Акустический метод

Этот метод основан на измерении амплитуды продольной упругой волны, распространяющейся по колонне, цементному кольцу и породе и регистрации времени распространения этих колебаний. Он позволяет: 1) установить высоту подъема цемента; 2) выявить наличие или отсутствие цемента за колонной; 3) определить наличие каналов, трещин и каверн в цементном камне; 4) изучить степень сцепления цемента с колонной и породами. Скважинный прибор АКЦ представляет собой двухэлементный зонд, центрируемый в колонне. База зонда выбирается так, чтобы получить максимальную разницу в амплитудах против свободного и зацементированного участков труб при достаточно высоком уровне полезного сигнала по отношению к уровню помех. Этим условиям удовлетворяет база размером 2-2,5 м. Для получения информации по всему сечению скважины используются кольцевые (ненаправленные) магнитострикционные излучатели и приемник, непосредственно контактирующие с жидкостью в колонне.

Качество цементирования обсадной колонны оценивается по трем измеряемым величинам: амплитуде продольной волны по колонне Ак, амплитуде Ап и времени распространения Тп продольной волны, регистрируемой в качестве первого вступления. Когда за колонной цемента нет или он имеется, но по всему периметру не сцеплен с колонной, приемник отмечает продольную волну по колонне. Она имеет максимальную амплитуду вследствие малого затухания и время пробега, соответствующее скорости распространения упругих волн в стали (V=5400 м/с). Против муфтовых соединений колонны наблюдается уменьшение амплитуды колебаний в связи с рассеянием энергии на резьбовых соединениях и увеличение времени пробега ("звенящая" колонна). Если цементное кольцо сцеплено только с колонной, то упругая волна по колонне будет резко ослаблена вследствие демпфирующего влияния цементного кольца и амплитуда Ак будет на уровне помех. В этом случае к приемнику с заметной амплитудой придет волна по цементному кольцу, в котором скорость распространения упругих колебаний невелика (Vц = 2500 м/с). Поэтому будет регистрироваться максимальное время Тп. Если цементное кольцо одновременно сцеплено с колонной и породой, то первой к приемнику будет подходить головная волна по породе, так как V_п>V_ц. В этом случае Ап<Ак.max, Тп¹Тк и кривые Ап и Тп сходны с аналогичными кривыми, полученными в необсаженной колонне, и соответствуют кривым других геофизических методов. Измерение аппаратурой АКЦ проводится через 1-2 суток после заливки цементного раствора. Масштаб регистрации Ак выбирается так, чтобы в зацементированной части скважины регистрируемый сигнал был близок к порогу чувствительности аппаратуры.

Рис 5.18. Схема определения качества цементирования

Дата добавления: 2014-11-06