СОБЫТИЯ

Нефтехимия в РФ может формировать до 1,5% ВВП

На нефтехимию может приходиться до 1,5% ВВП РФ. Об этом сообщил на круглом столе «Текущее состояние и перспективы развития нефтехимической отрасли России» в Госдуме заместитель министра энергетики России Кирилл Молодцов. «СИБУР ...

НА ОМСКОМ НПЗ СТАРТОВАЛ КРУПНЕЙШИЙ ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЕКТ

«Газпром нефть» начала строительство комплекса очистных сооружений «Биосфера» на Омском НПЗ. Команду к началу строительства в режиме телемоста дали заместитель председателя Правительства РФ Александр Хлопонин, Министр ...

7 декабря будет обнародован рейтинг поставщиков продукции и услуг дляшельфа

7 декабря по адресу: Москва, Тверская, 22, отель InterContinental открывается двенадцатая ежегодная конференция «Подряды на нефтегазовом шельфе» (Нефтегазшельф-2017). На конференции будет обнародован рейтинг поставщиков продукции и услуг ...

Рязанская нефтеперерабатывающая компания сделала очередной шаг к «цифровому заводу»

АО «Рязанская нефтеперерабатывающая компания», дочернее общество НК «Роснефть», завершило реконструкцию газофракционирующей установки (ГФУ) с блоком сероочистки сухих газов. Реконструкция позволяет включить этот значимый ...

Объем нефтепереработки в России к 2020 году вырастет до 92%

Об этом сообщил глава Минэнерго РФ Александр Новак. Министр энергетики РФ провел встречу с председателем ЦК КПРФ, руководителем фракции компартии в Госдуме Геннадием Зюгановым. По словам Новака, которые приводятся в пресс-релизе министерства, за ...

Статья: "Комплексирование микропрофилемера ГФК­8 и магнито­импульсного дефектоскопа МИД­НМ­АДМ при исследовании технического состояния насосно­компрессорных труб и обсадных колонн нефтегазовых скважин"


В.Г. БОЖЕДОМОВ (ООО «Специальные геофизические системы», г. Саратов), Д.Ю. ПЯТНИЦКИЙ, Т.И. ГАЛАКТИОНОВА (ООО «СГС­Партнёр», г. Саратов), Е.А. ХАЛИМОНОВ (ООО «Динер», г. Уфа)

 

В процессе эксплуатации нефтяных и газовых месторождений одной из наиболее актуальных проблем является исследование технического состояния скважин с целью продления срока их безаварийной эксплуатации. Для правильного планирования капитального ремонта необходима детальная и точная характеристика дефектов скважины. Важно оценить общее техническое состояние колонны и предсказать появление дефектов в будущем, по мере их развития. Данные геофизических методов используются нефтегазодобывающими предприятиями для оценки необходимости замены НКТ, определения интервалов и возможных методов проведения капитального ремонта или принятия решения о ликвидации скважины.

 

Одной из основных задач, решаемых при определении технического состояния скважин, является дефектоскопия труб и муфтовых соединений НКТ, эксплуатационной, технической колонны и контроль состояния и работы насосно­компрессорного скважинного оборудования (пакера, фильтра, переводников и т. д.).

Наиболее перспективным методом для решения таких задач является магнитоимпульсная дефектоскопия. Метод основан на эффекте возбуждения в колонне тока индукции путём воздействия на неё импульсным магнитным полем с последующей регистрацией спада электродвижущей силы, наведённой в трубах. По характеру этого изменения определяется толщина колонны и оценивается наличие и характер дефектов. Возможность анализа спада ЭДС на разных временах позволяет производить зондирование многоколонных конструкций. Преимущество данного метода главным образом и состоит в возможности проведения исследований в одно­, двух­ и многоколонных конструкциях. Проведение магнитоимпульсной дефектоскопии не требует специальных подготовительных мероприятий на скважине, в том числе демонтажа НКТ.

В настоящее время на основе этого метода разработан широкий спектр аппаратуры: МИД­К, МИД­ГАЗПРОМ, ЭМДСТ­МП, ЭМДСТ­ТМ и т.д. Все перечисленные дефектоскопы построены на базе одного физического эффекта, но отличаются друг от друга некоторыми конструктивными особенностями (количество зондов, измерительная база зондов), длительностью и формой  зондирующего импульса и технологией регистрации спада наведённой ЭДС.  

 Предприятием ООО «Специальные геофизические системы» для исследования технического состояния скважин с использованием металлической проволоки разработана и внедрена серия магнитоимпульсных дефектоскопов МИД­НМ. Для исследования скважин с аномально высоким устьевым давлением, где использование традиционных подъёмников на геофизическом кабеле либо технически невозможно, либо нецелесообразно с экономической точки зрения, создан дефектоскоп МИД­НМ­АД с автономным питанием и регистрацией во внутреннюю память. Для работы через каротажный кабель  в реальном времени созданы дефектоскопы МИД­НМ­КС и МИД­НМ­ГКС (с каналом ГК).

Все модификации дефектоскопов могут быть изготовлены в коррозионно­стойком исполнении для работы в среде с содержанием сероводорода до 30%.

Основные технические характеристики дефектоскопов представлены в таблице №1.

Дефектоскоп в своём составе имеет 5 физических датчиков: два осевых зонда – длинный и короткий, датчик давления, датчик термометра внешний, датчик термометра внутренний. Кабельный вариант дефектоскопа дополнительно может быть оснащён каналом измерения естественного радиоактивного фона (ГК).

Длинный зонд предназначен для исследования интегральных характеристик НКТ и эксплуатационной колонны, исследования труб большого диаметра, определения местоположения элементов конструкции скважин и определения конструкции многоколонных скважин. Короткий зонд предназначен для проведения детальных исследований (локализации и идентификации дефектов, определения зон перфорации, вычисления толщины) в НКТ или при её отсутствии – ближней к скважинному прибору колонны с внутренним диаметром до 120 мм.

 Зонды построены на базе ленточных магнитопроводов из нанокристаллических сплавов. Данная конструктивная особенность прибора позволяет уменьшить собственные процессы зонда до 0.1 мс (рис.1). В совокупности с быстродействующим высокодинамичным измерительным трактом (время преобразования АЦП – 1 мкс, полный динамический диапазон измерительного тракта – 132 дБ (без учёта собственных шумов) позволяет исследовать колонны труб как из ферромагнитных сплавов, так и из немагнитных или слабомагнитных сплавов (нержавеющие сплавы с высоким содержанием Ni, Cr). Кроме того, регистрация спада ЭДС, начиная со сверхранних времён (0.1 мс) позволяет однозначно фиксировать дефекты типа «горизонтальный разрыв» и отделять их от дефектов типа «вертикальная трещина».

 

 

Наличие в составе аппаратуры высокочувствительных датчиков температуры и давления даёт возможность провести замеры этих параметров по стволу скважины с высокой точностью
и получить дополнительную информацию о техническом состоянии скважины. Разрешающая способность датчика давления позволяет при необходимости определить местоположение границ интервала притока нефти или газа в скважине. Для корректировки датчика давления, а также для введения поправок в программу расчёта толщины используется внутренний термометр. При определении незначительных дефектов и их идентификации использование внешнего термометра позволяет регистрировать температурные аномалии, что даёт дополнительную информацию при определении зон перфорации, интерпретации данных дефектоскопии и определении негерметичности подземного оборудования.

Для примера на рис. 2 приводится интервал исследования НКТ с зоной эрозионного износа выше ЭЦН с прогнозируемым по термоаномалии нарушением целостности НКТ. После подъёма НКТ и визуального исследования её внутренней поверхности подтвердились наличие эрозии и её характер (рис. 3).

Пример использования дефектоскопа МИД­НМ­АД для обнаружения интервалов нарушения целостности эксплуатационной колонны и зон поглощения представлен на рис. 4. Перед проведением измерений через НКТ в скважину провели закачку воды в течение 6 часов для создания устойчивого температурного распределения. После анализа результатов исследования определили два интервала  перфорации.

Наличие термоаномалий на глубинах   2736 м и 2723 м подтверждают, что связь зон перфорации со скважиной происходит только в обнаруженных интервалах перфорации.

При оценке технического состояния элементов конструкции насосно­компрессорного оборудования,  эксплуатационной колонны косвенными методами, к каким и относится магнито­импульсная дефектоскопия, важно не то, какое значение имеет физическая величина (в данном случае ЭДС), с помощью которой мы пытаемся провести эту оценку, а то, как эта физическая величина изменилась с течением времени, т. е. для корректной оценки износа конструктивных элементов скважин необходимо набрать статистику. Такую статистику можно получить, проводя фоновые замеры сразу после спуска НКТ и периодические исследования в процессе эксплуатации скважины.

Пример изучения технического состояния НКТ на основе двух исследований с периодичностью 10 месяцев представлен на рис. 5.

Анализ технического состояния НКТ проводился методом сопоставления первичной записи 2009 года (слева) с записью 2010 года (справа), а также сопоставления расчётных толщин.  В верхней части колонны, примерно до 2400 м, наблюдалась абсолютная идентичность как первичных данных, так и вычисленных толщин. В нижней части скважины видны изменения, которые связаны только с увеличивающимся прогибом трубок НКТ и более выраженным эксцентриситетом колонн. Видна абсолютная идентичность в поведении датчика поля Н1, остальные кривые «не совпадают»  только из­за эксцентриситета. Во всех мелких нюансах (в том числе кривая толщины дальней колонны Т2) первичные и вычисленные кривые совпадают. Несовпадение муфтовых соединений по глубине связано с методикой привязки данных дефектоскопии к глубине, и, поскольку технически сложно обеспечить абсолютно одинаковую скорость прибора в двух разных замерах при работе автономной аппаратурой, мы имеем незначительные несовпадения глубин в двух разных замерах.

При проведении периодических исследований скважин применение кабельного варианта дефектоскопа требует использования дополнительного дорогостоящего геофизического оборудования (регистрирующий комплекс, подъёмник, оснащённый каротажным кабелем) и, как следствие, привлечения дополнительных специалистов. Использование же автономной аппаратуры становится актуальным не только при исследовании технического состояния скважин в сложных технологических условиях, но и при проведении исследований на месторождениях в периоды, когда применение стандартного геофизического оборудования затруднено и неоправданно с экономической точки зрения. 

Минимальные технические средства, необходимые для периодического мониторинга технического состояния скважины автономным вариантом дефектоскопа:

– подъёмник на проволоке;

– автономный дефектоскоп;

– модуль контроля глубины с датчиком импульсов глубины (ДИГ) для «привязки» данных дефектоскопии к глубине;

– компьютер с USB­интерфейсом.

В некоторых случаях оказывается технически сложным оперативно организовать монтаж ДИГ на подъёмник, тогда можно работать и без него. При этом текстовый «файл глубина­время» нужно создавать вручную, но точность привязки упадёт и во многом будет зависеть от стабильности удержания скорости подъёмника.

В автономной аппаратуре имеется другой способ привязки. Наличие в составе дефектоскопа датчика давления в большинстве случаев позволяет преобразовать показания манометра в глубину и, таким образом, привязать показания дефектоскопа к глубине по датчику манометра.

Для повышения информативности метода магнитоимпульсной дефектоскопии были проведены комплексные испытания приборов ГКФ­8­48 (скважинный многорычажный микропрофилемер) и МИД­НМ­АДМ, которые позволили оценить достоверность результатов исследования, полученных каждым методом в отдельности.

В качестве тестовой скважины использовали скважину из действующего фонда в Республике Татарстан. Целью исследования было определить степень износа внутренней стенки эксплуатационной колонны по окружности, оценить интегральное изменение толщины стенки колонны по стволу скважины. На основе сопоставления данных двух различных методов измерения оценивалась эффективность комплексирования методов для повышения информативности геофизического материала и достоверности его интерпретации.

В результате анализа техническое состояние 7 трубок эксплуатационной колонны вблизи зоны перфорации с количественной оценкой отклонения толщин стенок от номинала выявлены 2 трубки с уменьшенной толщиной более чем на 0,5 мм. Уменьшение толщины стенки этих трубок (увеличение внутреннего диаметра) подтверждается показаниями ГФК­8.  По материалам МИД­НМ­АДМ определено наличие центрирующих элементов эксплуатационной колонны на отметках 1615,3 м; 1626,5 м. Отмечаются интервалы перфорации эксплуатационной колонны по МИД­НМ­АДМ в интервале 1619,5 – 1624,5 м с разрушением кольцевой целостности металла (вертикальное растрескивание) на глубине 1621 м.

Значительный коррозионный износ эксплуатационной колонны наблюдается в интервалах: 1568 – 1569 м; 1569,8 – 1580,0 м; 1593 – 1601,8 м; 1607 – 1611,4 м, на данном отрезке на глубине 1608,4 фиксируется наличие дефекта, наиболее вероятно сквозного. Данный дефект подтверждается показаниями профилемера ГФК­8.

Так называемая «заводская намагниченность», которая видна на дефектограммах L32­L39, имеет механическую природу, в интервале 1545 – 1569 м флуктуации толщины стенки скважины по МИД составляют ± 0,3 мм и флуктуации среднего внутреннего диаметра по ГФК ± 0,6 мм. Причём изменения диаметра по МИД­НМ­АДМ (синтезированная кривая DDEF) и по ГФК (кривая DSR) абсолютно синхронны (рис. 6). Эти флуктуации связаны с волнообразной структурой внутренней поверхности трубы с амплитудой порядка 0,3­0,5 мм, которые являются следствием особенностей проката труб на заводе­изготовителе.

Из проведённого исследования можно сделать следующие выводы:

– Виден рост информативности исследований при комплексировании показаний магнитоимпульсного дефектоскопа МИД­НМ­АДМ механическим скважинным профилемером ГФК­8­48.

– Для уменьшения «мёртвых зон» при исследовании внутреннего профиля труб и определении локальных нарушений профилемером ГФК необходимо увеличение количества рычагов минимум до 16 с сохранением диаметра профилемера.

 

 

«Специальные геофизические системы»
410019, г. Саратов, ул. Крайняя, 129
Тел. +7 927 2266914


Категория статьи: Наука и образование

Дата создания статьи: 2016-05-05 08:14:54

«Нефть и Газ Сибири» №4(29) 2017 г.
Справочник отраслевых организаций
Яндекс.Метрика