К оглавлению

ВНИИГИС активно разрабатывает аппаратуру и методику контроля технического состояния колонн нефтегазовых скважин, основанную на изучении нестационарного электромагнитного поля в скважинах [1].

В последнее время разработаны две новые модификации аппаратуры МИД-ГАЗПРОМ и ЭМДС-ТМ, различающиеся, в основном, техническим исполнением.

Эти виды аппаратуры содержат в скважинном приборе группу зондов, что позволяет, в частности, выделять дефекты трещинного типа любой ориентировки.

Возможности дефектоскопов при выявлении различных дефектов наиболее удобно изучать на моделях труб, когда параметры искусственно созданных дефектов известны. Поскольку на результаты электромагнитной дефектоскопии совершенно не влияют свойства вмещающих пород и скважинного флюида, данные физического моделирования достоверно характеризуют возможности аппаратуры.

На рис. 1 , а показаны кривые различных зондов аппаратуры ЭМДС-ТМ-42 в трубе с двумя продольными щелями. Внешний диаметр трубы - 168 мм. Показания прибора представлены в виде относительных величин, нормированных по усредненному значению поля на некотором интервале, выбранном в качестве базового.

На кривой осевого зонда (на рис. слева) ясно отмечаются понижения сигнала против продольных щелей. Амплитуда аномалий составляет 12% против верхней щели длиной 10 см и 40% против нижней щели длиной 20 см при колебаниях фона в пределах изучаемых секций труб до 4%. На кривых поперечных зондов четких аномалий против продольных щелей не отмечается.

Рис. 1 , б иллюстрирует обнаружение поперечной щели прибором ЭМДС-ТМ-42. Внешний диаметр трубы - 146 мм. Прибор непрерывно перемещался по оси трубы.

Поперечная щель шириной 1 мм имеет длину 15 см, то есть занимает 1/3 окружности трубы. Кривая осевого зонда (на рис. слева) совершенно не отмечает поперечную щель Кривые поперечных зондов четко фиксируют щель, амплитуда аномалии достигает 30% при колебаниях фона около 4%. Амплитуда аномалии существенно варьирует в зависимости от ориентировки оси поперечного зонда относительно направления на центр трещины. Это обстоятельство открывает определенные перспективы для разработки сканирующего дефектоскопа.

Переход от качественного выделения дефектов колонн к количественному определению толщины стенок, реально ставший возможным с разработкой электромагнитных дефектоскопов-толщиномеров нового поколения, повышает достоверность выделения дефектов и оценки опасности разгерметизации колонны.

На рис. 2 представлен участок толщинограммы по скважине на подземном хранилище газа, а также кривая НГК.

В 1990 г. в скважине была выявлена негерметичность колонны. По данным НГК установлена интенсивная аномалия в интервале 541 - 551 м, проинтерпретированная как разрыв колонны. При проведении КРС в 1994 г. в данном интервале был установлен и затем разбурен цементный мост.

По данным интерпретации электромагнитной толщинометрии аппаратурой ЭМДС-ТМ ( рис. 2 ) в данном интервале разрыва колонны не отмечается. В то же время здесь фиксируется существенное понижение толщины стенок целой секции эксплуатационной колонны, возможно, вызванное заводским дефектом обработки трубы и последующим интенсивным развитием коррозии.

При номинальной толщине стенок колонны 7 мм эта секция имеет толщину в среднем около 5,5 мм. Кроме того, внутри данной секции интервал 541 - 543 отмечается более резким понижением толщины стенок до 4,8 мм.

Следует отметить, что при средней толщине стенки 4,8 мм, определяемой прибором ЭМДС-ТМ, здесь возможно наличие глубоких дефектов малой площади типа небольших раковин, которые были способны вызвать нарушение герметичности колонны.

1. Сидоров В.А. Скважинные дефектоскопы-толщиномеры для исследования многоколонных скважин. НТВ " Каротажник", вып. 24 , Тверь, 1996.

Рис. 1. Выделение дефектов типа трещин в обсадной колонне аппаратурой ЭМДС-ТМ-42:

а) - труба с продольными щелями; б) - труба с поперечной щелью. 1 - щель, 2 - кривая осевого зонда, 2 - кривая поперечного зонда № 1, 3 - кривая поперечного зонда № 2

Рис. 2. Толщинограмма аппаратуры ЭМДС-ТМ и кривая НГК.

Т1 - толщина стенок НКТ, Т2 - толщина стенок эксплуатационной колонны