Рассмотрим примеры экспресс-интерпретации материалов Сканер-Газпром, полученные на модельной скважине ОАО НПП «ВНИИГИС». В скважине выполнена имитация следующих дефектов: коррозия внешней поверхности колонны (выемка металла на внешней поверхности трубы толщиной 4, 5, 2 и 1,5 мм) с различной глубиной проникновения в металл; трещины (сквозные пропилы шириной 4 мм, вдоль, поперек и под наклоном к оси скважины) колонны; интервалы перфорации (набор отверстий диаметром 12 мм). Для модельной скважины использовалась труба НКТ диаметром 73 мм с толщиной стенки 6,5 мм. На всех рисунках приведены сигналы Zs и Zl зондов на временах 10 мс и 45 мс соответственно.
Рассмотрим пример выявления коррозии на внешней поверхности R-зондами.При 1 мс сигналы R-зондов отражают внутреннюю поверхность трубы и отмечают
муфтовое соединение (рис.8.1).
|
| Рисунок 8.1. Сигнал R-зондов на 1 мс |
При достижении 2 мс электромагнитное поле проникает на глубину более 2 мм, что подтверждается наличием двух экстремумов на границах проточки глубиной 4,5 мм. В этом интервале минимальное значение амплитуды сигнала и Zs и Zl зондов. При времени 3 мс электромагнитное поле проницает до 4,5 мм а при 5 мс до 5 мм (рис.8.2).
При поздних временах (рис.8.3) электромагнитное поле распространяется также и на значительное расстояние вдоль трубы от точки измерения, чем объясняется «сглаживание» интервалов коррозии, и увеличение аномалии против муфты.На рис.8.3 приведены примеры выявления интервала перфорации. На времени 4 мс электромагнитное поле не проникает полностью внутрь металла, в измерениях отражается внешняя поверхность и электромагнитная неоднородность металла. На временах 12 и 16 мс электромагнитное поле проникает внутрь металла, что повышает чувствительность измерений к изменению количества металла (в нашем случае перфорация отсутствует). Интервал перфорации достаточно уверенно выявляется на временах 12-16 мс R-зондами.
|
| Рисунок 8.2. Сигнал R-зондов на 5 мс |
|
| Рисунок 8.3. Сигнал R-зондов на 12 мс |
На рис.8.4 представлена конструкция и диаграммы по модельной скважине ОАО НПП «ВНИИГИС».
В интервале 0-17 м скважина имеет обсадную трубу диаметром 219 мм. Толщина стенок этой трубы составляет:в интервале 0-9 м - 7 мм;в интервале 9-17 м – 8 мм.
В нижней части обсадной колонны имеется вертикальное нарушение длиной 200 мм.
В качестве внутренней колонны использованы стальные трубы диаметром 89 мм и толщиной стенок 8 мм. Внутренняя колонна имеет несколько типов нарушений: поперечное, продольное, наклонные трещины, перфорационные отверстия диаметром 16 мм, расположенные равномерно по всей длине окружности, изменение толщины стенок труб.
Следует выделить трубу в интервале 18,5-24,5 м. Уменьшение сигнала характеризует изменение толщины стенки в сторону уменьшения на 4 мм. Метрические замеры по этой трубе оказали, что толщина изменялась на 0,4 мм по отношению к другим трубам внутренней колонны.
Поэтому были проведены дополнительные скважинные исследования экспериментальным макетом ферроакустического градиентометра, измеряющего разность вертикальной составляющей магнитной индукции на базе 12 см. Интервал 18,5-24,5 м выражен сильной неоднородностью магнитного поля, достигающей +/- 400 нТл/0,12. Следовательно, понижение сигнала обусловлено изменением магнитных свойств металла.
|
| Рисунок 8.4. Модельная скважина |
На скв.xx Казаковской площади проводились работы по оценке качества цементирования и технического состояния эксплуатационной колонны. Диаметр технической колонны 245 мм, диаметр эксплуатационной колонны 146 мм, башмак на глубине 1685 м. Перфорация выполнялась перфоратором ПКС-80. В интервале 1584.5-1586 – 18 отверстий, в интервале 1588.5-1595.5 – 84 отверстия.
По данным ЭМДС-ТМ и САТ интервалы перфорации 1584.0-1585.5 м, 1588.0-1594.5 м не соответствуют проектным. По данным ЭМДС-ТМ и САТ нарушений колонны не обнаружено. На рис.8.5 (а) приведены результаты измерений аппаратурой Сканер-Газпром. Интервал перфорации достаточно уверенно выявляется R-зондами в интервале 1588.7-1595.3 м.
На скв.xx Павловского месторождения проводились работы по оценке технического состояния эксплуатационной колонны. Диаметр эксплуатационной колонны 144 мм, башмак на глубине 1531 м. Перфорация в интервале 1477.0-1490 м проводилась перфоратором ПК-105 – 260 отверстий, в интервале 1490-1495 м – ПКС-80 – 90 отверстий. Запись аппаратурой Сканер-Газпром проводилась для получения дополнительной информации по интервалу перфорации. Сложность интерпретации в данной скважине связана с электромагнитной неоднородностью труб, которая возникает из-за специфики проката и имеет форму спирали вдоль оси трубы. Надо отметить, что в интервале перфорации амплитуда сигнала «накатки» уменьшается (возможно, из-за размагничивания в результате нагрева). На фоне гармонического по глубине сигнала в интервале перфорации возникают аномалии, связанные с изменением качества металла.
На рис.8.5 (б) приведен результат выявления интервала перфорации в интервале 1476.0-1495.0 м. На развертке четко видны наклонные линии (накатки) и интервал перфорации. Данные хорошо согласуются с разверткой аппаратуры САТ. Элементы конструкции (центрирующие фонари) хорошо выявляются Zl-зондами.
На рис.8.6 приведен пример исследования технического состояния скважины 78 Совхозное ПХГ. Данные по скважине: искусственный забой – 1779 м, эксплуатационная колонна диаметром d = 219 мм спущена на глубину 1434 м, кондуктор d = 324 мм на глубине 300 м, переход диаметра НКТ с 114 до 89 мм на глубине 1009 м, башмак НКТ – 1745 м. Работы проводились через лубрикатор. Интервал записи 0-1100 м, скорость записи 150 м/ч. Во всем интервале записи состояние колонн НКТ и ЭК хорошее, дефекты не обнаружены. Пакерная установка хорошо выявляется как Zl зондом, так и R зондами. Переход с малого на большой диаметр хорошо виден на развертке дефектограмм. В интервале 1058-1068 м наблюдаются аномалии на R зондах, типичные для отверстий, при этом проектный интервал перфорации лежит в интервале 1065-1072.5 м.
| 
|
| а) пл. Казаковская | б) пл. Павловская, САТ- акустический телевизор |
| Рисунок 8.5. Пример определения интервала перфорации |
|
| Рисунок 8.6. Пример обнаружения пакерной установки и интервала перфорации, Совхозное ПХГ |
На рис.8.7 приведены результаты исследований на скв.xx ПХГ Совхозное. Скважина имеет следующую конструкцию: искусственный забой на глубине 1831 м, кондуктор d = 249×219 мм, 137×366 м; ЭК - 168 ×146 мм, 10×1750 м.Запись проводилась в интервале 0-65 м, со скоростью 100 м/ч. Исходные дефектограммы имеют ровный ход, дефекты не обнаружены. На глубине 103 м отмечен переход диаметра ЭК с 168 мм на 146 мм.
|
| Рисунок 8.7. Результаты исследований на ПХГ Совхозное |
На рис.8.8 приведены результаты оценки технического состояния по скв. xx пл. уймазинская. Диаметр эксплуатационной колонны dэк = 146 мм. Перфорация выполнена перфоратором ПК-103 в интервале 1154.2-1157.2 м – 60 отверстий. Интервал перфорации достаточно уверенно выявляется как на Zl, так и R зондами. На глубинах 1144 м, 1161.72 м и 1173.09 м отмечаются центрирующие фонари.
|
| Рисунок 8.8. Пример определения положения центрирующего фонаря (2) и интервала перфорации (3), муфты (1) |
На скв. xx пл. Краснокутская проводился капитальный ремонт скважины и повторная перфорация. Сканер-Газпром использовался для исследования интервала перфорации. На рис.8.9-8.12 приведены результаты исследований интервалов перфорации. Zl-зонды отмечают интервал перфорации уменьшением амплитуды, а R зонды – в виде двух экстремумов. Проектный интервал перфорации 1508-1542 м, по данным Сканер-Газпром 1517-1518 м, 1520-1522 м, 1523-1539.8 м. В интервале перфорации 1571-1578 м отмечен коррозионный износ колонны, он перекрывает интервалы перфорации. Проектный интервал перфорации 1581-1584 м, по данным Сканер-Газпром - отмечен в интервале 1582-1585 м.Исследования проводились зондами с четырьмя и восемью датчиками.
|
| Рисунок 8.9. Пример уточнения интервалов повторной перфорации пл. Краснокутская |
|
| Рисунок 8.10. Пример уточнения интервала перфорации –® проектный интервал |
|
| Рисунок 8.11. Пример определения фактического интервала перфорации, пл. Краснокутская, ® проектный интервал |
|
| Рисунок 8.12. Фактический и проектный интервал перфорации, пл. Краснокутская |
На рис 8.13 приведены примеры исследования интервала перфорации через НКТ в скв. xx пл. Елшанская. Конструкция скважины: глубина забоя – 851,5 м, диаметр эксплуатационной колонны 68 мм, башмак НКТ на глубине 840.9 м, интервал перфорации 842-848 м, выполненная перфоратором ПКО-104 – 10 отверстий на 1 пог. метр.
|
| Рисунок 8.13. Пример исследования интервала перфорации через НКТ, пл. Елшанская (1-проектный; 2- фактический интервалы перфорации) |
|
| Рисунок 8.14. Вход в НКТ, пл. Елшанская |
Интервал перфорации выявляется достаточно уверенно R зондами. Zl-зонд в интервале перфорации также имеет некоторые аномалии. Аномалии R зондов лежат в интервале 842-886.5 м. Вход в колонну НКТ достаточно хорошо отмечается повышением амплитуды Zl зонда, для R зондов изменение сигнала незначительное (рис.8.14).
На рис.8.15-8.16 приведены результаты перфорации в эксплуатационной колонне диаметром 168 мм, выполненной перфоратором ПКО-105 с шагом 10 отверстий на 1 погонный метр в интервале 3149-3160 м по скв.x пл. Южно-Прибрежная. По данным Сканер-Газпром фактический интервал 3150-3156 м отмечен понижением сигнала Zl зонда и аномалиями на Rзондах. Результаты исследования скважины xx пл. Песчано-Уметской приведены на рис.8.17-8.18 скважина имеет следующую конструкцию: кондуктор 426 м × 251 мм, ТК1 – 324 мм × 351 м, ТК2 – 245 мм × 974 м, эксплуатационная колонны диаметром 168 мм на глубине 1117.37 м, интервал перфорации 1071-1074 м, по данным Сканер-Газпром 1071-1075.5 м.
|
| Рисунок 8.15. Определение фактического интервала перфорации (ПКО-102) зондом с 8 датчиками |
|
| Рисунок 8.16. Определение интервала перфорации (перфоратор ПКО-102) зондами с четырьмя датчиками |
|
| Рисунок 8.17. Пример определения интервала перфорации, пл. Песчано-Уметская (1-проектный; 2- фактический интервалы перфорации); зонд с 4 датчиками |
|
| Рисунок 8.18. Пример определения интервала перфорации, пл. Песчано-Уметская (1-проектный; 2- фактический интервалы перфорации); зонд с 8 датчиками |
На рисунке 8.19 приведены E (t) интегрального Zl-зонда и дифференциального Ri-зонда при различных временах. На ранних временах амплитуда не зависит от глубины (сигнал еще не проник в глубь металла). С увеличением времени амплитуда Zl-зонда падает против проточки по отношению к сигналу в целой трубе, а Ri-зонд четко выделяет границы дефекта.
|
| Рисунок 8.19 Пример временное разделение сигналов (радиальное зондирование) |
На рис.8.20 приведены примеры измерения для моделей с несимметричными дефектами. Модель, имитирующая вертикальную трещину (сквозной пропил длиной 100 мм, шириной 4 мм) и модель, имитирующая горизонтальную трещину (сквозной пропил длиной ½ периметра трубы, шириной 3 мм). Границы нарушения отмечаются на двух из четырех Ri -зондов, направленных в сторону дефекта. Против целой стенки аномалий нет.
|
| Рисунок 8.20 Пример азимутального зондирования |
Рассмотрим поведение кривых зондирования, полученных для различных дефектов и элементов конструкции скважины.
На рис.8.21-8.23 приведены результаты измерений на моделях в метрологическом центре ОАО НПП «ВНИИГИС». Муфтовое соединение (рис.8.21), симметричное оси скважины, на зонде Zl отмечается увеличением сигнала с экстремумом в центре муфты, причем максимальная чувствительность зонда на временах больше 33 мс. R-зонды отмечают муфту двумя экстремумами с минимальным (min) и максимальным (max) значениями. Точки экстремумов соответствуют границам муфты. В интервале 6–7.5 мс происходит инверсия амплитуд экстремумов с max на min и min на max.
Имитация продольной трещины выполнена в виде сквозного пропила длиной 200 мм и 100 мм (рис.8.22). Зонд Zl отмечает дефекты типа «трещина» уменьшением сигнала с экстремумом в середине трещины. R-зонды имеют два экстремума на границах трещины, причем если для муфты экстремумы меняются от min к max, то для трещины наоборот - от max к min. Оптимальная чувствительность Zl зонда на 17.5 мс при длине трещины 200 мм 7.5–9 мс наблюдается инверсия экстремумов. Аномалии, связанные с дефектом, присутствуют только на измерениях зондами R2, R3.
|
| Рисунок 8.21 Аномалии кривых Z, R-зондов против муфты |
|
| Рисунок 8.22 Аномалии кривых Z, R-зондов против продольной трещины |
Результаты моделирования против поперечной трещины (пропил длиной ½ периметра трубы) приведены на рис.8.23. Zl –зонд выделяет дефект в виде аномалии сигнала на ранних временах (5-6 мс). R-зонды, обращенные в сторону дефекта, “видят” трещину в диапазоне времен 2-6 мс.
Коррозия внешней стенки имитируется проточками различной глубины 4.5 мм длиной 100 мм. Результаты измерений приведены на рис.8.24. Проточка достаточно хорошо выявляется в интервале 15–30 мс уменьшением сигнала зонда Zl, R-зонды отмечают границы проточки двумя экстремумами. Оптимальное время для выявления коррозии 15–17.5 мс. Для проточки глубиной 4.5 мм оптимальное время начинается с 6 мс. Для Zl-зонда амплитуда аномалии растет с глубиной проточки. Таким образом, система Zl и R-зондов позволяет проводить как радиальное, так и азимутальное зондирование.
|
| Рисунок 8.23 Аномалии кривых Z, R-зондов, против поперечной трещины |
|
| Рисунок 8.24 Аномалии кривых Z, R-зондов, против проточки длинной 100 мм глубиной 4.5 мм |
На рис.8.25приведен пример выявления отверстий различного диаметра в модели №2 диаметром 146 мм. Из рисунка видно, что для данного диаметра колонны уверенно выделяются отверстия диаметром от 30 мм и более.
На рис.8.26 приведены примеры выделения отверстий различных диаметров на модели №6. Отметим, что достаточно уверенно выделяются отверстия диаметром более 20 мм. Аномалии от отверстий менее 20 мм требуют специальной обработки. Это позволит разделять их на аномалии от дефектов и аномалии от неоднородностей электромагнитных свойств.
|
| Рисунок 8.25. Аномалии выявления отверстий различного диаметра в модели № 2 |
|
| Рисунок 8.25. Аномалии выявления отверстий различного диаметра в модели № 6 |