SU1680961A1

SU1680961A1 - Method of identification of non-resistant rock in casing

Info

Publication number: SU1680961A1
Application number: SU884609808A
Authority: SU
Inventors: Борис Иванович Кирпиченко; Юлий Андреевич Гуторов
Priority date: 1988-06-08
Filing date: 1988-06-08
Publication date: 1991-09-30

Abstract

Изобретение относитс к геофизическим исследовани м скважин. Цель - повышение точности выделени наименее устойчивых горных пород. Способ основан на определении деформаций обсадной колонны в интервале исследовани до и после изменени давлени в скважине. Дл этого производ т регистрацию эффективного периода шумовых сигналов до и после измене- ни давлени в скеажине. Затем определ етс врем восстановлени указанного периода в участках исследуемого интервала скважины. Участки наименее устойчивых горных пород определ ют по минимальным значени м времени восстановлени эффективного периода шумового сигнала. Дл наиболее распространенных условий это врем составл ет 20-30 мин. сл сThe invention relates to well logging. The goal is to improve the accuracy of the selection of the least stable rocks. The method is based on determining casing deformations in the study interval before and after the change in pressure in the well. For this, an effective period of noise signals is recorded before and after the pressure change in the skeg. Then, the recovery time of the specified period is determined in the sections of the well interval under study. The areas of the least stable rocks are determined by the minimum values of the recovery time of the effective period of the noise signal. For the most common conditions, this time is 20-30 minutes. cl

Description

Изобретение относитс к геофизическим исследовани м скважин.The invention relates to well logging.

Цель изобретени - повышение точности выделени наименее устойчивых горных пород.The purpose of the invention is to improve the accuracy of the allocation of the least stable rocks.

Суть способа заключаетс в следующем .The essence of the method is as follows.

Нагрузка со стороны текучих пород на зацементированную колонну может измен ть ее диаметр (при величинах больших предела текучести) или измен ть услови ее колебани (например, резонансную частоту, определ емую отношением скорости в колеблющемс цилиндре к длине его окружности ). Скважинными исследовани ми многократно показано, что с увеличением нагрузки на зацементированную колоннуThe load from the flowing rocks on the cemented column can change its diameter (at large yield strengths) or change the conditions of its oscillation (for example, the resonant frequency determined by the ratio of the velocity in the oscillating cylinder to the length of its circumference). Well studies have repeatedly shown that with increasing load on the cemented column

эффективный период шумовых колебаний, регистрируемых в колонне, увеличиваетс , Поэтому дл выделени участков повышенной радиальной нагрузки на колонну ускор ют течение пород в призабойной зоне зацементированной скважины воздействием давлени на колонну (например, с помощью компрессора при закачке воздуха между колонной и насосно-компрессорны- ми трубами в период вызова притока по прин той на производстве схеме) и производ т замеры эффективного периода шумовых колебаний в интервалах предположительно текучих пород (например , глинистых), дл чего регистрируют шу- моакустическим преобразователем (например, используемым в аппаратуреThe effective period of noise fluctuations recorded in the column is increased. Therefore, to isolate areas of increased radial load on the column, the flow of rocks in the bottomhole zone of the cemented well is accelerated by the pressure exerted on the column (for example, using a compressor when pumping air between the column and the pump-compressor). pipes during the call period of an inflow according to an on-line production scheme) and measure the effective period of noise fluctuations in the intervals of supposedly flowing rocks (for example, istyh), for which purpose register Shu moakusticheskim converter (e.g., used in the apparatus

О 00About 00

оabout

ЮYU

оabout

ЛИК-36-7 пьезокерамическим приемником с каналом линейного усилени в полосе частот пор дка 0,5-10 кГц) периоды шумовых колебаний (например, превышающих амплитуду шумов пор дка 5 мкВ по выходу приемника ). Указанные периоды регистрируют непрерывно по стволу при скорости пор дка 150-200 м/ч (или в отдельных точках остановленным прибором при непрерывной прот жке регистратора станции в течении 20-40 с в каждой точке).LIC-36-7 piezoceramic receiver with a linear amplification channel in the frequency band of the order of 0.5-10 kHz) periods of noise oscillations (for example, exceeding the amplitude of the noise in the order of 5 μV at the output of the receiver). The indicated periods are recorded continuously along the trunk at a speed of about 150–200 m / h (or at certain points with the device stopped while the station recorder is continuously running for 20–40 s at each point).

Регистрируемые шумы обусловлены трением колонны и цементного кольца, перемещаемого вместе с породами, деформи- руемыми в радиусе зоны текучести. Указанные шумы трени возбуждают колебани в ближней цилиндрической зоне (определ емой , например, радиусом повышенных значений вертикально-радиальных составл ющих горного давлени ), от радиуса указанной зоны завис т и периоды возникающих колебаний. Так, если предположить , что период шумовых колебаний зависит от отношени длины окружности колебаний цилиндра пород (2 Р) к скорости (V) продольной обобщенной волны в соответствующей зоне, то дл распространенного в практике значени скорости в терригенных породах 300U м/с регистрируемый период шумовых колебаний 1900 мкс (частота пор дка 0,5 кГц) в услови х скважины характеризует радиус указанной зоны повышенных давлений пор дка 0,9 м.The recorded noise is due to friction between the column and the cement ring, which is moved along with the rocks, which are deformed in the radius of the yield zone. These friction noises excite oscillations in the near cylindrical zone (determined, for example, by the radius of elevated values of the vertically radial components of the rock pressure), and the periods of the oscillations depending on the radius of this zone. So, if we assume that the period of noise oscillations depends on the ratio of the circumference of oscillations of a cylinder of rocks (2 P) to velocity (V) of a longitudinal generalized wave in the corresponding zone, then for a common practice value of velocity in terrigenous rocks, 300U m / s is a recorded period of noise An oscillation of 1900 µs (a frequency of the order of 0.5 kHz) in the well conditions characterizes the radius of the specified zone of high pressures of the order of 0.9 m.

Затем разгружают колонну снижением уровн жидкости (путем сброса воздуха, накаченного компрессором) на прин тую, например , при средних услови х освоени величину пор дка 500 м, и измер ют период Тш шумовых колебаний в выбранном интервале скважины.The column is then unloaded by lowering the level of liquid (by discharging the air inflated by the compressor) to a value received, for example, under average development conditions, of the order of 500 m, and the period Tm of noise fluctuations in the selected well interval is measured.

По мере снижени уровн жидкости колонна испытывает сжимающую деформацию , за колонной соответственно деформируютс временно разгруженные текучие породы, давление пород на колонну снова возрастает, границы зоны разгрузки удал етс , Однако к моменту окончани снижени уровн жидкости радиус зоны восстановившегос давлени остаетс меньше начального радиуса зоны повышенного давлени (в св зи с запаздыванием восстановительной деформации от внутреннего трени пород), поэтому остаетс меньшим начального и соответствующий период Тш шумовых колебаний (на регистрируемую величину периода Тш возможно и некоторое вли ние увеличени скорости продольной волны в соответствующей цилиндрической зоне).As the liquid level decreases, the column undergoes compressive deformation, temporarily unloaded flowable rocks are deformed behind the column, the rock pressure on the column increases again, the discharge zone borders are removed. However, by the end of the liquid level reduction, the radius of the restored pressure zone remains less than the initial radius of the increased pressure (in connection with the delay of the restoration deformation from the internal friction of the rocks), therefore, the initial period remains smaller and the corresponding period is oscillations (on the recorded value of the period Tm, it is possible and some effect of an increase in the velocity of the longitudinal wave in the corresponding cylindrical zone).

Затем продолжают измерени периода через каждые 5-20 мин (в зависимости от скорости измерени ) в процессе деформации течени , восстанавливающей радиусThen, period measurements are continued every 5–20 min (depending on the measurement rate) in the process of flow deformation, which restores the radius

зоны повышенного давлени и услови нагрузки на колонну до начальных. При этом возрастает и постепенно восстанавливаетс и величина регистрируемого периода шумовых колебаний (практически полноеpressure zones and column load conditions up to the initial ones. In this case, the magnitude of the recorded period of noise oscillations increases and gradually recovers (almost complete

0 восстановление происходит примерно через 20 мин после начала наблюдений).0 recovery occurs approximately 20 minutes after the start of observations).

Быстрое увеличение периода Тш обусловлено быстрым нарастанием нагрузки до начальной величины (при медленных дефор5 маци х течени , например в интервалах высоков зких пород, более медленно происходит и увеличение и стабилизаци периодов Тш). Таким образом, факт быстрого и практически полного восстановлени The rapid increase in the period Tm is due to the rapid increase in the load to the initial value (with slow deformations of the flow, for example, in the intervals of high-viscous rocks, the increase and stabilization of the periods Tm occurs more slowly). Thus, the fact of a quick and almost complete recovery

0 периода шумовых колебаний после разгрузки колонны на 5 МПа свидетельствует о течении в исследуемом интервале пород, восстанавливающем услови нагрузки в призабойной зоне и на колонну через це5 ментное кольцо, а врем восстановлени приближенно характеризует скорость течени . Так, при начальном уменьшении диаметра колонны пор дка 20 мкм врем восстановлени условий - пор дка 20 мин,A period of noise fluctuations after unloading the column by 5 MPa indicates a flow in the studied interval of rocks, restoring load conditions in the bottomhole zone and to the column through the cement ring, and the recovery time approximately characterizes the flow rate. Thus, with an initial reduction in the diameter of the column in the order of 20 microns, the recovery time is about 20 minutes,

0 следовательно, радиальна скорость течени в зоне наблюдаемого интервала - пор дка 1,7 - 10 мкм/с. Така скорость соответствует практически наблюдавшейс дл подобных глин и в других скважинах, а0 therefore, the radial velocity of the flow in the zone of the observed interval is about 1.7–10 µm / s. This rate corresponds to practically observed for similar clays in other wells, and

5 также значени м, приведенным в литературе дл пластичных глин, имеющих в предельной зоне радиусом 0,9 м отношение предела текучести к динамической в зкости пор дка 10 1/с.5 are also the values given in the literature for plastic clays that have a yield to dynamic viscosity ratio of about 10 1 / s in the marginal zone with a radius of 0.9 m.

0 Найденное значение скорости деформации вл етс довольно высоким и может приводить к значительным деформаци м в призабойной зоне, однако учитыва фактор времени, практически необходимо выделе5 ние интервалов неустойчивых пород, деформируемых и с значительно меньшими скорост ми. Установление факта неустойчивости интервалов возможно и по начальному участку восстановлени периодов Тш0 The found value of the strain rate is rather high and can lead to significant strains in the bottomhole zone, however, taking into account the time factor, it is practically necessary to select intervals of unstable rocks that are deformed and with much lower speeds. The establishment of the fact of the instability of the intervals is possible and the initial part of the recovery periods of T

0 шумовых колебаний, критерием вл етс увеличение периодов Тш после окончани снижени давлени в скважине.0 noise fluctuations, the criterion is the increase in the periods T m after the end of the pressure reduction in the well.

Таким образом по изменению периодов шумовых колебаний в процессе деформа5 ции, заданной разгрузкой колонны, можно определить интервалы текучих пород и выделить участки с наиболее быстрым деформированием . При этом врем , необходимое дл определени факта текучести (пор дка дес тков и сотен минут в услови х скважинThus, by changing the periods of noise oscillations in the process of deformation, given by the unloading of the column, it is possible to determine the intervals of fluid rocks and select the areas with the most rapid deformation. At the same time, the time required to determine the fact of fluidity (on the order of tens and hundreds of minutes under well conditions

Тюмени и Татарии), значительно меньше, чем врем , необходимое дл определени текучести, например, по каверномеру. Источниками эмиссии шумов вл ютс , как правило, интервалы наименее устойчивых пород в скважине, которые отказывают максимальное давление на внешнюю поверхность крепи обсаженной скважины.Tyumen and Tatarstan), significantly less than the time required to determine yield strength, for example, by caliper. Sources of noise emissions are, as a rule, intervals of the least stable rocks in the well, which fail to give maximum pressure to the external surface of the lined well support.

В принципе регистрации интенсивности шумов было бы достаточно дл выделе- ни интервалов наименее устойчивых пород, но сложность такого выделени заключаетс в том, что сама по себе интенсивность шумов зависит от многих факторов, трудно поддающихс учету. По этой причи- не более точно выдел ютс интервалы наименее устойчивых пород по динамике изменени периода шумов, имеющей место в течение относительно небольшого времени наблюдени , как правило, не превышаю- щего двадцать - тридцать минут.In principle, recording the intensity of noise would be sufficient to distinguish the intervals of the least stable rocks, but the complexity of this selection lies in the fact that the intensity of noise itself depends on many factors that are difficult to account for. For this reason, the intervals of the least stable rocks are more accurately determined by the dynamics of the change in the period of noise that takes place during a relatively short observation time, as a rule, not exceeding twenty to thirty minutes.

Таким образом, в качестве критери выделени наименее устойчивых пород в разрезе выбрано условие, когда первоначальна величина периода шумово- го сигнала (до изменени гидростатического давлени ) восстанавливаетс в течение времени, не превышающего 20-30 мин, после изменени гидростатического давлени в колоннеThus, as a criterion for the selection of the least stable rocks in the section, the condition is chosen when the initial value of the noise signal period (before the change in hydrostatic pressure) is restored within a time not exceeding 20-30 min after changing the hydrostatic pressure in the column

Способ осуществл ют путем следующих операций.The method is carried out by the following operations.

Регистрируют величину эффективного периода шумового сигнала по разрезу обсаженной скважины особенно в интервалах, Record the value of the effective period of the noise signal along the section of the cased well, especially in the intervals

сложенных неустойчивыми горными поро дами. Разгружают обсадную колонну от гор ного давлени путем снижени внутреннего гидростатического давлени или увеличива ют внутренние давлени в колонне выше гидростатического на величину 5-10 МПа.composed of unstable rock formations. The casing is unloaded from the mountain pressure by reducing the internal hydrostatic pressure or the internal pressure in the column is increased above the hydrostatic pressure by 5-10 MPa.

Измер ют величину эффективного периода шумового сигнала, св занного с про- теканием, релаксацией вызванных напр жений в окружающей скважину горной породе.The magnitude of the effective period of the noise signal associated with flow, relaxation caused by stresses in the rock surrounding the well is measured.

Производ т сброс внутреннего давлени в колонне до первоначальной величины и повтор ют измерение периода шумового сигнала через 20-30 мин.The internal pressure in the column is released to its original value and the measurement of the period of the noise signal is repeated after 20-30 minutes.

Интервалы, где величины периода шумовых колебаний совпадают с первоначальными , идентифицируютс как сложенные наименее устойчивыми породами.The intervals where the magnitudes of the period of noise fluctuations coincide with the initial ones are identified as folded by the least stable rocks.

Claims

Invention Formula

A method for isolating unstable rocks in a cased well, including determining casing deformations in the test interval before and after a pressure change in the well, characterized in that, in order to improve the separation accuracy of the least stable rocks, the recovery time of the specified period in the sections of the well interval studied, and the areas of the least stable rocks are determined by the minimum time values any effective period of the noise signal.