10.14489/td.2025.09.pp.024-034

2025, 09 сентябрь (September)

DOI: 10.14489/td.2025.09.pp.024-034

Блоцкая А. И., Кулькова А. С., Селезнев Д. С., Сталбо Л. А., Следков В. В., Караваев М. А.
РАЗРАБОТКА НОВОГО УСТРОЙСТВА ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ НА ОСНОВЕ ИМПУЛЬСНОГО МЕТОДА ПРОХОЖДЕНИЯ АКУСТИЧЕСКОЙ ВОЛНЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
(с. 24-34)

Аннотация. Рассматривается новый подход к использованию акустического метода для мониторинга состояния крепления скважины. Одной из проблем оценки негерметичности скважин является отсутствие метода, который позволял бы контролировать крепление скважины в процессе эксплуатации с минимальными затратами энергии и финансов для недропользователей. Учитывая недостатки имеющихся технологий, разрабатывается новая методика, которая сможет дополнить существующие решения и оптимизировать процесс эксплуатации производственных объектов. Эта методика в дальнейшем позволит интегрировать в принятую модель строительства скважин новые ультразвуковые системы мониторинга целостности протяженных объектов из цементного камня кольцевой формы. Цель исследования – определить закономерности изменения характеристик акустического сигнала при наличии дефекта в цементном камне кольцевой формы с помощью импульсного метода прохождения акустической волны для создания современной системы мониторинга состояния крепления скважин в процессе эксплуатации. Приведены результаты применения импульсного метода прохождения акустической волны на протяженных объектах кольцевой формы до 8 м в целях выявления продольных каналов (отслоение цементного камня от металлической трубы) и поперечных трещин. Полученные данные сопоставлены с результатами моделирования в специализированном ПО COMSOL Multiphysics и испытаниями с использованием геофизического цементомера АКЦ-48. Рассмотрены образцы с изоляционным материалом и образцы с контактом по всей поверхности трубы, что позволило оценить эффективность метода для обнаружения трещин и зазоров на контакте обсадной колонны и цементного камня.

Ключевые слова: импульсный метод прохождения акустической волны, герметичный цементный камень, предупреждение образования трещин, непрерывный мониторинг.

Blotskaya A. I., Kulkova A. S., Seleznev D. S., Stalbo L. A., Sledkov V. V., Karavaev M. A.
DEVELOPMENT OF A NEW GEOPHYSICAL RESEARCH DEVICE BASED ON THE PULSE METHOD OF ACOUSTIC WAVE PASSAGE AND LABORATORY RESEARCH RESULTS
(pp. 24-34)

Abstract. A new approach to using the acoustic method for monitoring the condition of a well casing is considered. One of the problems in assessing well leaks is the lack of a method that would allow monitoring the well casing during operation with minimal energy and financial costs for subsoil users.Taking into account the shortcomings of the existing technologies, a new methodology is being developed that will be able to complement the existing solutions and optimize the process of operating production facilities. This methodology will further allow integrating new ultrasonic systems for monitoring the integrity of extended objects made of ring-shaped cement stone into the adopted well construction model.The purpose of the study is to determine the patterns of change in the characteristics of an acoustic signal in the presence of a defect in a ring-shaped cement stone using the pulsed method of acoustic wave passage in order to create a modern system for monitoring the condition of well casing during operation.The article presents the results of applying the pulsed method of acoustic wave passage on extended objects of annular shape up to 8 m in order to detect longitudinal channels (separation of cement stone from the metal pipe) and transverse cracks. The obtained data are compared with the results of modeling in specialized COMSOL Multiphysics software and tests using the AKTs-48 geophysical cement meter. Samples with insulating material and samples with contact over the entire surface of the pipe are considered, which made it possible to evaluate the effectiveness of the method for detecting cracks and gaps at the contact of the casing and cement stone.

Keywords: pulsed acoustic wave method, sealed cement stone, crack prevention, continuous monitoring.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

А. И. Блоцкая, А. С. Кулькова, Д. С. Селезнев, Л. А. Сталбо, В. В. Следков (Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) им. И. М. Губкина, Москва, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
М. А. Караваев (ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ», Москва, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

Eng

A. I. Blotskaya, A. S. Kulkova, D. S. Seleznev, L. A. Stalbo, V. V. Sledkov (Gubkin Russian State University of Oil and Gas (National Research University), Moscow, Russia) ) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
M. A. Karavaev (National Research University MPEI, Moscow, Russia) ) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Хузина Л. Б., Любимова С. В., Сливченко А. Ф. и др. Применение технологий устранения негерметичности эксплуатационных колонн на примере скважин НГДУ ПАО «Татнефть» // Нефтяное хозяйство. 2015. № 12. С. 121 ‒ 123.
2. Залятдинов А. А., Хузина Л. Б., Абдрахманов Г. С. Анализ влияния качества изоляции поглощающих пластов на потерю герметичности эксплуатационной колонны // Нефтяное хозяйство. 2018. № 1. С. 36‒37. DOI: 10.24887/0028-2448-2018-1-36-37. EDN YROKTL.
3. Бриганте М., Сумбатян М. А. Акустические методы в неразрушающем контроле бетона: обзор зарубежных публикаций в области экспериментальных исследований // Дефектоскопия. 2013. № 2. С. 52 – 67.
4. Трунов Э. И., Оздоева А. Х., Блоцкая А. И. и др. Новые подходы к применению акустического метода для непрерывного мониторинга герметичности крепления скважины // Нефтяное хозяйство. 2024. № 2. С. 38 – 42.
5. Ryden N., Ulriksen P., Park C. Miller R. D. Lamb Wave Analysis for Non‐Destructive Testing of Concrete Plate Structures // ResearchGate Discover the World's Research, 2003. P. 782 – 793. URL: https://www.researchgate.net/publication/228864151
6. Неразрушающий контроль: справочник: в 8 т. / под общ. ред. В. В. Клюева. Т. 3. Ультразвуковой контроль / И. Н. Ермолов, Ю. В. Ланге. 2-е изд., испр. М.: Машиностроение, 2006. 864 с.

Eng

1. Khuzina, L. B., Lyubimova, S. V., Slivchenko, A. F., et al. (2015). Application of technologies for eliminating leaks in production casings using wells of Tatneft PJSC as an example. Neftyanoye Khozyaystvo, (12), 121–123. [in Russian language]
2. Zalyatdinov, A. A., Khuzina, L. B., & Abdrakhmanov, G. S. (2018). Analysis of the influence of absorption zone isolation quality on production casing leaks. Neftyanoye Khozyaystvo, (1), 36–37. [in Russian language] https://doi.org/10.24887/0028-2448-2018-1-36-37
3. Brigante, M., & Sumbatyan, M. A. (2013). Acoustic methods in non-destructive testing of concrete: Review of foreign publications in experimental research. Defektoskopiya, (2), 52–67. [in Russian language]
4. Trunov, E. I., Ozdoeva, A. Kh., Blotskaya, A. I., et al. (2024). New approaches to using acoustic methods for continuous well integrity monitoring. Neftyanoye Khozyaystvo, (2), 38–42. [in Russian language]
5. Ryden, N., Ulriksen, P., Park, C., & Miller, R. D. (2003). Lamb wave analysis for non-destructive testing of concrete plate structures. ResearchGate Discover the world's research, 782–793. https://www.researchgate.net/publication/228864151
6. Klyuev, V. V. (Ed.). (2006). Non-destructive testing: Handbook: In 8 volumes (Vol. 3: Ultrasonic testing, I. N. Ermolov & Yu. V. Lange, Eds.; 2nd ed.). Mashinostroenie. [in Russian language]

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

Стоимость статьи 700 руб. (в том числе НДС 20%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.

После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.

Для заказа скопируйте doi статьи:

10.14489/td.2025.09.pp.024-034

и заполните форму

Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

The cost of a single article is 700 rubles. (including VAT 20%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.

After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.

To order articles please copy the article doi:

10.14489/td.2025.09.pp.024-034

and fill out the form