Для обследования неглубоких скважин используют печати с деревянным или металлическим корпусом, заливаемые киром (асфальтом). Применяют также печати, корпус которых заливают мастикой из мыла и канифоли. Кировые и мастичные печати спускают в скважину на тартальном канате с грузовой штангой или на насосных штангах.
Обследование при помощи печатей во многих случаях не дает точного представления о состоянии ствола скважины, так как отпечатки можно расшифровать по-разному. Более совершенным способом обследования является фотографирование глубинным фотоаппаратом. В 1953 г. группой грозненских инженеров был сконструирован глубинный фотоаппарат, предназначенный для фотографирования предметов в стволе скважины. Аппарат состоит из корпуса, внутри которого находится источник света в виде расположенных по окружности шести электрических лампочек, фотообъектив, фотокамера, катушка для фотопленки размером 24X36 мм и лентопротяжный механизм. Корпус вставлен во внешний, герметичный, цилиндрический кожух. С нижнего конца кожух закрыт прозрачным органическим стеклом. Фотоаппарат спускают в скважину на трехжильном кабеле. Прибор выдерживает наружное давление не более 90 атмосфер.
В институте ВНИИгеофизика сконструирован скважинный фотоаппарат ФАС-1, предназначенный для фотографирования стенок скважины и обследования ствола скважины перед капитальным ремонтом.
Основными узлами скважинного фотоаппарата являются осветитель, фотообъектив, лентопротяжный механизм и электрическая схема. Эти узлы помещены в герметичный стальной цилиндрический кожух с наружным диаметром 102 мм. В нижней части кожуха имеется иллюминатор — круглое отверстие диаметром 70 мм, через которое ведется фотографирование. В иллюминаторе установлено и закреплено стальной муфтой закаленное стекло марки К-8 толщиной 13 мм. Герметизация стекла обеспечивается двумя резиновыми кольцами. Максимальное допустимое давление на кожух скважинного прибора составляет 250 кГ/см2, максимальная допустимая температура окружающей среды + 60° С. Осветитель аппарата состоит из двух импульсных ламп типа ИС-20, каждая из которых расположена в отдельном кожухе. В аппарате применен короткофокусный объектив «Юпитер-12» с главным фокусным расстоянием 35 мм и светосилой 1:2,8. Наводка объектива на резкость постоянная. Диафрагма объектива обычно устанавливается на 22. Фотографирование ведется на стандартную фотопленку шириной 35 мм с чувствительностью 90 единиц ГОСТа. Емкость кассеты составляет 3,5 м пленки, что позволяет за один спуско-подъем получить 280 кадров. Количество экспонированных кадров отсчитывается счетчиком типа МЭС-54. Лентопротяжный механизм аппарата аналогичен лентопротяжному механизму фотоинклинометра ИФ-4. Электрическая схема аппарата состоит из цепи электродвигателя, цепи осветителя и цепи реле. Питание аппаратуры осуществляется переменным током частотой 50 Гц, напряжением 220 или 380 в. Фотоаппарат ФАС-1 спускают в скважину на одножильном бронированном кабеле.
Глубинный фотоаппарат позволяет определить положение и очертания в скважине предметов сложной формы. Однако фотографирование возможно только в скважинах, не заполненных жидкостью или заполненных прозрачной водой.
В США сконструированы глубинные приборы, позволяющие производить фотографирование в скважинах, заполненных непрозрачной жидкостью (мутной водой, глинистым раствором, нефтью). Один из них (глубинный фотоаппарат) спускают в скважину на трубах. Перед глубинными съемками заменяют непрозрачную жидкость в зоне фотографирования на прозрачный раствор, который подают с поверхности по трубам. Фотоаппарат может быть снабжен компасом для ориентирования фотоснимков. Компас устанавливают так, чтобы вместе с основным объектом на снимок попал и циферблат компаса. Другой прибор для фотографирования в скважине спускают на каротажном кабеле. Он состоит из узла пакера и фотоаппарата, насоса для надувания пакера, блока питания постоянного тока, управляющего устройства и емкости для прозрачной жидкости. Перед глубинными съемками фотографируемую часть скважины изолируют с помощью гидравлического пакера, который наполняется жидкостью, нагнетаемой насосом. Изолированное пространство скважины заполняют прозрачной жидкостью из емкости прибора и производят фотографирование, включая вспышку перед объективом. Фотоаппарат прибора снабжен беззатворным стереоскопическим широкоугольным объективом с углом охвата 18°, позволяющим получать два изображения диаметром 17,5 мм. В кассете аппарата помещается 7,6 м пленки, на которой размещается 100 стереоскопических снимков. Наружный диаметр прибора 101,5 мм, длина — 9,5 м, объем прозрачной жидкости в емкости — 23,5 л, вес прибора—185,6 кг. Прибор выдерживает наружное давление до 700 атм. при температуре до 79° С.
Для визуального обследования забоя и стенок обсадной колонны в сухих скважинах можно использовать фототелевизионную скважинную установку ФТСУ, сконструированную Ленинградским электротехническим институтом связи им. М. А. Бонч-Бруевича. Установка состоит из скважинного прибора и приемного устройства, соединенных кабелем-тросом КГТ-4 длиной до 3000 м. Скважинный прибор представляет собой передающую телевизионную камеру на трубке ЛИ-23, совмещенную с фотоаппаратом и осветителем. Цилиндрический корпус скважинного прибора имеет длину 1690 мм, наружный диаметр – 60 мм, вес – 16 кг. Приемное устройство имеет трубку 18ЛК5Б (размер экрана 100X100 см) и совмещено с элементами управления и питания скважинного прибора. Четкость телевизионного изображения ФТСУ-300 строк, число телевизионных кадров – 50 кадров в секунду.
3.3 Подготовительно-заключительные работы
Подготовительные работы перед цементированием скважины
Подготовительные работы перед цементированием проводят с целью определения источника обводнения, путей поступления воды в скважину и получения данных для выбора способа цементирования.
После появления воды в скважине ее останавливают на время Т, которое должно быть не меньше времени То, по истечении которого в пласте наступает установившееся состояние.
Через Т ч после остановки в скважине определяют пластовое давление и отбирают пробу воды на уровне интервала перфорации обсадной колонны для химического анализа и определения содержания взвешенных частиц (ВЧ).
Анализ воды выполняют согласно руководству по гидрохимическому опробованию подземных вод. При анализе определяют следующие свойства воды: удельный вес при 20°С, сухой остаток в г/л, содержание ионов С1 SO4" НСО3, СО" Са", Mg" Na + К в мг/экв на 100 см3 воды, содержание J, Br, B2O3, NH4, SiO2, Ре2Оз + А12О3 в мг/л, общая минерализация в мг/экв на 100 см3.
Затем возобновляют отбор жидкости (воды или воды с нефтью) из скважины. После отбора жидкости в объеме, равном объему обсаженной скважины, отбирают пробу воды для химического анализа и определения содержания ВЧ. Отбор жидкости из пласта прекращают после того, как три последовательно взятые пробы воды будут иметь одинаковый химический состав и одинаковое количество ВЧ. Постоянство состава воды будет показывать, что скважина обводнилась посторонней пластовой водой.
Физико-химические свойства воды, отбираемой из скважины, сопоставляют с анализами вод, приведенными в нормальном типовом гидрохимическом разрезе нефтяного месторождения. В результате этого устанавливают источник обводнения скважины. Для уточнения источника поступления воды и выбора способа цементирования исследуют скважину на приток посторонней воды. С этой целью отбирают нефть и воду на трех установившихся режимах. Длительность отбора воды на каждом режиме Т должна быть не меньше времени То. Для каждого из трех режимов определяют забойное давление и соответствующий им отбор воды. Составляют три уравнения типа
Рпл-Рзаб=Аq+Bq2
где Рпл - пластовое давление, атм.; Р3аб забойное давление, атм. q — величина отбора посторонней воды, м3/сут, А - постоянная величина, атм.•сутки/м3; В - постоянная величина, ат• сутки2/м6.
Решают систему уравнений и получают величину Рпл, А и В, которые используют для определения интенсивности дренирования пласта перед цементированием и режима продавки цементного раствора. При обводнении скважины посторонней водой В>0. При В≤О источник обводнения скважины не выясняется.
В зависимости от условий притока посторонней воды в скважину, очищают каналы заколонной циркуляции путем интенсивного дренирования пласта или промывки водой с использованием пакера. Режим промывки должен быть таким, чтобы соблюдалось условие раQ≥42,1Dh атм. ∙ л\сек, где ра — давление на устье скважины при промывке, атм. (это давление не должно быть больше 50 атм. на 1 м высоты цементного кольца); Q — производительность насоса при промывке, л/сек.
На промыслах Татарии для промывки каналов заколонной циркуляции иногда применяют 10%-ный раствор ингибированной соляной кислоты и воду. При этом степень очистки каналов увеличивается, но требуется тщательное удаление продуктов реакции кислоты с породой. После очистки каналов заколонной циркуляции скважину заполняют пластовой водой с добавкой поверхностно-активного вещества. Поднимают лифтовые трубы и обследуют ствол скважины печатью. При необходимости очищают эксплуатационную колонну в интервале перфорации. Состояние цементного кольца скважины до вскрытия продуктивного пласта определяют методом рассеянного гамма-излучения с помощью цементомера Волго-Уральского филиала ВНИИгеофизики и при помощи акустического (звукового) метода. Состояние цементного кольца между интервалами перфорации колонны устанавливают опрессовкой с использованием пакера и резистивиметра.