RU2593926C1

RU2593926C1 - Method for determination of corrosion of casing strings in production wells

Info

Publication number: RU2593926C1
Application number: RU2015115663/28A
Authority: RU
Inventors: Венер Галеевич Нургалеев; Дмитрий Витальевич Ураков
Original assignee: Венер Галеевич Нургалеев; Дмитрий Витальевич Ураков
Priority date: 2015-04-24
Filing date: 2015-04-24
Publication date: 2016-08-10

Abstract

FIELD: oil industry.

SUBSTANCE: invention can be used for control of technical state of oil and gas wells. Present invention consists in that method of determining corrosion of casing strings in producing wells includes measurement of thickness of casing string in well bore by pulse electromagnetic flaw detection, additionally recording amplitude of low-frequency acoustic noise at which are selected intervals of behind-casing flows of liquid, in detected intervals of flows at low values of total EMF of pulses of magnetic permeability and electrical conductivity of casing string determining its thickness and by comparing it with thickness of neighbouring non-overflow interval defined based on absence of acoustic noise, wherein thickness of casing string is lowered only due to corrosion of its inner wall based on difference between said thicknesses corrosion is evaluated on outer side of column.

EFFECT: technological outcome is possibility of determining external corrosion.

1 cl, 2 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области нефтегазовой промышленности и может быть использовано для контроля технического состояния нефтегазовых скважин.The present invention relates to the field of oil and gas industry and can be used to control the technical condition of oil and gas wells.

Известен способ выделения и оценки зон коррозии обсадных колонн в скважинах [Патент РФ №2330276, МПК G01 N27/82. Бюлл. №21, 2008. Способ электромагнитной дефектоскопии обсадных колонн в скважине и электромагнитный дефектоскоп для его реализации]. Этот способ обеспечивает выделение зон коррозии обсадной колонны по стволу скважины и последующую оценку ее толщины. Однако в основном при хорошем качестве цементирования по стволу скважины коррозии подвержена лишь внутренняя поверхность обсадной колонны. В хорошо зацементированной части колонны коррозионные процессы отсутствуют. А в интервалах с плохим качеством цементирования, в которых имеют место заколонные перетоки, они непременно присутствуют.A known method of identifying and assessing corrosion zones of casing strings in wells [RF Patent No. 2330276, IPC G01 N27 / 82. Bull. No. 21, 2008. A method for electromagnetic casing sting detection in a well and an electromagnetic flaw detector for its implementation]. This method provides the allocation of corrosion zones of the casing along the wellbore and a subsequent assessment of its thickness. However, mainly with good quality cementing along the wellbore, only the inner surface of the casing is susceptible to corrosion. In a well-cemented part of the column, corrosion processes are absent. And in the intervals with poor quality of cementing, in which annular flows take place, they are certainly present.

Таким образом, недостатком способа является невозможность разделения внутренней и наружной коррозии обсадной колонны по ее толщине и, соответственно, невозможность определения наружной коррозии как наиболее опасной, приводящей к аварийному техническому состоянию обсадной колонны.Thus, the disadvantage of this method is the impossibility of separating the internal and external corrosion of the casing string by its thickness and, accordingly, the inability to determine the external corrosion as the most dangerous, leading to an emergency technical condition of the casing string.

В интервалах низкого качества цементирования в заколонном пространстве скважины могут иметь место перетоки агрессивной пластовой жидкости с высокой минерализацией из одного водоносного пласта с более высоким пластовым давлением в другой с более низким. При добыче нефти при депрессии на пласт может быть «подсос» в интервал перфорации из вышележащего или нижележащего водоносных пластов, что приводит к обводнению продукции.In the intervals of poor quality cementing in the annulus of the well, flows of aggressive formation fluid with high salinity can occur from one aquifer with a higher reservoir pressure to another with a lower one. During oil production during depression, there may be a “leak” in the perforation interval from the overlying or underlying aquifers, which leads to flooding of the product.

Экспериментальным путем установлено, что в основном перетекаемый поток жидкости имеет вихревой, турбулентный режим движения [См. Casing Corrosion Measurement to Extend Asset Life. Изучение коррозии обсадной колонны для продления срока службы. Oilfield Review. Autumn 2013, Vol.25, №3, p. 18-31]. С внешней стороны колонны при плохом контакте цементного камня имеют место как площадная, так и «ручейковая» коррозии. Последняя приводит к прорезанию каналов вплоть до сквозных щелей в теле колонны перетекаемыми агрессивными жидкостями.It has been experimentally established that basically the overflowing fluid flow has a vortex, turbulent mode of motion [See Casing Corrosion Measurement to Extend Asset Life. Study of casing corrosion to extend service life. Oilfield Review. Autumn 2013, Vol.25, No. 3, p. 18-31]. On the outside of the column with poor contact of the cement stone, both areal and “brook” corrosion take place. The latter leads to the cutting of channels up to through gaps in the body of the column flowing aggressive liquids.

Заколонные водопритоки в продуктивный пласт и межпластовые перетоки жидкости определяются известным способом [Авторское свидетельство СССР №1379757, МПК G01V 1/40. Способ определения заколонных водопритоков]. Способ выявляет по повышенным амплитудам акустических низкочастотных шумов интервалы водопритоков и перетоков жидкости в заколонном пространстве скважины и может быть использован для локализации в скважине интервалов с плохой гидроизоляцией, т.е. с плохим качеством цементирования.Casing water inflows into the reservoir and inter-reservoir fluid flows are determined in a known manner [USSR Author's Certificate No. 1379757, IPC G01V 1/40. A method for determining annular water inflows]. The method reveals by the increased amplitudes of acoustic low-frequency noise intervals of water inflows and fluid flows in the annulus of the well and can be used to localize intervals with poor waterproofing in the well, i.e. with poor cementing quality.

Целью предлагаемого изобретения является устранение вышеупомянутого недостатка. Поставленная цель достигается тем, что импульсным электромагнитным дефектоскопом производят измерения суммарной ЭДС импульсов магнитной проницаемости и электропроводимости обсадной колонны по стволу скважины с последующим вычислением толщины обсадной колонны, дополнительно регистрируют амплитуды низкочастотных акустических шумов, по повышенным аномалиям шумов выявляют интервалы заколонных перетоков жидкости, в которых по пониженным значениям ЭДС импульсов магнитной проницаемости и электропроводимости обсадной колонны определяют ее толщину и путем сравнения ее с толщиной соседнего беспереточного по отсутствию акустических шумов интервала, в котором толщина обсадной колонны понижена только за счет коррозии ее внутренней стенки, по разности этих толщин судят о коррозии наружной стороны обсадной колонны.The aim of the invention is to eliminate the aforementioned disadvantage. This goal is achieved by the fact that a pulse electromagnetic flaw detector measures the total emf of pulses of magnetic permeability and electrical conductivity of the casing along the wellbore, followed by calculation of the thickness of the casing, additionally record the amplitudes of low-frequency acoustic noise, by the increased anomalies of noise, the intervals of annular fluid flows are revealed, in which reduced values of EMF pulses of magnetic permeability and electrical conductivity of the casing their thickness is determined and by comparing it with the thickness of the adjacent non-interference interval in the absence of acoustic noise, in which the thickness of the casing string is reduced only due to corrosion of its inner wall, corrosion of the outer side of the casing string is judged by the difference of these thicknesses.

На фиг.а, б представлены диаграммы импульсов электромагнитной дефектоскопии и низкочастотная акустическая шумограмма в эксплуатационной скважине в интервале глубин 815-910 м.On figa, b presents the pulse diagrams of electromagnetic flaw detection and low-frequency acoustic noise in a production well in the depth interval 815-910 m

На фиг.а показана диаграмма импульсного электромагнитного дефектоскопа МИД-К. На фиг.б приведена низкочастотная акустическая шумограмма, зарегистрированная акустическим шумомером АШИМ-36. На диаграмме акустического шума выделен интервал перетока жидкости на глубине 830-892 м. На этой же глубине выделена аномалия пониженных значений импульсов суммарной ЭДС магнитной проницаемости и электропроводимости. При сопоставлении двух диаграмм явно просматривается корреляция амплитуды низкочастотных акустических шумов с импульсами электромагнитной дефектоскопии - суммарной ЭДС магнитной проницаемостью и электропроводимостью обсадной колонны. Амплитуды акустических шумов пропорциональны скорости заколонных перетоков жидкости. Суммарная ЭДС импульсов магнитной проницаемости и электропроводимости пропорциональна величине коррозии обсадной колонны. С утончением обсадной колонны в результате коррозии (потери массы обсадной трубы) уменьшаются ее магнитная проницаемость и электропроводимость, поэтому ЭДС импульсов имеет преимущественно отрицательное значение. Положительная часть импульсов обусловлена переходными процессами.On figa shows a diagram of a pulsed electromagnetic flaw detector MID-K. In Fig. B shows the low-frequency acoustic noise recorded by the acoustic sound meter ASHIM-36. The interval of fluid flow at a depth of 830-892 m is highlighted on the acoustic noise diagram. An anomaly of reduced pulses of the total EMF of magnetic permeability and electrical conductivity is highlighted at the same depth. When comparing the two diagrams, the correlation of the amplitude of low-frequency acoustic noise with the pulses of electromagnetic defectoscopy — the total emf magnetic permeability and casing electrical conductivity — is clearly visible. The amplitudes of acoustic noise are proportional to the velocity of annular fluid flows. The total EMF of the magnetic permeability and electrical conductivity pulses is proportional to the value of the casing string corrosion. With the refinement of the casing string as a result of corrosion (loss of mass of the casing pipe), its magnetic permeability and electrical conductivity decrease, therefore, the emf of the pulses has a predominantly negative value. The positive part of the pulses is due to transients.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.The proposed method is as follows.

Сначала по стволу эксплуатационной скважины проводится импульсная электромагнитная дефектоскопия, а затем низкочастотная акустическая шумометрия. В выделенных шумометрией интервалах, где имеет место заколонный межпластовый переток или «подсос» жидкости в зону перфорации проводят определение коррозии наружной стороны обсадной колонны. Границы интервалов с импульсами пониженных значений магнитной проницаемости и электропроводимости всегда совпадают с границами интервалов низкочастотной акустической шумометрии.First, a pulsed electromagnetic defectoscopy is conducted along the wellbore of the production well, and then low-frequency acoustic noise metering is performed. In the intervals highlighted by noise metering, where there is an annular interstratal flow or "suction" of fluid in the perforation zone, corrosion is determined on the outside of the casing. The boundaries of the intervals with pulses of reduced values of magnetic permeability and electrical conductivity always coincide with the boundaries of the intervals of low-frequency acoustic noise metering.

На примере эксплуатационной скважины границы заколонных перетоков жидкости, выделенные по акустической шумограмме (фиг.б), совпадают с границами аномалии импульсов с пониженными значениями суммарной ЭДС магнитной проницаемости и электропроводимости (фиг.а), пропорциональной пониженной толщине обсадной колонны. Определение коррозии наружной стороны обсадной колонны в интервале перетоков жидкости осуществляют по ее толщине путем сравнения с толщиной в соседнем беспереточном по отсутствию акустических шумов интервале, в котором толщина обсадной колонны понижена только за счет коррозии ее внутренней стенки. По разности этих толщин судят о коррозии наружной стороны обсадной колонны.On the example of a production well, the boundaries of the annular fluid flows highlighted by the acoustic noise pattern (Fig. B) coincide with the boundaries of the pulse anomaly with reduced values of the total EMF of magnetic permeability and electrical conductivity (Fig. A), which is proportional to the reduced thickness of the casing string. Corrosion determination of the outer side of the casing string in the interval of fluid flows is carried out by its thickness by comparing it with the thickness in the adjacent non-cross-flow by the absence of acoustic noise interval in which the thickness of the casing string is reduced only by corrosion of its inner wall. By the difference of these thicknesses, corrosion of the outer side of the casing is judged.

Технический эффект: Определение коррозии наружной стороны обсадных колонн в эксплуатационных скважинах, повышение надежности оценки технического состояния скважин.Technical effect: Determination of corrosion of the outer side of the casing strings in production wells, increasing the reliability of the assessment of the technical condition of the wells.

Claims

A method for determining casing corrosion in production wells, including measuring the thickness of the casing along the wellbore using pulsed electromagnetic defectoscopy, characterized in that the amplitudes of low-frequency acoustic noise are additionally recorded, according to which the intervals of annular fluid flows are distinguished in the detected intervals of the flows by reduced values of the total emf of pulses the magnetic permeability and electrical conductivity of the casing string determine its thickness and by comparing it with the thickness another adjacent non-tracking interval, determined by the absence of acoustic noise, in which the thickness of the casing is reduced only due to corrosion of its inner wall, the difference in these thicknesses is used to judge the corrosion of the outer side of the string.