Kútdiagnosztikai mérések

15.1.1. Cementkötésszelvényezés (Cement bond log -CBL)

A béléscső szakaszt berakás után cementezéssel rögzítik. A folyékony cement megszilárdulva a cső mögötti térben

15.2. ábra. Cementkötés mérése akusztikus módszerrel, teljes hullámkép felvételével. A nyíllal jelölt szakaszokon, az első beérkezés (csőamplítudó) amplitúdója nagy, amely rossz minőségű cementkötésre utal.

Az acél bélécsőben terjedő p-hullám terjedési sebessége közelítőleg megegyezik a kőzetmátrixok jellemző terjedési sebességével. A refrakció feltétele teljesül a béléscső belső felszínénél és a cement-kőzettest határon. A teljes szuperponált hullámképben reflexiós beérkezések és a béléscsövön belüli folyadékban terjedő direkt hullám is megjelenik. Ha a cső és cement között nincs kötés a cső nagy amplitúdóval szabadon rezeg és a további radiális zónákból gyenge akusztikus jel érkezhet. Ha a kötés megfelelő, akkor a cső rezgése erősen csillapított és a formáció határáról nagyobb amplitúdóval érkezik hullám, attól függően, hogy a cement és kőzettest között milyen a kötés.

A csőről érkező refrakciós hullám beérkezési ideje ismert, ezért általában egy fix időkapuban vizsgálják az amplitúdóját. A relatív csillapodást kötésindexként értelmezhetjük (BI).

(15.1.) .

A teljes hullámkép alapján, repedezett kőzetek, agyagrétegek is felismerhetők a kőzetről érkező hullám csillapodása vagy beérkezési idejének változása alapján. A cement kötésének vizsgálatára is kifejlesztették a kompenzált akusztikus eszközt, illetve az irányított, excentrikus helyzetű adó-vevő párokkal rendelkező eszközt, mely szegmentált, irányfüggő képet szolgáltat a cementminőségről. Ultraszónikus eszköz (CET Cement Evaluation Tool) segítségével rögzített reflexiós hullámkép segítségével szintén vizsgálható a cementezés minőségének eloszlása. Ebben az esetben is nagy amplitúdójú reflexió sorozatot eredményez a szabadon rezgő cső, míg jó kötés esetén a vizsgált formációról is érkeznek reflexiók.

A cementpalást tetőt, a kötés idején felszabaduló hőre alapozva, hőmérsékleti anomália kiterjedése alapján is lehet becsülni.

15.1.2. Karmantyúlokátor (CCL – Casing Collar Locator)

Egyszerű elektromágneses eszköz, jelei általában a béléscsövezett méréseknél mélységreferencia jelként Béléscsövezett fúrásokban végzett geofizikai mérések

15.3. ábra Karmantyúlokátor működése

A működése egyszerű (15.3. ábra), két ellentétes polaritású mágnes között, zéró mágneses térerősségű helyen egy vevő tekercs helyezkedik el. A béléscsövek összekapcsolására szolgáló karmantyú (15.4. ábra) egy vastagabb szerkezeti elem, melyben a mágnesek hatására köráram indukálódik, ennek mágneses jelét veszi a vevő tekercs.

A szonda a karmantyúnál való áthaladásnál egy változó polaritású indukált kimenő jelet generál. (15.2. ábra)

15.4. ábra. Béléscső szakaszok illesztése

Ha a korábban mért open-hole mérésekkel kívánjuk összekötni a béléscsövezett fúrásokban történő méréseket, akkor a természetes gammaméréseket kell a karmantyú lokátor szelvénnyel megfeleltetni. A természetes gamma szelvény – csökkent intenzitással – a béléscsövezett fúrásban is mérhető és felhasználható a rezervoárok újraértékelésénél is.

15.1.2. Cső állapotára vonatkozó mérések

15.5. ábra. Sokkaros lyukbőségmérő

A képalkotó eljárásként sikerrel alkalmazott ultraszónikus lyukfal leképezés a béléscső állapotára vonatkozó információk szerzésére is alkalmas. Elektromágneses eszközöket is kifejlesztettek kifejezetten csőállapot felmérésre.

Szinuszos elektromágneses hullámokat keltő adó közelében elhelyezett vevő jele szintén alkalmas sérülések kimutatására, ugyanis a hullámterjedésnél bekövetkező fáziseltolódás a vezető közeg fajlagos ellenállásától függ (ahogy ezt az indukciós szondázásnál vagy az EPT mérések tárgyalásánál beláttuk). A korróziós sérülések megjelenése fajlagos ellenállás növekedést jelent, így a vevőnél fáziseltolódás anomália lép fel.

15.1.3. Szivárgás és átfejtődés mérések

A béléscsövön, termelőcsövön bekövetkező sérüléseken víz, gázszivárgás léphet fel. Ezek detektálásával indirekt módon is kimutathatjuk a sérüléseket. Szivárgás történhet a béléscső mögötti tartományban a cementezésben kialakult csatornákon vagy repedéseken keresztül. Gáz esetében ez biztonsági kockázatot is jelent. Az alkalmazható módszerek egy része a szivárgás folyamatát, más módszerek az eredményét (pl. gázfelhalmozódást, átfejtődést) detektálják.

A szivárgás folyamatának kimutatására az un. zajmérés, illetve jelentősebb gázszivárgásnál a hőmérsékletmérés is eredményes lehet. A zajméréseknél speciális mikrofonnal rögzítik egy adott mélységben mérhető akusztikus zajteljesítményt lezárt kútban. A szivárgás, különösen a kis keresztmetszeteknél jellegzetes akusztikus zajt produkál, a különböző áramlásokban jelentkező fluktuációk (turbulencia) szintén zajforrásként működnek.

Béléscsövezett fúrásokban végzett geofizikai mérések

15.6. ábra Zajmérések eredménye két korróziós szivárgási hely környezetében. A zajteljesítmény növekedése lokalizálja a szivárgási helyet. Az anomália aszimmetriája az áramlás irányára utal, míg a spektrális eloszlás a

folyadék összetételre és az áramlás típusára.

A gyakorlatban alkalmazott mérésénél 5 spektrális ablakban rögzítik a zajteljesítményt (200, 600, 1000, 2000, 6000 Hz határokkal). A háttérből kiemelkedő zajteljesítmény szivárgásra utal (15.6. ábra). Az egyfázisú áramlás spektruma általában kiterjedtebb a nagyobb frekvenciák felé, a többfázisú spektruma kisebb frekvenciáknál lokalizálódik. A zajcsúcsok az áramlási csatorna szűkületeit jelzik, pl. a cső sérülések helyét, vagy a cement rétegben

15.6. ábra Két detektoros neutron mérés (jobb oldali sáv), gázátfejtődés kimutatására. A megnövekedett neutron intenzitás gáztárolóra utal, hiszen a gáztartalmú rétegnél kevésbé erős a neutron moderáció. Bal oldalon

karmantyúlokátor és természetes gamma szelvényeket láthatunk.

A porozitás mérésnél használatos neutronszonda (CNL) felhasználható a gázfelhalmozódási helyek kimutatására (15.6. ábra). A béléscső rendszer a neutronteret viszonylag kevéssé befolyásolja. A gáztartalom – kis hidrogénkoncentráció miatt – nem termalizálja a neutronokat olyan hatékonyan, így a szonda viszonylag magas termikus neutronfluxust detektál. Ellentétben az „open hole” mérésekkel, itt nem kalibrálják a szondát, mert a béléscsőrendszernek köszönhetően a mérési környezet nagyon változatos.