Повышение надежности обнаружения интервалов заколонных перетоков

Для достижения поставленной цели было разработано комплексное устройство, содержащее аппаратуру акустичес­кого контроля за цементированием, блок выключения аппа­ратуры акустического контроля за цементированием, шумо-мер, блок включения шумомера, привод каротажной лебедки, узел управления приводом каротажной лебедки, а также снабженное термометром, блоком выделения сигнала анома­лий температуры, блоком сравнения, реле времени, причем термометр через блок выделения сигнала аномалий темпера­туры подключен к первому входу блока сравнения, выход которого подсоединен к входу реле времени, а первый выход реле времени через узел управления приводом каротажной лебедки подключен к приводу каротажной лебедки, второй выход реле времени через блок включения шумомера подсо­единен к шумомеру, а третий выход реле времени через блок выключения аппаратуры акустического контроля за цемен-

263

тированием подключен ко второму входу блока сравнения [12].

На рис. 107 представлена функциональная схема разрабо­танного комплексного устройства для контроля за креплени­ем скважин.

Устройство содержит привод 1 каротажной лебедки, блок 2 выключения аппаратуры АКЦ, аппаратуру АКЦ 3, термо­метр 4, блок 5 выделения сигнала аномалий температуры, блок 6 сравнения, реле времени 7, блок 8 включения шумо-мера, шумомер 9 и узел 10 управления приводом каротажной лебедки.

Устройство работает следующим образом.

При движении скважинного прибора по стволу скважины включены аппаратуры АКЦ и термометр 4. Сигналы от них передаются по каротажному кабелю на поверхность и регис­трируются. Если на каком-либо участке ствола скважины термометр 4 зафиксирует аномальное отклонение температу­ры, то это отклонение выделяется блоком 5 выделения сиг­нала аномалий температуры и подается на один из входов блока 6 сравнения. Если значение температурной аномалии превышает определенное значение, то на выходе блока 6 сравнения появится сигнал. Этот сигнал поступает на входе реле 7 времени, которое срабатывает через определенный интервал времени. При этом происходит блокировка вход-

Рис. 107. Функциональ­ная блок-схема комп­лексного устройства для контроля за креплением скважин

264

ной цепи реле 7 времени так, что оно остается во включен­ном состоянии до тех пор, пока оператор вручную не пере­ключит схему в исходное состояние. Когда реле 7 времени сработает, то оно одним из своих выходов воздействует на узел 10 управления приводом каротажной лебедки, и привод 1 каротажной лебедки останавливает движение скважинного прибора. Другой выход реле 7 времени через блок 2 выклю­чения АКЦ выключает аппаратуру АКЦ 3, и третий выход через блок 8 включения шумомера включает шумомер 9.

Аналогичным образом устройство работает в том случае, если при движении скважинного прибора аппаратура АКЦ 3 в каком-либо участке зафиксирует отсутствие контакта це­ментного кольца с колонной, т.е. на выходе аппаратуры АКЦ 3 появится максимальный сигнал амплитуды волны, распространяющейся по колонне.

Применение реле времени обусловлено необходимостью защиты устройства от ложных срабатываний на участках ствола скважины с небольшими по протяженности аномали­ями температуры или кратковременным отсутствием контак­та между обсадными трубами и цементной оболочкой. Так как межпластовые перетоки, как правило, имеют значитель­ную протяженность по стволу скважины, то им соответству­ют температурные аномалии большой протяженности или длительное отсутствие контакта между цементом и обсадны­ми трубами. Поэтому реле времени настраивается так, что оно срабатывает через некоторое время после появления сигнала на выходе блока сравнения.

После того как показания шумомера будут зафиксирова­ны, устройство приводят в исходное состояние путем раз­блокировки входной цепи реле времени. При этом вновь включается аппаратура АКЦ, выключается шумомер и вклю­чается привод каротажной лебедки.

Так как стендовые и промысловые испытания показа­ли возможность получения дополнительной информации о наличии межпластовых перетоков за обсадной колонной путем регистрации фазокорреляционной диаграммы и элект­рического потенциала колонны, сотрудниками ВНИИКРнеф-ти и ВНПО "Союзморгео" был создан и испытан макет комплексного устройства с регистратором ФКД, скважин-ный прибор которого снабжен электродом для реги­страции ЭПК (рис. 108, а; он совмещен с термоэлементом) [46].

На синтетической диаграмме комплексного устройства (рис. 108, б) наличие заколонного перетока подтверждает-

265

Рис. 108. Схема (ф) и синтетическая диаграмма (■) комплексного устройства:

1 — тампонажный камень; 2 — канал; 3 — колонка; 4 — скважинный при­бор; 5, 6 — акустические излучатели; 7 — электротермометр; 8 — акустиче­ский приемник; 9, 10 — соответственно Д^ и Д,.₆; 11 — фазокоррелограмма; 12, 13 — кривые шумомера соответственно на частоте 1000 и 500 Гц; 14, 15, 16 — кривые соответственно ЭПК, аномальной и абсолютной температуры

ся показаниями всех четырех методов, реализуемых уст­ройством, что повышает достоверность выявления пере­тока.

На основе разработанного и испытанного макета ком­плексного устройства в ВНПО "Союзморгео" была выпущена малой серией комплексная аппаратура — индикатор качества цементирования скважин (ИКЦ).

266