научная статья по теме Оценка направления развития коррозионных процессов в действующих скважинах геофизическими методами Геофизика

Текст научной статьи на тему «Оценка направления развития коррозионных процессов в действующих скважинах геофизическими методами»

УДК 620.193:622.241-НС © Коллектив авторов, 2013

Оценка направления развития коррозионных процессов в действующих скважинах геофизическими методами

И.Р. Шангареев, Р.А. Дмитриев, А.И. Маланин

(ТО «СургутНИПИнефть»), А.В. Белоусов

Адрес для связи: Shangareev_IR@surgutneftegas.ru

Ключевые слова: коррозионный интервал, направление развития коррозии, методика исследований, толщинометрия, геофизические методы.

В настоящее время на месторождениях ОАО «Сургутнефтегаз» имеется большое число скважин, выработавших нормативный срок эксплуатации. С целью их дальнейшей безопасной работы, а также определения возможности проведения дополнительных мероприятий по повышению степени извлечения невыработанных запасов, в том числе работ по зарезке боковых стволов, проводится оценка их технического состояния. Понимание направления развития коррозии эксплуатационной колонны скважины очень важно для оценки факторов ее развития, так как условия, влияющие на развитие коррозионных процессов, и направления их влияния многообразны. Обладая необходимой информацией, можно прогнозировать развитие данных процессов и планировать мероприятия по снижению их негативного влияния при строительстве новых и эксплуатации действующих скважин.

Комплекс методов по оценке технического состояния эксплуатационных колонн скважин (ОТСЭК) включает многообразные методы, перечень которых сформирован требованиями РД 153-39.0-109-01 и стандартом ОАО «Сургутнефтегаз» СТО 228-2011 «Контроль за разработкой месторождений ОАО «Сургутнефтегаз» геофизическими методами». В практике проведения геофизических исследований скважин (ГИС) по ОТСЭК на месторождениях ОАО «Сургутнефтегаз» комплекс мероприятий по оценке технического состояния скважин включает локацию муфт, гамма-каротаж, термометрию, барометрию, влагометрию, резистивиметрию, термокондук-тивную дебитометрию и механическую расходометрию. Указанные методы позволяют выделить интервалы сквозных нарушений эксплуатационных колонн и интервалов заколон-ных перетоков и не направлены на оценку остаточной толщины эксплуатационной колонны как ключевого фактора

Assessment of line of corrosion processes development in existing wells by geophysical methods

I.R. Shangareev, R.A. Dmitriev, A.I. Malanin (Tyumen Branch of SurgutNIPIneft, RF, Tyumen), A.V Belousov (Surgutneftegeofizika Trust, RF, Surgut)

Key words: corrosion interval, the line of corrosion development, method of research, measuring of thickness, geophysical methods.

Geophysical methods, included in the system for the study of the technical condition of the flow string of wells, does not allow to assess of the line of corrosion processes development, that is necessary for the design of measures for strings protection from the corrosion. The method of research of line of corrosion development is prepared. The results of its testing in wells of Surgut-neftegas OJSC fields are given. The results of several stages of the conducted research allowed to adjust the method, to understand the causes of corrosion processes appearance and to reveal the most corrosion dangerous intervals in wells of various purposes.

при определении степени надежности конструкции скважины. Более детально оценить техническое состояние эксплуатационной колонны можно после определения остаточной толщины эксплуатационных колонн. Это выполнимо путем использования нескольких методов, в том числе гамма-гамма-толщинометрии (СГДТ), электромагнитной толщиномет-рии - дефектоскопии (ЭМСД), сканирующей магнитной интроскопии, метода отраженных волн с применением аппаратуры акустического скважинного телевизора.

Алгоритм обработки данных СГДТ для определения толщины колонн предусматривает введение достоверной информации (диаметра и толщины стенок колонны). Технологии определения толщины стенок колонн, основанные на использовании промысловых данных о диаметре и толщине стенок труб, при отклонении фактических параметров от номиналов в процессе изготовления могут давать недостоверные результаты [1]. Опираться только на данные СГДТ, интерпретация которых основана на таких алгоритмах, при оценке остаточной толщины колонны недопустимо, так как информация о проектной толщине стенок обсадной колонны часто не соответствует фактической. Метод СГДТ необходимо включить в обязательный комплекс исследований по окончании строительства с целью контроля соответствия толщин стенок спускаемых обсадных труб проектным значениям. Необходимость выполнения замеров толщины стенки колонны по окончании строительства скважины обусловлена целостностью колонны (отсутствием очагов коррозии или отложений). Использование данных об этом параметре, полученных сразу после строительства скважины, позволит проводить более достоверную оценку остаточной толщины стенки обсадной колонны в ходе дальнейшей эксплуатации скважины и исключит ошибки, возникающие при применении только проектных данных.

Метод отраженных волн с использованием аппаратуры типа АСТ-76 при измерении толщины стенки колонны в скважинах является более точным по сравнению с применяемыми на практике гамма-гамма- и электромагнитным методами. Технология АСТ-76 позволяет получать информацию о степени и распределении износа обсадных колонн. Высокая точность измерений внутренних радиусов труб и толщин стенок дает возможность использовать аппаратуру АСТ-76 для выявления мест утончения обсадных колонн вследствие внутренней или наружной коррозии стенок. Аппаратура позволяет определять с более высокой точностью внутренние радиусы колонн, а также выявлять внутренние и внешние участки повреждения стенок. Эти технологии имеют безусловные преимущества в дифференциации данных и информативности по сравнению с интегральными методами.

Электромагнитный метод дефектоскопии и толщинометрии реализован в широком спектре аппаратуры: ЭМДС-ТМ, МИД-К, ЭМДС-МП, ЭМДС-И. Сопоставление результатов профилемет-рии и гамма-гамма-толщинометрии показывает, что в ряде случаев интерпретация данных электромагнитной дефектоскопии может приводить к погрешностям определения толщины стенок труб вследствие влияния большого числа дестабилизирующих факторов на достоверность замеров (эксцентричность положения прибора, электрическая проводимость и магнитная проницаемость металла труб и др.). Особенно сложным является одновременное изменение электрической проводимости и магнитной проницаемости [2]. В этом случае ни существующие приборы электромагнитной дефектоскопии, ни методики интерпретации данных не обеспечивают достаточной точности определения толщины стенок труб. Электромагнитный метод дефектоскопии и другие методы оценки остаточной толщины стенки обсадной колонны не нашли широкого применения в практике ОАО «Сургутнефтегаз».

Метод внутрискважинной профилеметрии MIT (компании Sondex), хотя и отличается высокой разрешающей способностью, ориентирован на изучение внутренней поверхности колонны и требует тщательной подготовки стенок колонны к проведению исследований, так как показания профилемера могут искажаться из-за отложений на стенках скважины. Несмотря на столь широкие возможности данного метода, необходимо отметить, что целостность представления о состоянии колонны остается неполной, так как коррозия металла может протекать одновременно на внешней стенке обсадной колонны под влиянием агрессивных пластовых вод в местах частичного контакта цементного камня или его отсутствия.

Первоначально суть метода оценки направления развития коррозии обсадной колонны скважины заключалась в определении внутреннего диаметра колонны и сопоставлении его с изменением толщины стенки обсадной колонны. Сопоставляя эти данные при постоянном внутреннем диаметре и одновременном изменении толщины стенки колонны, можно достоверно утверждать о развитии коррозионных процессов на внешней стороне обсадной колонны. Напротив, при увеличении внутреннего диаметра обсадной колонны и одновременном изменении толщины ее стенки можно рассматривать данный интервал как участок с внутренним развитием коррозии.

Исходя из вышеотмеченного и опыта различных отечественных [3] и зарубежных компаний в области дефектоскопии обсадных колонн и оценки остаточной толщины их сте-

нок, было предложено комплексировать несколько различных по природе геофизических методов для получения более достоверной информации с учетом недостатков и погрешностей каждого метода. Были составлены методические предложения по оценке направления развития коррозионных процессов в скважинах.

Первый этап исследований по оценке направления развития коррозии выполнялся в скважинах как добывающего, так и нагнетательного фонда. При отборе скважин-кандидатов предпочтение отдавалось скважинам с наличием подтвержденных интервалов негерметичности как объектам с вероятным наличием коррозионных процессов. Исследования включали применение многорычажного профилемера (MIT), акустического скважинного телевизора (АСТ), скважинного гамма-дефектомера - толщиномера (СГДТ), акустического це-ментомера (АКЦ) и охватывали весь ствол скважин.

Анализ результатов первого этапа позволил выявить некоторые недостатки и ограничения, в том числе:

1) в интервале двухколонной конструкции замеры толщины стенки колонны по СГДТ некорректны; соответственно достоверно утверждать о направлении развития коррозии можно лишь в интервалах ниже башмака кондуктора (промежуточной колонны);

2) сопоставление замеров внутреннего диаметра (по максимальному, минимальному и среднему значениям), полученных по 60 каналам аппаратуры MIT и 30 каналам аппаратуры АСТ, выполненное по четырем исследованным скважинам, показало хорошую сходимость результатов (рис. 1), что позволило отказаться от исследований аппаратурой MIT, требующей специальной подготовки скважины;

3) отмечена хорошая (в пределах погрешности измерений) сходимость по толщине стенки обсадной колонны, рассчитанной по методам СГДТ и АСТ (см. рис. 1).

Из результатов обработки полученных данных следует, что отмечаются интервалы эксплуатационных колонн, в которых толщины стенки

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.