Багаторічна експлуатація свердловинного магнітного локатора муфтових з'єднань труб (ЛМ) показала його високу ефективність при вирішенні основного завдання, тобто визначенні місця розташування муфт. Однак спроби застосувати цей прилад для дослідження інтервалів перфорації були не завжди вдалими, причому число невдач різко зросла в даний час. Це змусило нас уважніше розглянути фізичні основи роботи локатора муфт і спробувати поліпшити його технічні характеристики.
Конструкція датчика магнітного локатора показана на малюнку 1.
Вимірювальна котушка встановлена між зустрічно-орієнтованими магнітами. При проходженні місця з магнітною неоднорідністю (муфти, перфорационного отвори) змінюється магнітний потік формує електричний сигнал в котушці. Амплітуда сигналу пропорційна числу витків в обмотці датчика, потужності використовуваних в локаторі магнітів і швидкості руху приладу повз неоднорідності.
При локації муфт амплітуда сигналу може досягати декількох вольт. Однак при дослідженні інтервалів перфорації отримати великі співвідношення «сигнал / шум» вдається далеко не завжди.
Ймовірно, сьогоднішній стан справ зумовлений в основному двома причинами.
По-перше - різним впливом на стінки колон різних перфораторів.
У тому випадку, коли перфорація виконана потужними зарядами, перфорований інтервал має численні порушення стінок обсадної колони (тріщини, що зім'яло), в датчику локатора формуються сигнали, що різко відрізняються від сигналів в гладкою неперфорованої трубі (див. Рис.2).
Сучасні ж корпусні кумулятивні і свердлять перфоратори створюють перфорацію дуже малих діаметрів (до 6-8 мм) без деформації колон. Ніяких значних порушень труб, а, отже, і змін магнітних властивостей конструкції свердловини при цьому не відбувається. Це знижує корисний сигнал локатора муфт і не дозволяє виділяти зону перфорації (а тим більше окремі перфорацію) на тлі перешкод, що виникають в лінії зв'язку і пов'язаних з поляризацією оболонки геофізичного кабелю в електроліті і промисловими перешкодами.
Друга причина, особливо сильно проявилася саме в інтервалах перфорації з недеформованими трубами - наступна.
В свердловині прилад завжди рухається по стінці труби.
Якщо перфораційні отвір знаходиться безпосередньо на шляху локатора, тобто фактично під ним, то в датчику локатора сформується досить сильний сигнал. Якщо ж отвір знаходиться в стороні, або більш того на протилежній стінці труби, то непорушення гладка стінка труби, по якій повзе прилад, зашунтірует датчик локатора, різко знизивши корисний сигнал.
При цьому якщо перфорація проведена одностороннім перфоратором. то магнітний локатор або пройде по всіх отворів і виділить інтервал з максимальною якістю, або (якщо перфорацію - на протилежній стінці труби) взагалі не помітить жодного перфорационного отвори і інтервал перфорації НЕ буде відбитий.
При 180-градусної фазировке зарядів найімовірніше, що половину зарядів локатор відзначить, і інтервал перфорації буде добре виділятися на діаграмі (рис.5). Практично те саме можна сказати і до випадку 60 або 90-градусної фазировки зарядів.
А поодинокі перфорацію (рис.3.) Можуть бути виявлені, тільки якщо локатор пройде поряд з ними.
У ТОВ «Нефтегазсістеми» розроблений частотний локатор муфт ЛМЧ, в якому покращено відношення «сигнал / шум» сигналу при роботі приладу в колонах з малими порушеннями труб наступними шляхами.
По-перше, в ЛМЧ введена попередня обробка сигналу. Отриманий в вимірювальної котушці датчика сигнал послідовно проходить підсилювач - випрямляч - перетворювач «напруга-частота», а потім передається по кабелю у вигляді ЧС-сигналу. Така схема приладу дозволила виключити вплив перешкод з броні геофізичного кабелю та спростила захист від промислових наведень за рахунок самого принципу роботи з частотно-модульовані сигналами.
По-друге, на підставі [1] уточнені конструктивні дані вимірювальної системи приладу, що дозволило збільшити корисний сигнал в датчику приладу.
Лабораторні випробування розробленого локатора муфт ЛМЧ-42 в залізній трубі з внутрішнім діаметром 48 мм показали, що при проходженні приладу безпосередньо над просвердленими отворами діаметром 8 мм відношення «сигнал / шум» становить не менше 5: 1. При повороті труби на 80-90 Про відбувається зменшення сигналу в 2-3 рази, що все ще дозволяє виділяти корисний сигнал на тлі перешкод. Подальший поворот труби призводить практично до втрати сигналу в шумах.
Стандартний локатор ЛМ-42 отвори діаметром 8 ... 10 мм не зазначає ні за яких положеннях труби.
Цей експеримент підтвердив, що ЛМЧ здатний відзначати отвори в трубі малого діаметра, але тільки в тому випадку, якщо вони знаходяться на мінімальній відстані від датчика приладу. Тобто це означає, що локатор ЛМЧ буде впевнено відбивати тільки ті перфорацію, які сформовані зарядами, спрямованими на стінку, на якій лежить перфоратор в момент їх підриву.
Хімічні випробування і початок дослідно-промислової експлуатації дозволили отримати наступні результати.
На рис.4. наведені діаграми ЛМЧ-60 і ЛМ-42, отримані при контролі перфорації (заштрихована діаграма - після перфорації). Перфорація зроблена з зарядами ЗПКТ-89н (12 відп. / М) в інтервалі глибин 3421 ... 3428 м. Передбачуваний діаметр отворів - 9 ... 10 мм.
Видно, що локатор ЛМ-42 ніяк перфорацію не зазначає, в той час як ЛМЧ-60 впевнено виділяє перфорований інтервал.
На рис.5. показані діаграми ЛМЧ-60 до і після перфорації.
Перфоратор - ЗПКС-80, фазировка зарядів - 180 О. 18 відп. / М. Передбачуваний діаметр отворів - 8 мм. Інтервал перфорації - 1564 ... 1 654 м.
Локатор ЛМЧ-60 впевнено зазначив кордону перфорації, повністю збіглися з заданими.
На рис.3. показані результати перевірки прострілу двох технологічних отворів на глибинах 1796,0 і 1796,7 м. Діаметр отворів - 9 мм.
Стандартний локатор ЛМ-42 перфоровані отвори такого діаметру залишив поза увагою - діаграми ЛМ42-2 і ЛМ42-3. (ЛМ42-1 - діаграма до перфорації).
Дослідження локатором ЛМЧ-42 були проведені через місяць після перфорації. Були зареєстровані 7 діаграм.
На малюнку показані діаграми 2 ... 7 вимірів ЛМЧ2 ... ЛМЧ7 (на першому вимірі отвору не виділилися) і їх сумарна діаграма.
На сумарною діаграмі ЛМЧ на заданих глибинах чітко виділяються обидва отвори.
Таким чином, на підставі лабораторних випробувань і результатів дослідно-промислової експлуатації магнітного локатора ЛМЧ можна зробити висновок про те, що локатори типу ЛМЧ в значній мірі можуть вирішувати завдання контролю перфорації в сучасних умовах.
Ми може також рекомендувати наступні правила дослідження інтервалів перфорації приладами типу ЛМЧ.
1. Для поліпшення відносини «сигнал / шум» необхідно використовувати статистичні методи - проводити реєстрацію діаграм кілька разів. Результуюча інформація повинна бути отримана підсумовуванням отриманих діаграм.
2. Заміри і до і після перфорації необхідно проводити тільки на однакових швидкостях, бажано 4000 ... 6000 м / ч.
3. Для більшої наочності остаточний варіант діаграми ЛМЧ рекомендується синтезувати з прямого і зворотного (инверсной) кривих, відстань між якими на діаграмі краще зафарбувати.
1. Барський І.М. Макаров В.М. Бернштейн Д.А. Гурфанов М.Г. Вибір оптимальних параметрів вимірювальної системи магнітного локатора інтервалу перфорації. // Збірник Нефтепромгеофізіка, випуск 6, м Уфа, 1976 р с. 133-139.