного цементирования дефектных интервалов, для чего необходима их точная локализация по глубине.In areas of intensive oil production (for example, in the southeast of Tataria), the facts of salinization of drinking water are noted, one of the reasons for which are downhole fluid flows caused by defects in annular cement (mainly a conductor or a technical column partially acting as it). The elimination of such sources of pollution is carried out by corrective cementing of defective intervals, which requires their accurate localization in depth.
Известен способ выявления заколонных перетоков жидкости и оценки качества заколонного цемента, включающий термометрию, метод радиоактивных изотопов и различные модификации акустического каротажа (Кривко Н.Н. Аппаратура геофизических исследований скважин. - М.: Недра, l991, 384 c.).A known method for detecting annular fluid flows and assessing the quality of annular cement, including thermometry, the method of radioactive isotopes and various modifications of acoustic logging (Krivko NN Equipment for geophysical research of wells. - M .: Nedra, l991, 384 c.).
Основным недостатком указанного способа является высокая трудоемкость и недостаточная оперативность, обусловленные необходимостью вывода скважины из эксплуатации и проведения продолжительных подготовительных работ с привлечением бригад капитального ремонта скважин и спецтехники (установка мачты каротажного подъемника, демонтаж и извлечение скважинного оборудования и т.п.).The main disadvantage of this method is the high complexity and lack of responsiveness due to the need to decommission the well and carry out lengthy preparatory work involving teams of overhaul wells and special equipment (installation of the mast of the logging hoist, dismantling and removal of downhole equipment, etc.).
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является способ виброакустической цементометрии (ВАЦ). Определение качества заколонного цемента методом ВАЦ основано на эффекте отражения части энергии упругой волны при ее прохождении по образуемому исследуемым элементом конструкции скважины звукопроводу (эксплуатационная колонна, кондуктор и т.п.) через границы раздела сред с разным акустическим сопротивлением, определяемым сцеплением в системе металл - цемент (Близеев А.Б., Козлов А.В., Смеркович Е.С. и др. Акустический способ диагностики качества цементного кольца за кондуктором скважины. Патент РФ №2055176, МПК Е 21 В 47/00 за 1996 г., бюл.№6). Для этого на торце исследуемой колонны формируют распространяющийся вдоль нее короткий акустический импульс, после чего регистрируют вторичные (отраженные) сигналы. При этом повышение амплитуды вторичного сигнала свидетельствует о наличии дефектов заколонного цемента, а время поступления позволяет локализовать последние по глубине и протяженности (определить расстояние границ дефектов от устья скважины по известной скорости прохождения акустических колебаний в металле колонны).Closest to the proposed invention in technical essence is a method of vibro-acoustic cementometry (VAC). Determination of the quality of annular cement by the VAC method is based on the effect of reflecting part of the energy of an elastic wave as it passes through a sound pipe formed by the studied structural element of the well (production casing, conductor, etc.) through the interface between media with different acoustic impedances determined by adhesion in the metal system - cement (Blizeev AB, Kozlov A.V., Smerkovich E.S. et al. Acoustic method for diagnosing the quality of a cement ring behind a well conductor. RF Patent No. 2055176, IPC E 21 V 47/00 for 1996, bull. .№6). For this, a short acoustic impulse propagating along it is formed at the end of the studied column, after which secondary (reflected) signals are recorded. In this case, an increase in the amplitude of the secondary signal indicates the presence of annular cement defects, and the arrival time allows localization of the latter by depth and length (to determine the distance of the boundaries of defects from the wellhead by the known speed of passage of acoustic vibrations in the metal of the column).
Недостатком метода ВАЦ является то, что он не позволяет судить о наличии или отсутствии заколонных перетоков, поскольку даже при весьма низком общем качестве цементирования, например кондуктора, возможно наличие участков сцепленного цемента или плотного прилегания глинистых пород, предотвращающих затрубную циркуляцию жидкости и осолонение пресноводных горизонтов. Таким образом, недостатком метода ВАЦ является недостаточная достоверность получаемых результатов, не позволяющих судить о наличии или отсутствии заколонных перетоков жидкости.The disadvantage of the VAC method is that it does not allow one to judge the presence or absence of annular flows, since even with a very low overall quality of cementing, such as a conductor, there may be areas of cohesive cement or tight adherence of clay rocks that prevent annular fluid circulation and salinization of freshwater horizons. Thus, the drawback of the VAC method is the insufficient reliability of the results obtained, which do not allow one to judge the presence or absence of annular fluid flows.
Задачей изобретения является повышение достоверности результатов исследований по локализации источников техногенного загрязнения водоносных горизонтов.The objective of the invention is to increase the reliability of research results on the localization of sources of technogenic pollution of aquifers.
Поставленная задача решается способом, включающим виброакустическую цементометрию скважин (ВАЦ) с использованием съемки естественных электрических потенциалов (ЕП) в прискважинной зоне.The problem is solved by a method including vibro-acoustic well cementing (VAC) using a survey of natural electrical potentials (EP) in the near-wellbore zone.
Новым является то, что дополнительно к ВАЦ осуществляют съемку естественных электрических потенциалов (ЕП) в прискважинной зоне. С помощью съемки ЕП по величине и знаку градиента потенциалов в прискважинной зоне определяют наличие и направление заколонных перетоков жидкости в скважине. Затем при наличии перетоков с помощью ВАЦ определяют качество цементирования элементов конструкции скважины и местоположения дефектов заколонного цемента на них, ответственных за возникновение перетоков. На основании этих данных решают вопрос о необходимости проведения ремонтно-изоляционных работ по каждому из элементов и локализуют по глубине интервалы их протяженности, подлежащие исправительному цементированию.What is new is that in addition to the VAC, natural electric potentials (EP) are shot in the near-well zone. Using the EP survey, the presence and direction of annular fluid flows in the well are determined by the magnitude and sign of the potential gradient in the near-wellbore zone. Then, in the presence of flows, using the VAC, the quality of cementing of the well structural elements and the location of annular cement defects on them, responsible for the occurrence of flows, are determined. On the basis of these data, the question of the need for repair and insulation work on each of the elements is resolved and the depth intervals of their length, which are subject to corrective cementing, are localized.
Применение съемки ЕП для выявления наличия заколонных перетоков или утечки минерализованных вод основано на возникновении электрического (фильтрационного) потенциала при движении последних в пористой среде. Этот потенциал может быть измерен на поверхности, причем величина и знак градиента потенциала в прискважинной зоне указывают на интенсивность и направление движения жидкости соответственно. (Швыдкин Э.К., Напалков В.Н., Чернышева М.Г. и др. Выявление источников загрязнения питьевых вод нефтепромысловыми стоками методом электрических потенциалов фильтрации.// Вопросы геологии, разведки и разработки нефтяных и битумных месторождений. - Казань, изд-во КГУ, 1997, с.171-176).The use of EP surveys to detect the presence of near-casing flows or leakage of mineralized water is based on the occurrence of an electric (filtration) potential when the latter move in a porous medium. This potential can be measured on the surface, and the magnitude and sign of the potential gradient in the borehole zone indicate the intensity and direction of fluid movement, respectively. (Shvydkin E.K., Napalkov V.N., Chernysheva M.G. et al. Identification of sources of drinking water pollution by oilfield effluents by the method of electric filtration potentials. // Issues of geology, exploration and development of oil and bitumen deposits. - Kazan, ed. - in KSU, 1997, p.171-176).
Вместе с тем этот метод без привлечения ВАЦ не позволяет определить конкретный элемент конструкции скважины и локализовать по глубине интервал его протяженности, обуславливающий наличие заколонных перетоков и подлежащий исправительному цементированию. Кроме того, ЕП самостоятельно (без ВАЦ) не позволяет решить вопрос о самой необходимости проведения ремонтных работ, т.к. перетоки могут иметь место на значительной глубине за пределами залегания пресноводных горизонтов и вод технического назначения, не вызывая техногенного загрязнения последних. Таким образом, недостатком метода съемки ЕП является недостаточная достоверность получаемых результатов, не позволяющих судить о необходимости и конкретном месте проведения исправительного цементирования.At the same time, this method without involving the VAC does not allow to determine a specific element of the well construction and to localize in depth the interval of its length, which determines the presence of casing flows and is subject to corrective cementing. In addition, the EP alone (without the VAC) does not allow to resolve the issue of the very need for repair work, because overflows can take place at a considerable depth beyond the limits of the occurrence of freshwater horizons and technical waters without causing anthropogenic pollution of the latter. Thus, the disadvantage of the method of shooting EP is the lack of reliability of the results that do not allow us to judge the need and the specific location of the corrective cementing.
Таким образом, комплексное применение методов ЕП и ВАЦ дает принципиально новый технический результат, позволяя с высокой достоверностью определить как необходимость проведения ремонтно-изоляционных работ, так и конкретный интервал по глубине элемента конструкции скважины (преимущественно кондуктора), подлежащий исправительному цементированию. Раздельное же применение любого из вышеуказанных методов не обеспечивает необходимой достоверности получаемых результатов.Thus, the integrated application of the EP and VAC methods gives a fundamentally new technical result, making it possible to determine with high reliability both the need for repair and insulation works and the specific interval along the depth of the well structure element (mainly the conductor) to be cemented. Separate application of any of the above methods does not provide the necessary reliability of the results.
Представленные фигуры поясняют суть изобретения, где на фиг.1, 4, 7 представлены планы изопотенциалов; на фиг.2, 5, 8 - графики распределения электрического поля; на фиг.3, 6, 9 - цементограммы по приводимым в качестве примера скважинам.The presented figures explain the essence of the invention, where Figs. 1, 4, 7 show plans of isopotentials; figure 2, 5, 8 - graphs of the distribution of the electric field; figure 3, 6, 9 - cementograms given as an example of wells.
Способ осуществляется в следующей последовательности.The method is carried out in the following sequence.
Методом ЕП осуществляют съемку естественных потенциалов в районе обследуемой скважины. Величина градиента потенциала ΔЕП в пределах фоновых значений (до 2 мВ/м) соответствуют естественным фильтрационным процессам, дальнейшее увеличение этого параметра свидетельствует о наличии заколонных перетоков жидкости, причем отрицательная аномалия соответствует направлению последних сверху вниз, а положительная - снизу вверх. Определение интервалов заколонных перетоков ведут по результатам ВАЦ, представляющим собой график в координатах глубина - амплитуда вторичного сигнала, последняя отградуирована в значениях: “X” (хорошее), “XX” (частичное) и “XXX” (плохое сцепление с цементом, вероятны перетоки).Using the EP method, natural potentials are shot in the region of the examined well. The value of the potential gradient ΔEP within the background values (up to 2 mV / m) corresponds to natural filtration processes, a further increase in this parameter indicates the presence of annular fluid flows, and the negative anomaly corresponds to the direction of the latter from top to bottom, and positive - from bottom to top. The intervals of annular flows are determined according to the results of the VAC, which is a graph in the coordinates of the depth - amplitude of the secondary signal, the latter is calibrated in the values: “X” (good), “XX” (partial) and “XXX” (poor adhesion to cement, flows are likely )
Предлагаемый способ успешно прошел промысловое опробование на 200 скважинах ОАО “Удмуртнефть” и позволил локализовать свыше 20 источников загрязнения пресных вод.The proposed method has successfully passed field testing at 200 wells of OJSC “Udmurtneft” and allowed to localize over 20 sources of fresh water pollution.
В качестве примера конкретной реализации заявляемого способа приведены результаты обследования скв.547 (фиг.1-3), 726 (фиг.4-6) и 354 (фиг.7-9) ОАО “Удмуртнефть”.As an example of a specific implementation of the proposed method, the results of the inspection of wells 547 (Figs. 1-3), 726 (Figs. 4-6) and 354 (Figs. 7-9) of Udmurtneft OJSC are given.
На скв.547 имеется отрицательная аномалия ЕП, свидетельствующая о наличии перетоков сверху вниз (фиг.1, 2). Причиной перетоков являются дефекты заколонного цемента кондуктора в интервале 5-145 м (фиг.3).In well 547, there is a negative anomaly of the EP, indicating the presence of overflows from top to bottom (Figs. 1, 2). The cause of the overflows are defects annular cement conductor in the range of 5-145 m (figure 3).
На скв.726 аномалии ЕП отсутствуют (фиг.4, 5), что соответствует отсутствию перетоков и хорошему качеству цементирования кондуктора (фиг.6).In well 726, there are no anomalies of the transducer (Figs. 4, 5), which corresponds to the absence of flows and a good quality of conductor cementing (Fig. 6).
На скв.354 отмечена положительная аномалия ЕП (фиг.7,8), свидетельствующая о наличие перетоков снизу вверх, связанных с дефектами заколонного цемента в интервале 10-187 м (фиг.9).In well 354, a positive anomaly of the EP is noted (Fig. 7.8), indicating the presence of downward flow associated with defects in the annular cement in the interval 10-187 m (Fig. 9).
Технико-экономическая эффективность от применения предлагаемого способа достигается за счет повышения достоверности результатов исследований по локализации источников техногенного загрязнения водоносных горизонтов. Комплексное применение методов ЕП и ВАЦ дает принципиально новый технический результат (недостижимый при раздельном применении любого из вышеуказанных методов), позволяя с высокой достоверностью определить как необходимость проведения ремонтно-изоляционных работ, так и конкретный интервал элемента конструкции скважины, подлежащий исправительному цементированию. Это положительно влияет на своевременность проведения работ по ликвидации источников загрязнения и как следствие на экологическую ситуацию в нефтедобывающих регионах.Technical and economic efficiency from the application of the proposed method is achieved by increasing the reliability of research results on the localization of sources of technogenic pollution of aquifers. The complex application of the EP and VAC methods gives a fundamentally new technical result (unattainable with the separate application of any of the above methods), making it possible to determine with high reliability both the need for repair and insulation works and the specific interval of the well structure element to be cemented. This has a positive effect on the timeliness of work to eliminate pollution sources and, as a result, on the environmental situation in oil producing regions.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003117395A RU2239058C1 (en) | 2003-06-04 | 2003-06-04 | Method for localizing sources of non-natural pollution of water-bearing horizons |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003117395A RU2239058C1 (en) | 2003-06-04 | 2003-06-04 | Method for localizing sources of non-natural pollution of water-bearing horizons |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2239058C1 true RU2239058C1 (en) | 2004-10-27 |
Family
ID=33538076
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003117395A RU2239058C1 (en) | 2003-06-04 | 2003-06-04 | Method for localizing sources of non-natural pollution of water-bearing horizons |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2239058C1 (en) |
-
2003
- 2003-06-04 RU RU2003117395A patent/RU2239058C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
БОЙДАЧЕНКО В.Н. И ДР. Геофизические и прострелочно-взрывные работы в геологоразведочных скважинах. - М.: Недра, 1976, с.37-40, 86-101. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20220282611A1 (en) | Method for fracturing activity and intensity monitoring and pressure wave resonance analysis | |
AU2015282361B2 (en) | Underwater detection apparatus | |
Schilling et al. | Status report on the first European on-shore CO2 storage site at Ketzin (Germany) | |
US10481289B2 (en) | Logging system and method for evaluation of downhole installation | |
CN112780256B (en) | Horizontal well microseism monitoring system and monitoring method based on distributed optical fiber sensing | |
GB2554620A (en) | Method of acoustic surveying | |
MX2012013432A (en) | A method of real time diagnostic of fracture operations with combination of tube waves and microseismic monitoring. | |
RU2539745C1 (en) | Method for seismic monitoring when developing hydrocarbon deposits at water areas | |
RU2548300C2 (en) | Method and device to determine type of material in cavity between inner metal wall and outer metal wall | |
US10662761B2 (en) | Evaluation of cased hole perforations in under-pressured gas sand reservoirs with stoneley wave logging | |
Power et al. | Detection of hydraulic fracture orientation and dimensions in cased wells | |
RU2239058C1 (en) | Method for localizing sources of non-natural pollution of water-bearing horizons | |
RU2390805C1 (en) | Method of control of geometric and hydro-dynamic parametres of frac job | |
CN111239259A (en) | Dam leakage detection method | |
RU2304215C1 (en) | Method to determine gas-saturated intervals in casing annulus of well | |
GB2532421A (en) | Remote monitoring of underwater oil and gas leakages | |
RU2593926C1 (en) | Method for determination of corrosion of casing strings in production wells | |
Paillet | Qualitative and quantitative interpretation of fracture permeability using acoustic full-waveform logs | |
Wang et al. | Assessing CO2 leak paths by analysis of borehole-monopole wavefield modes | |
Eyinla et al. | Optimization of hydraulic fracture monitoring approach: A perspective on integrated fiber optics and sonic tools | |
Waarum et al. | Innovative methods for methane leakage monitoring near oil and gas installations | |
Komar et al. | Factors that predict fracture orientation in a gas storage reservoir | |
Thornhill | Injection well mechanical integrity | |
RU2235193C1 (en) | Method of well operation | |
Holcomb | Cross-hole measurements of velocity and attenuation to detect a disturbed zone in salt at the Waste Isolation Pilot Plant |