Контроль технического состояния обсадной колонны методом электромагнитной дефектоскопии

Министерство образования и науки Республики Татарстан

Государственное автономное образовательное учреждение

Лениногорский нефтяной техникум

 

 

 

Специальность: 130103

«Геофизические методы поисков

и разведки месторождений

полезных ископаемых»

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа

Контроль технического состояния обсадной колонны

методом электромагнитной дефектоскопии

 

 

 

 

 

 

 

Работа завершена:

__4__курс 

___ПГ-2-11 группа

«____»______________2015г.                                                          _Мелинг Г.В_________________

 

 

Руководитель:

 

«____»______________2015г.                                                            Клементьева А.Я.____________

 

 

 

 

 

 

 

Лениногорск – 2015

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Изучение технического состояния – важная область применения геофизических методов на всех стадиях горно-геологического процесса. Получаемая информация необходима для оптимизации процессов бурения, испытаний и эксплуатации скважин, а также для интерпретации результатов отдельных геофизических методов /1/.

Для эксплуатации нефтяных пластов необходимо их изолировать от других пластов. Если эти условия не выполняются, то есть герметичность колонны нарушена, и в пласт поступает вода, то отбор нефти затрудняется или становится невозможным. Поэтому после окончания бурения и цементирования колонны, а также на протяжении всего времени разработки месторождения, методами ГИС периодически производится проверка технического состояния скважины. При контроле за техническим состоянием скважины производятся и решаются следующие задачи:

1) определение качества  цементирования и состояния цементного  камня во времени;

2) установление местоположения  муфтовых соединений колонны, участков  перфорации, толщины и внутреннего  диаметра;

3) выявление дефектов  в обсадных и насосно-компрессорных  трубах (отверстия, трещины, вмятины);

4) определение мест притока  или поглощения и интервалов  затрубной циркуляции жидкости;

5) контроль за установкой  глубинного оборудования;

6) оценка толщины парафиновых  отложений в межтрубном пространстве;

7) мониторинг технического  состояния скважины в процессе эксплуатации;

8) проверка качества ремонтных  работ и операций.

Существующие методы изучения технического состояния скважины можно разделить на три группы.

1. Методы для изучения  состояния цементного кольца  и колонны, в которых используются  акустические, радиоактивные, индукционные  и механические цементомеры, дефектомеры, толщиномеры колонны. Эффективность этих методов может быть значительно повышена за счет повторных исследований. При этом перед вводом скважины в эксплуатацию записываются исходные цементо- и толщинограммы, затем повторные диаграммы сравниваются с исходной, что позволяет наиболее точно выявлять дефекты в цементном кольце и колонне, возникающие в результате коррозионных процессов.

2. Методы выявления негерметичности цементного кольца и негерметичности колонны, в которых используется закачка в пласт меченой жидкости. Эти методы эффективны в тех случаях, когда пласты принимают закачиваемый раствор. На месторождениях с низкой минерализацией пластовых вод в качестве меченой жидкости целесообразно использовать высокоминерализованную воду и метод ИНК для индикации ее присутствия.

3. Методы выявления затрубной циркуляции и негерметичности колонны в действующей скважине: высокочувствительная и дифференциальная термометрия, дебитометрия, метод кислородного каротажа. Эти методы наиболее экономичны, поскольку не требуют остановки скважины, позволяют одновременно выяснять другие вопросы контроля за разработкой и могут быть применены при повышенном давлении в пласте – источнике притока.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

1.1 Геологическая  часть 

1.1.1 Физико-географический очерк Ромашкинского

Месторождения

 

Республика Татарстан занимает площадь 67,6 тыс.кв.км. На севере Татария граничит с Кировской областью и Удмуртией, на юго-востоке с Оренбургской областью, на юге с Самарской, на западе и северо-западе с Ульяновской областью, с Чувашией и республикой Марий-Эл.

Ромашкинское месторождение  находится в юго-восточной  части Татарстана и расположено к северо-западу от города и железнодорожной станции Бугульма. В административном отношении оно занимает территории Лениногорского, Бугульминского и Альметьевского районов. Этот район представляет собой возвышенное плато с абсолютными отметками водоразделов 150-350м над уровнем моря. Плато рассечено гидрографической сетью, состоящей в основном из р. Степной Зай с ее многочисленными притоками, на ряд возвышенных причудливо изрезанных водоразделов, напоминающих собой всхолмленные увалы. Имеется множество оврагов, на дне некоторых наблюдаются многочисленные выходы источников воды в виде родников и ручьев.

Водоразделы покрыты в большинстве случаев лиственным лесом, причем залесенность достигает примерно 15%.

Климат. Характерной чертой климата является резко выраженная континентальность. Для этих районов характерна суровая холодная зима с сильными ветрами и буранами и жаркое лето. Средняя январская температура колеблется от –13,7о до –14,5о С. Иногда июльская температура колеблется от +18,5о до +19,5о С, но иногда достигает +35о С. Наибольшее количество осадков приходится на апрель и октябрь.

Почвы. Почвы, в основном черноземные, имеют участки с выходом на дневную поверхность коренных пород: известняков, мергелей, глин и песчаников.

Полезные ископаемые. Основным полезным ископаемым является нефть. Из других немногочисленных полезных ископаемых можно назвать: битуминозные песчаники, большие залежи известняков, глин, гипсы, применяемые в строительной промышленности. Известняки залегают в кровле нижнего горизонта верхнеказанского подъяруса и разрабатываются у г. Лениногорска. В районе г. Лениногорска имеются медистые песчаники, приуроченные к верхней и средней частям верхнеказанских отложений. Разработка их не ведется.

 

1.1.2 Тектоника

Татарское  сводовое  поднятие,  как одна  из  крупнейших  положительных  структур  Волго-Уральской  нефтеносной  провинции,  является сложным  по  строению  древним  тектоническим  образованием субмеридионального  простирания. Поднятие разделяется Сарайлинским прогибом  на Южный и Северный купола, своды и склоны которых разбиты на ряд приподнятых и опущенных блоков. Абсолютные отметки залегания кровли кристаллического фундамента составляют: на Северном куполе – 1495м, на Южном куполе – 1520м. От них поверхность фундамента гипсометрически понижается в пределы Мелекесской впадины и Сарайлинского прогиба. В строении Южного купола принимают участие два комплекса отложений: фундамент, сложенный мощной толщей гранитогнейсовых кристаллических пород, и осадочный чехол палеозоя. Ромашкинское месторождение в тектоническом отношении приурочено к крупному структурному элементу 2-го порядка – Южному куполу Татарского свода. Самые высокие отметки залегания кровли пашийского горизонта приурочены к северу Ю-Ромашкинской площади – Абдрахмано-Ромашкинскому разрезающему ряду. В южном направлении наблюдается пологое погружение слоев. Несколько круче погружаются слои в юго-восточном направлении от самой высокой части площади. На общем фоне полного погружения слоев выделяются небольшие локальные поднятия и погружения с амплитудой от 2 до 10 км, которые усложняют общий структурный план. Для западного и южного разрезающих рядов Ю-Ромашкинской площади характерно более глубокое залегание кровли пашийского горизонта, чем для прилегающих эксплуатационных рядов. В северной части отметки по скважинам эксплуатационных и разрезающих рядов почти одинаковы.

Ромашкинское нефтяное месторождение по поверхности кристаллического фундамента представляет собой асимметричное поднятие широтного простирания с относительно слабым расчленением на возвышенности и углубления различной амплитуды. Оно структурно приурочено к сводовой части Южного купола. Наиболее повышенная его часть, Ромашкинская вершина, является крупной структурой блокового строения, оконтуривается изогипсой – 1500м и имеет высоту около 50м. Наиболее высокие отметки прослеживаются в юго-восточной части Павловской площади.

 

1.1.3 Геолого-геофизическая изученность

Первые сведения о геологии и полезных ископаемых встречаются в трудах ряда ученных XVIII века. В начале XIX века район Татарстана посетили Широнин и Гурьев. Они описали горные породы правобережья реки Волги. Систематическое изучение территории Татарстана было начато в 1860г геологами Казанского Университета. В течении 1860–1900гг. А.А. Штуненберг проводил исследования в Прикамье и Поволжье.

В 1888г М.И. Кротов, А.В. Лавровский и А.В. Нечаев приступили к 10-и верстной геологической съемке бывшей Казанской губернии, но эта работа не была закончена. В 1924г работы по геологической съемке продолжились. Они проводились систематически в течении ряда лет и завершились под руководством Наинского. Им же была разработана детальная стратиграфия Казанских отложений.

Планомерное изучение нефтеносности в осадочном комплексе Татарстана началось после Октябрьской революции. История выявления нефтеносности описана в книге И.М. Губкина «Урало-Волжская или Восточная нефтеносная область», в которой излагается история геологического изучения области со второй половины XIX века по 1938г, и высоко оценены перспективы нефтеносности этой области.

Основными вехами в создании Урало-Волжской нефтеносной провинции является открытие в 1928–1938гг. в терригенных и карбонатных отложениях нижнего и среднего карбона в Сызрани и Туймазах залежей нефти. В результате проведенного комплекса геолого-съемочных и буровых работ к концу 40-х годов была подготовлена к глубинному бурению Ромашкинская структура.

В 1939г началось разбуривание девонских отложений Татарстана. В 1941г буровые работы начались на Шугуровской площади, где в 1943г в верей-намюрских отложениях была получена первая промышленная нефть. В 1946г на этой же структуре были разведаны значительные залежи нефти в пластах бобриковского горизонта и известняках турнейского яруса. Первые месторождения девонского яруса были открыты в 1946г, на Бавлинской структуре в 1948г было открыто Ромашкинское месторождение девонской нефти, эксплуатационное бурение началось в 1952г.

Впоследствии разведочные работы доказали, что к Ромашкинскому месторождению относятся: Верхне-Сулеевская, Лениногорская и Абдрахмановская площади. Кроме того, на Ромашкинском месторождении, помимо нефтеносности пластов девона были обнаруженны пласты, которые были обозначены Д2, Д1, Д0.

В 1948г вышел сборник «Геологическое строение и нефтеносность ТАССР» Мельникова, Троепольского и других, где были обобщены исследования по стратиграфии, тектонике и нефтеносности Татарии. В 1949г В.Д. Каиновым был обобщен и геофизический материал разведанных площадей Татарстана и было доказано, что электрические реперы, выделенные в разрезах западной Башкирии, хорошо прослеживаются в Татарстане. В 1953г разведочными скважинами была охвачена почти вся территория юго-востока. В середине 50-х годов началось планомерное изучение строения и нефтеносности карбонатных толщ палеозоя с целью широкого развертывания поисков и разведки залежей нефти. В 1955г в Бугульминском НИИ была составлена генеральная схема разработки Ромашкинского месторождения, на ее базе были составлены проекты и техническая схема разработки Минибаевской и Абдрахмановской площадей. С 1958г в ТатНИИ велись работы по подсчетам запасов и проектированию разработки отдельных площадей Ромашкинского месторождения.

Кроме геолого-съемочных исследований на территории Татарстана проводились и геофизические исследования. В 1949г была проведена гравиметрическая съемка масштаба 1:200000, а начиная с 1958г КГЭ (г. Бугульма) треста начала проведение геофизических работ в масштабе 1:50000 с сечением изолиний через 0,5 и 0,25 мГал.

Электроразведочные работы на площадях, примыкающих к долинам рек Волги и Камы, впервые были начаты с 1938г, в результате на левом берегу реки Волги в районе устья реки Камы было впервые выявленно продолжение         Камско-Устьинского поднятия. С 1950г продолжаются сейсмические исследования, в результате которых были получены сейсмические разрезы по нескольким отражающим горизонтам, намечены перспективные участки площадных работ.

В результате проведения всех описанных выше работ было установлено, что основная часть охарактеризованного глубоким бурением Ромашкинского месторождения представляет собой одну структуру, осложненную отдельными поднятиями.

В целом открытие уникального Ромашкинского месторождения явилось выдающимся событием не только в истории Татарстана и Урало-Волжской нефтеносной провинции, но и нефтяной промышленности всей страны. Оно обеспечило резкое наращивание запасов и повышение уровня добычи нефти. На этом месторождении нашли решение многие методические вопросы теории и практики поисков и разведки, нефтепромысловой геологии, анализа процесса разработки и проектирования исключительно сложных по своей характеристике эксплуатационных объектов, широко использованные в дальнейшем на месторождениях крупнейших нефтедобывающих регионов.