Способ определения формы и размеров области заводнения нефтяного пласта в окрестностях скважины

Способ определения формы и размеров области заводнения нефтяного пласта в окрестностях скважины

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области исследований нефтяных скважин, а именно к электрическим и/или акустическим измерениям, проводимым для определения формы и размеров области заводнения нефтяного пласта в окрестностях скважины.

Предлагается новая методика измерения характерых размеров и формы области заводнения нефтяного пласта в окрестностях скважины в реальном масштабе времени. Показывается возможность проведения подобных исследований при приложении единичного прямоугольного электрического импульса напряжения к устью скважины.

При приложении имульсного напряжения между устьем скважины и электродом, заземленным на расстоянии от скважины, достаточном, чтобы избежать электрического пробоя, границы заводненной области нефтяного пласта в окрестностях скважины являются источником электрических и акустических возмущений, которые могут регистрироваться как в совокупности, так и по отдельности. Данные измерения с использованием хорошо разработанных алгоритмов обработки данных позволяют восстанавливать геометрию излучающей поверхности.

Способ предоставляет возможность измерения характерных размеров области заводнения нефтяного пласта следующим образом:

- прикладывают импульсы напряжения между устьем скважины и электродом, заземленным на расстоянии от скважины, достаточном, чтобы избежать электрического пробоя,

- измеряют отклик системы «скважина - заводненная область» на подобные возмущения.

Природа отклика зависит от формы возбуждающего сигнала. В случае прямоугольного импульса основной вклад в сигнал отклика (электрический и акустический) вносится фронтом прискваженной неоднородности, которая выступает как излучающая поверхность (из-за избытка зарядов того или иного знака на этой поверхности при приложении упомянутого импульса напряжения).

Уровень техники

В последние годы идея наблюдения за фронтом заводнения в реальном масштабе времени приобретает все большую актуальность в связи с обеднением нефтяных месторождений и использованием технологий вытеснения остаточной нефти при помощи закачивания воды в инжекторные скважины. Существует большое количество способов определения формы и размеров области заводнения нефтяного пласта в окрестностях скважины. См., например, патенты US 6061634, 2000; US 6182013, 2001.

Наиболее близким аналогом изобретения (прототипом) является способ определения формы и размеров области заводнения нефтяного пласта в окрестностях скважины, включающий подключение генератора электрических импульсов к устью скважины и электроду, описанный в заявке [US 2003/0220750 А1, публ. 27.11.2003]. Авторы предлагают определять характерые параметры прискваженных неоднородностей по данным комбинированных акустических и электрических измерений внутри скважины. Недостатком указанного способа является то, что вероятность осуществления данного способа при размерах неоднородностей, превышающих 1 м, практически невозможна. Кроме того, реализация способа по выбранному прототипу является трудоемким и энергозатратным процессом из-за сложности конструкции системы, использующейся для осуществления данного способа.

Сущность изобретения

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в создании простого, быстрого и эффективного способа определения формы и размеров области заводнения нефтяного пласта в окрестностях скважины.

Технический результат, достигаемый при реализации заявляемого технического решения, заключается в простом техническом осуществлении способа, применении способа в различных полевых условиях и позволяет провести точные измерения при малых размерах области заводнения нефтяного пласта в окрестностях скважины.

Поставленный технический результат достигается за счет того, что способ включает подключение генератора электрических импульсов к устью скважины и электроду, при этом электрод установливают с заземлением на расстоянии от скважины, достаточном, чтобы избежать электрического пробоя, прикладывают импульсное напряжение между устьем скважины и электродом, измеряют электрический и/или акустический отклик на электрическое возмущение и определяют форму и размеры области заводнения нефтяного пласта с помощью системы сбора и обработки информации с использованием алгоритмов 4D сейсмики.

Кроме того, в качестве импульсного напряжения прикладывают прямоугольное импульсное напряжение.

Кроме того, электрический и/или акустический отклик на электрическое возмущение измеряют с помощью по меньшей мере одного электрического и/или акустического датчика, расположенного на поверхности или внутри скважины.

При проведении поиска по патентной и научно-технической информации не было обнаружено решений, содержащих всей совокупности предлагаемых признаков, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого способа критерию «новизна».

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Изобретение поясняется чертежом, на котором

схематически представлена реализация предлагаемого способа:

1 - генератор электрических импульсов,

2 - заземленный электрод,

3 - нефтяная скважина,

4 - область заводнения нефтяного пласта,

5 - система акустических и/или электрических датчиков,

6 - система сбора и обработки информации.

Настоящее изобретение относится к способу определения формы и размеров области заводнения нефтяного пласта в окрестностях скважины, включающему подключение генератора электрических импульсов к устью скважины и электроду, установку электрода с заземлением на расстоянии от скважины, достаточном, чтобы избежать электрического пробоя, прикладывание импульсного напряжения между устьем скважины и электродом, измерение электрического и/или акустического отклика на электрическое возмущение и определение формы и размеров области заводнения нефтяного пласта с помощью системы сбора и обработки информации с использованием алгоритмов 4D сейсмики. В качестве импульсного напряжения прикладывают прямоугольное импульсное напряжение. Электрический и/или акустический отклик на электрическое возмущение измеряют с помощью по меньшей мере одного электрического и/или акустического датчика, расположенного на поверхности или внутри скважины.

Жидкость, находящаяся в контакте со скважиной, обладает большей проводимостью, чем окружающая порода. В случае заводнения для наблюдения за фронтом по предлагаемому способу, можно использовать, например, воду с достаточной соленостью. Одна из реализаций заявленного способа схематически изображена на чертеже. Она предполагает подключение генератора электрических импульсов 1 к устью скважины 3 и электроду 2, заземленному на расстоянии от скважины, достаточном, чтобы избежать электрического пробоя. Генератор электрических импульсов может быть подключен к устью скважины путем опускания напрямую конца провода в скважину или присоединен к насососно-компрессорной трубе в случае выполнения скважины обсадной. Далее прикладывают прямоугольный импульс напряжения между устьем скважины 3 и электродом 2, измеряют электрический и(или) акустический отклик на электрическое возмущение при помощи по меньшей мере одного электрического и(или) акустического датчика, расположенного в скважине или(и) на поверхности. Наибольший вкдад в детектируемый сигнал вносят границы области заводнения. Осуществляют обработку данных измерений распределенной системы датчиков 5 с использованием алгоритмов 4D сейсмики (см., например, http://www.4dseismic.com/). На данной стадии происходит определение формы и размеров области заводнения нефтяного пласта в окрестностях скважины.

Изобретение соответствует критерию «промышленная применимость», поскольку его осуществление возможно при использовании существующих средств производства с применением известных технологий.

1. Способ определения формы и размеров области заводнения нефтяного пласта в окрестностях скважины, включающий подключение генератора электрических импульсов к устью скважины и электроду, измерение акустического отклика на электрическое возмущение и определение формы и размеров области заводнения нефтяного пласта, при этом электрод устанавливают с заземлением на расстоянии от скважины, достаточном, чтобы избежать электрического пробоя между устьем скважины и электродом, прикладывают импульсное напряжение между устьем скважины и электродом, а для определения формы и размеров области заводнения нефтяного пласта дополнительно применяют алгоритмы 4D сейсмики.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве импульсного напряжения прикладывают прямоугольное импульсное напряжение.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что акустический отклик на электрическое возмущение измеряют с помощью по меньшей мере одного акустического датчика, расположенного на поверхности или внутри скважины.