Выявление заколонных движений флюидов, контроль технического состояния скважин ПХГ

Подземные хранилища газа (ПХГ) искусственно созданные в водоносных пластах являются одним из самых распространенных типов ПХГ эксплуатируемых в России. Закачка и отбор газа с высоким давлением осуществляется в соответствии с технологическим проектом и режимом разработанным профильным институтом - автором технологического проекта ведущим авторский надзор за эксплуатацией. Для соблюдения всех критериев промышленной безопасности, обусловленных технологическим проектом и режимом эксплуатации ПХГ, необходимо обеспечить высокую степень герметичности эксплуатационных скважин.

По этому на ПХГ систематически осуществляется контроль технического состояния скважин геофизическими методами (ГИС). Один из таких современных методов, это комплексное исследование включающее в себя высокочувствительную спектральную шумометрию, высокоточную термометрию и импульсный нейтрон-нейтронный каротаж для выявления источника поступления и интервала заколонных перетоков газа, а также вспомогательные методы магнитно-импульсной дефектоскопии и расходометрии с целью определения герметичности внутрискважинного оборудования [3].

Описанный комплексный подход для выявления заколонных перетоков между проницаемыми интервалами пород и по негерметичным элементам внутрискважинного оборудования продемонстрированы на примере скважины ПХГ пробуренной на структуру в водоносном пласте.

Результаты проведенных исследований

Комплексное исследование скважин ПХГ выполнено следующими геофизическими методами (ГИС):

- высокоточной шумометрии (SNL) - высокочувствительный широкополосный спектральный шумомер представляет собой новое поколение акустической аппаратуры для измерения акустических шумов в скважине, программное обеспечение (ПО) которого в автоматическом режиме увязывает данные одного или нескольких шумомеров по глубине, отфильтровывает шумы, не связанные с движением флюида;

- высокочувствительная термометрия (ВЧТ) - выявление аномалий связанных с изменением температурного градиента напротив исследуемого интервала пласта вызванных миграцией флюида (газ, жидкость) через негерметичные элементы внутрискважинного оборудования, негерметичные муфты обсадных колонн, а также движением флюида по заколонному пространству по негерметичному цементному камню;

- определение газонасыщенности (НГК) - выявление интервалов скопления газа и определение коэффициента газонасыщенности в породах за обсадными колоннами.

РИС. 1. Спектральный шумомер SNL

Исследуемая скважина ПХГ является эксплуатационной на искусственный водоносный пласт, имеет пакерный тип эксплуатации, затрубное пространство заполнено надпакерной жидкостью. Причиной выбора данной скважины для проведения комплекса ГИС включая спектральную шумометрию является:

- негерметичность подземного оборудования (пакер, клапан- отсекатель) поскольку давление в затрубном пространстве равно трубному, попытки стравливания давления и доведения уровня надпакерной жидкости до устья путем долива результатов не дали, вся надпакерная жидкость уходила на забой давление, в затрубном пространстве вновь выравнивалось до трубного. Скважина переведена на пакерную эксплуатацию по причине того, что в ней фиксировались термоаномалии, связанные с негерметичными муфтовыми соединениями эксплуатационной колонны на глубине 101м, 124м, и 204м, по нейтронному гамма каротажу (НГК), также отмечалось скопление газа за обсадными колоннами в данных интервалах, при этом межколонное давление отсутствовало. Таким образом, после того, как затрубное пространство вновь перешло на газ по причине негерметичности подземного оборудования возникло опасение, что утечки газа через негерметичные муфты вновь возобновятся. Поэтому задачей проводимого комплекса являлось определение наличия таких утечек и определение мест техногенного скопления газа в разрезе за обсадными колоннами.

РИС. 2. Результаты исследований по выявлению негерметичности внутрискважинного оборудования

По результатам комплекса выявлены причины негерметичности внутрискважинного оборудования [1]:

- негерметичность циркуляционного клапана на глубине 1129.74-1130.44 м.;

- негерметичности посадочного ниппеля пакера на глубине 1141.96-1142.31 м.;

- негерметичность муфтового соединения 114 мм НКТ в интервале 519.3-526.7м.

В ходе данных исследований определено наличие утечки газа по негерметичным муфтовым соединениям эксплуатационной колонны на глубинах 101м, 124м, и 204м, в данных интервалах определены зоны вторичных скоплений газа.

Заключение:

В статье продемонстрирован комплексный подход к выполнению ГИС по определению технического состояния скважины на ПХГ. Определены положительные стороны комплесного подхода с использованием высокоточной шумометрии (SNL), а именно:

- применение шумометрии в комплексе с другими методами (ВЧТ, НГК) показало хорошие результаты по выявлению источников, путей миграции и вторичных скоплений газа [2];

- возможность проводить несколько видов ГИС за одну спускоподъемную операцию.

В результате исследования определены:

- отсутствие дефектов обсадных колонн и внутрискважинного оборудования в виде трещин и разрывов;

- подтверждена герметичность забоя;

- негерметичность: циркуляционного клапана на глубине 1129.74-1130.44 м., посадочного ниппеля пакера на глубине 1141.96-1142.31 м., муфтового соединения 114 мм НКТ в интервале 519.3-526.7м.;

- выявлены негерметичные муфтовые соединения эксплуатационной колонны на глубинах 101м, 124м, и 204м, а также в данных интервалах определены зоны вторичных скоплений газа [4].

Комплексный подход к выполнению ГИС по определению технического состояния скважины на ПХГ с использованием высокоточной шумометрии (SNL) позволяет более точно определить причины и условия возникновения источников, путей миграции и вторичных скоплений газа. Данный подход предполагается использовать на скважинах ПХГ для своевременного и более детального рассмотрения динамики технического состояния скважин при эксплуатации в знакопеременных нагрузках, а также для своевременного приведения скважин к безопасным условиям эксплуатации.

Список сокращений и аббревиатур:

ГИС – геофизические исследования скважин

SNL – Спектральная шумометрия

НГК – нейтронный гамма каротаж

ВЧТ– Высокоточная термометрия

ПХГ – Подземное хранилище газа

НКТ – Насосно-компрессорные трубы

Литература:

1. Асланян А.М., Волков М.В., Сорока С.В., Арбузов А.А., Нургалиев Д.К., Никитин Р.С., Кантюков Р.Р., Малев А.Н., Минахметова Р.Н. «Выявление негерметичности муфтовых соединений насосно-компрессорных труб, обсадных и технических колонн для скважин ПХГ в соляных кавернах методом спектральной шумометрии», Георесурсы №3-1 2016, стр. 186-190.

2. Асланян А.М., Асланян И.Ю., Кантюков Р.Р., Масленникова Ю.С., Минахметова Р.Н., Никитин Р.С., Сорока С.В. «Диагностика заколонных перетоков газа комплексом высокоточной термометрии, спектральной шумометрии и импульсного нейтрон-нейтронного каротажа», Территория нефтегаз №6 2016, стр. 74-81.

3. А.М. Асланян, И.Ю. Асланян, Р.Р. Кантюков, Р.Н. Минахметова, Р.С. Никитин, С.В. Сорока «Внедрение отечественного программно-аппаратного комплекса спектральной шумометрии SNL на объектах нефтегазового комплекса России и зарубежных стран», Газовая промышленность №739/2016, стр. 19-21.

4. Асланян А.М, Асланян И.Ю., Кантюков Р.Р., Минахметова Р.Н., Никитин Р.С., Нургалиев Д.К., Сорока С.В. «Скважинная шумометрия как энергосберегающая инновационная технология», Нефтегазовое дело №14-2 2016, стр.8-12.