СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОМЕНТА ПРОРЫВА ПЛАСТОВОГО ФЛЮИДА Российский патент 2011 года по МПК E21B43/00 E21B49/10 E21B47/06 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к способам определения момента прорыва пластового флюида и может быть использовано, например, для определения глубины внедрения фильтрата, мобильности пластового флюида, контраста вязкости между пластовым флюидом и фильтратом и т.д.

Уровень техники

При бурении с положительным дифференциальным давлением фильтрат бурового раствора внедряется в пласт, и при отборе пластового флюида проба загрязнена. Углеводородная проба загрязнена фильтратом бурового раствора на нефтяной основе. Проба воды загрязнена фильтратом бурового раствора на водной основе. Определение свойств пластового флюида по загрязненной пробе приводят к значительным ошибкам. Поэтому для получения чистой пробы необходим длительный процесс откачки, в течение которого происходит очистка пробы. В процессе очистки определение момента прорыва пластового флюида очень важно, например, для определения глубины внедрения фильтрата. Существующие методы определения прорыва основаны на измерениях оптической плотности откачанных флюидов. Недостатками известных способов определения момента прорыва пластового флюида является большая погрешность измерений оптической плотности отбираемой пробы.

Идея оптического мониторинга процесса очистки пробы основана на законе Бир-Ламберта, утверждающего, что оптическая плотность (OD) смеси двух флюидов равна сумме их оптических плотностей, взвешенных с их мольными концентрациями в смеси. Очевидно, что решение уравнения с двумя неизвестными не является единственным и таким образом не позволяет определить уровень загрязнения во время процесса очистки пробы. Для устранения неединственности решения вводится приближенное асимптотическое решение.

Наиболее близким аналогом изобретения (прототипом) является способ определения момента прорыва пластового флюида, заключающийся в том, что в необсаженную скважину опускают устройство для отбора пробы смеси флюидов, состоящей из фильтрата бурового раствора и пластового флюида, содержащее корпус, стандартный зонд и гидравлическую систему, описанное в статье [[Mullins O.C., Schroer J.: Real - time determination of filtrate contamination during openhole wireline sampling by optical spectroscope. Paper SPE 63071 presented at the 2000 SPE Annual Technical Conference and Exibition, Dallas, TX, 1-4 October 2000]. В процессе отбора пробы (откачивания) флюидов осуществляют измерения оптической плотности флюидов. Недостатком указанного способа является получение приближенного решения для определения момента прорыва пластового флюида.

В предлагаемом способе определения момента прорыва пластового флюида необходимости в использовании приближенного решения нет, что позволяет повысить точность определения момента прорыва пластового флюида.

Сущность изобретения

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в создании простого и точного способа определения момента прорыва пластового флюида.

В настоящем изобретении предлагается новый способ определения момента прорыва пластового флюида по температурным измерениям.

Технический результат, достигаемый при реализации заявляемого технического решения, заключается в повышении точности определения момента прорыва пластового флюида.

Поставленный технический результат достигается за счет того, что из необсаженной скважины посредством откачивания осуществляют отбор пробы смеси флюидов, состоящей из фильтрата бурового раствора и пластового флюида, причем в процессе откачивания проводят измерение температуры откачиваемых флюидов, по полученным значениям строят график зависимости производной измеренной температуры откачиваемых флюидов от времени и определяют момент прорыва пластового флюида по изменению знака производной температуры на графике.

Откачивание может быть осуществлено при помощи устройства для отбора проб, содержащего корпус, стандартный зонд и гидравлическую систему.

Измерение температуры флюидов в процессе откачивания может быть осуществлено с помощью по меньшей мере одного термодатчика, размещенного в гидравлической системе устройства для отбора проб.

Краткое описание чертежей

Изобретение поясняется чертежами, где на Фиг.1 приведен вид устройства для отбора пробы смеси флюидов, на котором

1 - термодатчик,

2 - корпус,

3 - стандартный зонд,

4 - гидравлическая система.

На Фиг.2 показано изменение во времени загрязнения откачиваемых флюидов и производная по времени температуры.

На Фиг.3 показано изменение температуры откачиваемых флюидов от времени откачки.

Осуществление изобретения

Устройство для откачивания смеси флюидов состоит из корпуса 2, стандартного зонда 3, насосного модуля 6, связанных между собой при помощи гидравлической системы 4, по которой через зонд 3 откачиваемые флюиды поступают в камеру 5 для хранения пробы. Стандартный зонд может быть двойным, двухпакерным. По меньшей мере один термодатчик 1 установлен на входе откачиваемых флюидов в гидравлическую систему 4.

Способ определения момента прорыва пластового флюида основывается на регистрации изменения знака производной температуры на графике зависимости производной температуры откачиваемых флюидов от времени. Способ применим для как для вертикальных, так и для горизонтальных скважин.

В процессе бурения скважины температурное состояние призабойной зоны меняется следующим образом: во время циркуляции бурового раствора призабойная зона захолаживается, затем во время остановки скважины температура призабойной зоны восстанавливается. Температура откачиваемых флюидов измеряется с помощью по меньшей мере одного термодатчика, установленного на входе в гидравлическую систему устройства для отбора пробы смеси флюидов. Проводят откачивание смеси флюидов, состоящей из фильтрата бурового раствора и пластового флюида, и одновременно с операцией откачивания осуществляют измерение температуры откачиваемых флюидов с помощью по меньшей мере одного термодатчика. По полученным значениям строят график зависимости производной температуры откачиваемых флюидов от времени и определяют момент прорыва пластового флюида. Как видно из фиг.2, в момент прорыва пластового флюида наблюдается изменение знака производной температуры, что соответствует появлению небольшого пика на графике температуры откачиваемых флюидов (фиг.3). По регистрации данного изменения определяют момент прорыва пластового флюида.

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

Изобретение относится к способам определения момента прорыва пластового флюида и может быть использовано, например, для определения глубины внедрения фильтрата. Техническим результатом является повышение точности определения момента прорыва пластового флюида. Для этого из необсаженной скважины посредством откачивания осуществляют отбор пробы смеси флюидов, состоящей из фильтрата бурового раствора и пластового флюида. В процессе откачивания проводят измерение температуры откачиваемых флюидов. По полученным значениям строят график зависимости производной измеренной температуры откачиваемых флюидов от времени. Определяют момент прорыва пластового флюида по изменению знака производной температуры на графике. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ определения момента прорыва пластового флюида, заключающийся в том, что из необсаженной скважины посредством откачивания осуществляют отбор пробы смеси флюидов, состоящей из фильтрата бурового раствора и пластового флюида, отличающийся тем, что в процессе откачивания проводят измерение температуры откачиваемых флюидов, по полученным значениям строят график зависимости производной измеренной температуры откачиваемых флюидов от времени и определяют момент прорыва пластового флюида по изменению знака производной температуры на графике.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что откачивание осуществляют при помощи устройства для отбора проб, содержащего корпус, стандартный зонд и гидравлическую систему.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что измерение температуры флюидов в процессе откачивания осуществляют по меньшей мере одним термодатчиком, размещенным в гидравлической системе устройства для отбора проб.