Способ исследования нефтяных скважин
Иллюстрации
Показать всеРеферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
<>953196 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 17.12.79 (21) 2853730/22-03 (51) М. Кп.
Е 21 В 47/00
E 21 В 47/06 с присоединением заявки Ко (23) Приоритет
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий
Опубликовано 23Д882. Бюллетень Мо31
Дата опубликования описания 23.08.82 (53) УДК622.241 (088.8) 1
3 у - -,, с
A.C.Áóåâè÷, Р.A.Âàëèóëëèí и A.È.Ôèëèïïoâ
»., )
:т
1 т .. ."Л
Башкирский государственный университет им. 40-летия Октября (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ НЕФТЯНЫХ СКВАЖИН
Изобретение относится к контролю за разработкой нефтяных и газовых месторождений и может быть использовано при промыслово-геофизических исследованиях действующих скважин.
Известен способ термического исследования скважин,при котором скважину останавливают, извлекают насосное оборудование, опускают НКТ, затем промывают скважину, извлекают глубинное оборудование и спускают термометр. Термометром регистрируют температуру вдоль оси скважины. По результатам измерений судят о состоянии скважины и пласта (1).
Недостатками этого способа являются необходимость остановки скважины, проведение трудоемких спускоподъемных операций и закачки жидкости.
Известен также способ термического исследования действующих скважин, заключающийся в том, что регистрируют температуру вдоль ее ствола, при этом по характеру термограммы оценивают состояние скважины. Информативность термометрии в этом случае ,обусловлена, главным образом, эффектом Джоуля-Томсона и эффектом калориметрического смешивания потоков жидкостей в скважине (2 ). . Однако при совместной эксплуатации скважиной нескольких пластов затруднено выявление притока жидкости из вышележащего пласта, если ее температура близка к температуре потока жидкости в скважине и эффек калориметрического смешивания слабо проявляется.
Кроме того, при наличии негерметичности искусственного забоя скважины и обсадной колонны невозможно однозначное ее определение. При на15 личин слу аев перетока жидкости по стволу скважины их верхних перфорированных пластрв в нижние невозможно однозначное их выявление.
При наличии заколонного перетока жидкости из вышележащих неперфорированных водоносных пластов в перфорированные затруднено его выявление.
Наиболее близким к предлагаемому является способ исследования нефтяных скважин, включающий регистрацию исходного распределения температуры вдоль ствола скважины, выделение интервала с температурной аномалией, повторную регистрацию в выделенном интервале распределения температуры
953196 по сечению скважины и сопоставление полученных термограмм f3 ).
Однако известный способ предназначен для исследования останонленных скважин.
Целью изобретения является обес- 5 печение получения информации о состоянии действующей скнажины.
Поставленная цель достигается тем, что согласно способу повторную регистрацию распределения темпврату- 10 ры осуществляют в пределах радиуса ,обсадной колонны.
Причем для определения наличия и направления движения жидкости н обсадной колонне измерение температуры в пределах радиуса производят в интервалах монотонного изменения температуры с глубиной и по измерению температуры судят о наличии и направлении движения жидкости.
Для определения движения жидкости в заколонном пространстве выше интервалов перфорации измерение температуры в пределах радиуса производят на глубине, соответствующей аномальному изменению вертикального градиента температуры, причем о наличии движения жидкости судят по уменьшению температуры от стенки до оси скважины.
Предлагаемый способ исследований скважин основан на том, что температура жидкости, поступающей из пласта и движущейся по скважине, как правило, отличается от температуры окружающих пород. Вследствие теплообмена 35 потока жидкости со стенками скважины, возникает поперечный градиент температуры. Причем характер поперечного распределения температуры в действующей скважине зависит от дебита и 40 напранления движения жидкости в стволе, Разность температур у стенки скважины и на ве оси может достигать в потоке нескольких десятых долей градусов. Причем вне интервалов при- 45 тока жидкости в скважину распределение температуры по радиусу скважины зависит от дебита (нулевому дебиту соответстнувт нулевой поперечный градиент). Укаэанные обстоятельства, а также особенности радиального распределения температуры н зоне притоков позволяют однозначно выявить притоки жидкости в ствол скважины но всех случаях, включая случай отсутствия проявления эффекта калориметрического смешивания на продольной термограмме. Сопоставляя данные о продольном и .поперечном распределении температуры, можно судить о на-, личии и направлении потока жидкости 60 в скважине. Так, если температура в исследуемом интервале скважины повышается с глубиной,то в случае отсутствия движения жидкости температура во всех точках поперечного сечения сква- 65 жины одинакова, в случаях движения жидкости вверх или вниз температура у стенки скважины соответственно выше или ниже, чем на удалении от стенки. В результате полученные с помощью предлагаемого способа данные можно использовать для определения притоков жидкости в скважину из перфорированных пластов, выявления мест негерметичности обсадной колонны и нарушения герметичности искусственного забоя, обнаружения перетоков жидкости по стволу скважины между перфорированными пластами, а также для решения других задач контроля работы скважин.
Способ осуществляют следующим о6разом.
Измеряют распределение температуры вдоль ствола скважины с помощью термометра, спускаемого в скважину, осуществляют предварительную интерпретацию данных, полученных при этом замере, s интервалах, где интерпретация затруднена или неоднозначна, измеряют распределение температуры по радиусу скважины, например с помощью устройства, фиксирующего датчик термометра на различных удалениях от стенки скважины. По сопостанлению полученного распределения температуры с термограммой вдоль ствола скважины судят о режиме работы и состоянии скважины.
На фиг. 1 и 2 представлены графики конкретных реализаций способа; на фиг. 3 — устройство, используемое для реализации способа: а — вид прибора при закрытом фонаре, Π— вид прибора при открытом фонаре.
На фиг. 1 обозначены. первая колонка — кривые электрометрии, вторая колонка Т вЂ” термограмма, зарегистрированная вдоль ствола скважины, третвя колонка Т1 - распределение температуры по радиусу скважины на указанных глубинах, R — радиус обсадной колонны в дюймах (О соответствует оси скважины).
Скважина глубинонасосная. Дебит скважины 10 м >/сут воды. Интервал перфорации 1262,8-1265,8 м. Диаметр обсадной колонны б дюймов.
С целью определения причины и источника обводнения скважины способ был реализован следующим образом.
Через межтрубное пространство в скважину опускают термометр и измеряют распределение температуры вдоль ствола ее. Масштаб записи 0,09 С на
1 см диаграммной ленты (фиг.1) .
На глубине 1243, 1260, 1280 м дополнительно измеряют поперечное распределение температуры. На термограмме Т н интервале 1242-1244 м отмечается небольшая температурная аномалия. Интерпретация термограммы н целом затруднительна.
953196
Термограмма Т> соответствует поперечному распределению температуры в скважине. На глубине 1243 м вид температурной кривой отличается от теоретической, т.в. температура жидкости у стенки скважины выше, чем на некотором удалении от стенки.
Разность температур на стенке и на оси скважины в этом случае достигает 0,5 С.
На глубине 1260 м поперечное рас- 1О пределение температуры согласуется по форме с теоретической, т.е. соответствует наличию движения потока жидкости в скважине вверх.
На термограмме Т отмечается изменение наклона темйературной кривой выше глубины 1242 м относительно общего наклона температурной кривой ниже этой глубины. В интервале
1242-1244 м находится водоносный пласт. Очевидно, присутствие небольшой температурной аномалии на Т и такой характер распределения температуры по радиусу скважины на Т2 в этом интервале может быть связай
25 лишь с проявлением эффекта дросселирования движущейся из водоносного пласта жидкости. Причем движение жидкости происходит за колонной, Учитывая наклон температурной кривой вьые глубины 1242 м .на Т и поперечное распределение температуры в скважине на глубине 1260 м, можно сделать однозначное заключение о наличии эаколонного перетока из неперфорированного пласта в перфорирован- З5 ный, что и является причиной обводнения скважины.
В эумпфе скважины распределение температуры по радиусу ее представляет прямую линию, т.е. температура 4П вдоль радиуса скважины одинакова, что согласуется. с теорией в случае отсутствия движения жидкости в этом интервале, На фиг. 2 обозначены: первая ко- 45 лонка T — распределение температуры вдоль ствола скважины; вторая колонка Т.1 — распределение температуры по радиусу скважины на указанных глубинах, R — радиус колонны в дюймах (0 соответствует оси скважины).
Скважина эксплуатируется штанговым глубинным насосом, Дебит скважины 4 м"/сут воды. Интервал перфорации 1249,8-1251,8 м. Диаметр обсадной колонны 5 дюймов.
С целью выявления причины обводнения на скважине был реализован предлагаемый способ. Порядок реализации способа такой же, как и в предыдущем способе. 60, На термограмме Т „ на глубине
1232 м отмечается излом (изменение наклона) температурной кривой. По характеру температурной аномалии в интервале перфорации можно предполо- 65 жить, что пласт этот не принимает участия в работе. На термограмме Т представлено поперечное распределение температуры в скважине на трех глубинах: 1228, 1244 и 1256 м соответственно. Характер распределения температуры на глубине 1228 м согласуется с теоретической кривой. На глубине 1244 м характер поперечного распределения температуры отличен от теоретического, т.е. температура у стенки скважины выше, чем на некотором удалении от нее. Таким образом, принимая во внимание наклон температурной кривой на Т выше и ниже глубины 1232 м, форму температурной аномалии в интервале перфорации, характер и вид поперечного распределения температуры на глубине 1228 м и 1244 м можно сделать однозначное заключение о том, что на глубине
1232 м отмечается негерметичность обсадной колонны, через которую в скважину поступает жидкость. Причем жидкость, поступая в скважину, разделяется на два потока: часть жидкости (4 м /сут) отбирается насосом из скважины, другая часть перетекает внутри колонны в перфорированный пласт.
В эумпфе скважины движение жидкости отсутствует. Таким образом, причиной обводнения скважины является негерметичность колонны на глубине
1232 м. Кроме того, в скважине отмечается внутриколонный переток жидкости, что ведет к заводнению продуктивного пласта.
Для реализации способа можно использовать устройство, позволяющее вести непрерывную, либо поточечную регистрадию температуры по радиусу скважины (фиг. 3) .
Устройство представляет собой термометр, снабженный управляемым пружинным фонарем 1, что позволяет по команде с поверхности земли фиксировать датчик 2 температуры на различных расстояниях от стенки скважины. В процессе измерения температуру регистрируют как функцию расстояния датчика термометра от стенки скважины на заданной глубине. Диаметр термометра 26 мм, что позволяет проводить исследования через межтрубное пространство или НКТ, Предлагаемый способ, по сравнению с известными, позволяет повысить эффективность термических исследова" ний действующих скважин при решении задач однозначного определения ра- ботающих интервалов при исследовании скважин, эксплуатирующих несколько продуктивных горизонтов, определения негерметичности искусственного забоя скважины и обсадной колонны, выявления случаев внутриколонного перетока жидкости из верхних перфо953196 рированных пластов в нижние, обеспечения возможности определения движения жидкости за колонной из вышележащих неперфорированных водоносных пластов в перфорированные.
5 .Формула изобретения
1. Способ исследования нефтяных скважин, вклйчающий регистрацию исходного распределения температуры вдоль ствола скважины, выделение интервала с температурнбй аномалией, повторную регистрацию в выделенном интервале распределения температуры по сечению скважины и сопоставление полученных термограмм, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью обеспечения получения информации о состоянии действующей скважины, повторную регистрацию распределения температуры осуществляют в пределах радиуса обсадной колонны.
2. Способ по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью определения наличия н направления движения жидкости в обсадной колонне, измерение температуры в пределах радиуса производят в интервалах монотонного изменения температуры с глубиной и по измерению температуры судят о наличии и направлении движения жидкости.
3. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью определения движения жидкости в эаколонном пространстве выше интервалов перфорации, измерение температуры в пределах радиуса производят на глубине, соответствующей аномальному изменению
I вертикального градиента температуры, причем о наличии движения жидкости судят по уменьшению температуры от стенки до оси скважины.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Дахнов B.Н., Дьяконов Д.И.
Термические исследования скважин.
Гастоптехиздат, 1952, с, 252.
2, Дворкин И.Д. и др. Термометрия действующих скважин. Уфа, Башгосуниверситет, 1976.
3. Journal of Petrolquum Technology
June . V. 31, No 6, 1979, р. 6 76-682 (прототип) .
953196
Составитель й.Наэаретова
Техред З.Палий;. Корректор М.Лемчик
Редактор Л.Филиппова
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Заказ 6228/54 Тираж 623 . Подписное.
ВНИИПИ Государственного комитета;СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж- 35, Раушская наб,, д, 4/5