СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАКОЛОННОГО ПЕРЕТОКА ЖИДКОСТИ МЕТОДОМ АКТИВНОЙ ТЕРМОМЕТРИИ В СКВАЖИНАХ, ПЕРЕКРЫТЫХ НАСОСНО-КОМПРЕССОРНЫМИ ТРУБАМИ Российский патент 2016 года по МПК E21B47/103 E21B47/06 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для определения интервалов заколонного перетока жидкости из пластов, перекрытых насосно-компрессорными трубами.

Известны способы определения интервалов заколонного движения жидкости в нагнетательных скважинах путем регистрации серии термограмм вдоль ствола скважины (а.с. №665082, №933964, №1476119, патент RU №2121572, МПК Е21В 47/10, 47/06).

Недостатком известных способов является неоднозначность в определении интервала заколонного движения жидкости вследствие неопределенности интервала времени, в течение которого необходимо проводить регистрацию термограмм, а в скважинах, перекрытых НК, невозможно решить задачу по определению заколонных перетоков.

Известен также способ определения заколонного движения жидкости в нагнетательной скважине (патент RU №2171373 от 27.07.2001, МПК Е21В 47/10), в котором выполняют регистрацию серии термограмм вдоль ствола скважины в расчетный промежуток времени после прекращения закачки при герметичном устье, а об интервале заколонного перетока жидкости судят по замедленному темпу восстановления температуры в системе скважина - пласт. Регистрацию серии термограмм проводят в промежуток времени 4-40 минут после прекращения закачки. Недостатком способа является то, что промежуток времени 4-40 минут не является оптимальным для точного определения интервала заколонного перетока жидкости и замедленный темп восстановления температуры не является достаточным для точного определения нужного интервала заколонного перетока. А в скважинах, перекрытых НКТ, данный способ не может решить задачу по определению заколонных перетоков.

Наиболее близким к изобретению по достигаемому результату является способ активной термометрии действующих скважин (патент RU №2194160). В известном способе регистрацию термограмм проводят до и после кратковременного локального нагрева обсадной колонны в предполагаемом интервале движения флюида и о характере движения флюида судят по темпу возрастания температуры.

Однако в интервалах, перекрытых НКТ, прогрев обсадной колонны за счет индукционного нагрева невозможен из-за наличия железной насосно-компрессорной трубы. Поэтому в скважинах перекрытых НКТ данный способ также не может решить задачу по определению заколонных перетоков.

Целью изобретения является повышение достоверности определения интервалов заколонного перетока жидкости в скважинах перекрытых НКТ.

Цель изобретения достигается тем, что в заявляемом способе определения заболонного перетока жидкости методом активной термометрии в скважинах, перекрытых насосно-компрессорными трубами, включающем регистрацию термограмм до и после кратковременного локального нагрева обсадной колонны в предполагаемом интервале движения флюида путем регистрации температуры по стволу скважины с последующим их анализом, с целью повышения информативности по определению интервалов заколонного движения жидкости опускают насосно-копрессорную трубу из стеклопластика с размещенными снаружи датчиками температуры в выбранный интервал исследования, далее осуществляют индукционный нагрев обсадной колонны через стеклопластиковую насосно-компрессорную трубу в течение времени не менее $$t\ge \left\{Ln\frac{\beta *Q}{\beta *Q-\Delta T*C*\rho *q}\right\}/\alpha$$ и не более $$t\le \frac{2*l*\pi R^2}{q}$$ , где

β - доля мощности индуктора, превращаемая в тепло в обсадной колонне; Q - мощность индуктора, Вт; ΔТ - приращение температуры в колонне, К; α - коэффициент теплопередачи от колонны к жидкости, 1/сек; С - теплоемкость жидкости, дж/кг*К; ρ - плотность жидкости, кг/м³; q - дебит скважины, м³/сек; l - расстояние от индуктора до кровли пласта, м; R - радиус колонны, м,

и проводят регистрацию температуры во времени в процессе локального кратковременного нагрева колонны и по стволу скважины в исследуемом интервале при работе скважины, а об интервале заколонного перетока судят по повышенному темпу изменения температуры.

Сложность решения данной задачи геофизическими методами связана с тем, что при заколонных перетоках в скважинах, перекрытых стальными НКТ, встречный поток флюида значительно уменьшает полезный температурный сигнал от температурной аномалии, созданный заколонным перетоком.

Для достижения цели изобретения в скважину опускают НКТ из стеклопластика, а в интервале предполагаемого заколонного перетока проводят локальный кратковременный индукционный нагрев колонны через стеклопластиковую НКТ. Далее измерения температуры проводят в точке.

Предлагаемый способ основан на том, что применение НКТ из стеклопластика позволяет прогревать обсадную колонну и создавать тепловую метку. При наличии заколонного перетока тепловая метка из заколонного пространства попадает в ствол скважины и регистрируется датчиком температуры. Таким образом, выход тепловой метки из заколонного пространства и его регистрация однозначно свидетельствует о наличии заколонного перетока.

Способ осуществляют следующим образом.

1. В скважину спускают компоновку, состоящую из воронки, стеклопластикового НКТ и пакера (Фиг. 1).

2. Проводится фоновый замер температуры в остановленной скважине.

3. Скважина запускается в работу.

4. Определяют интервал, в котором необходимо провести кратковременный локальный нагрев колонны.

5. Проводят кратковременный локальный нагрев колонны в предполагаемом интервале заколонного движения жидкости через стеклопластиковую НКТ и одновременно осуществляют запись температуры во времени.

6. Проводится анализ изменения температуры в процессе кратковременного локального нагрева колонны через стеклопластиковую колонну.

7. Проводят серию замеров термограмм по стволу скважины после кратковременного локального нагрева колонны.

8. По результатам анализа выявляются участки аномального изменения температуры по отношению к фоновому замеру и устанавливается факт наличия или отсутствия заколонного перетока в изучаемом интервале.

9. О заколонном движении жидкости судят по темпам изменения температуры.

Пример практической реализации. На фиг. 1 приведен пример реализации предлагаемого способа при определении заколонного движения жидкости из верхнего пласта (заколонный переток "сверху"): 1 - горные породы (пласт); 2 - заколонное пространство; 3 - скважина с обсадной колонной; 4 - верхний водоносный пласт; 5 - скважинный термометр с индукционным нагревателем; 6 - нефтеносный пласт; 7 - область локального разогрева обсадной колонны, 8 - стеклопластиковая НКТ, 9 - датчики температуры. I - серия термограмм (а, б, в) по стволу скважины в различные моменты времени. II - зависимость температуры в точке (выше кровли нефтеносного пласта и ниже подошвы верхнего пласта) от времени.

На фиг. 1 приведены серии термограмм по стволу скважины в различные моменты времени после кратковременного локального нагрева обсадной колонны (рис. 1, I, а, б, в), а также зависимость температуры в точке от времени (фиг. 1, II). Из фиг. 1 видно, что наличие заколонного движения жидкости отмечается аномалией повышения температуры перемещающейся по стволу скважины на серии термограмм (I, а, б, в) и кратковременным повышением темпов изменения температуры на КИТ (кривая изменения температуры).

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для определения интервалов заколонного перетока жидкости из пластов, перекрытых насосно-компрессорными трубами. Техническим результатом является повышение достоверности определения интервалов заколонного перетока жидкости в скважинах перекрытых НКТ. Способ включает регистрацию термограмм до и после кратковременного локального нагрева обсадной колонны в предполагаемом интервале движения флюида путем регистрации температуры по стволу скважины с последующим их анализом. При этом опускают насосно-копрессорную трубу из стеклопластика с размещенными снаружи датчиками температуры в выбранный интервал исследования, далее осуществляют индукционный нагрев обсадной колонны через стеклопластиковую насосно-компрессорную трубу в течение времени, определяемого по математическому выражению, и проводят регистрацию температуры во времени в процессе локального кратковременного нагрева колонны и по стволу скважины в исследуемом интервале при работе скважины, а об интервале заколонного перетока судят по повышенному темпу изменения температуры. 1 ил.

Способ определения интервалов заколонного перетока жидкости в скважинах, перекрытых насосно-компрессорными трубами, включающий регистрацию термограмм до и после кратковременного локального нагрева обсадной колонны в предполагаемом интервале движения флюида путем регистрации температуры по стволу скважины с последующим их анализом, отличающийся тем, что опускают насосно-копрессорную трубу из стеклопластика с размещенными снаружи датчиками температуры в выбранный интервал исследования, далее осуществляют индукционный нагрев обсадной колонны через стеклопластиковую насосно-компрессорную трубу в течение времени не менее
и не более
где β - доля мощности индуктора, превращаемая в тепло в обсадной колонне; Q - мощность индуктора, Вт; ΔТ - приращение температуры в колонне, К; α - коэффициент теплопередачи от колонны к жидкости, 1/сек; С - теплоемкость жидкости, дж/кг*К; ρ - плотность жидкости, кг/м³; q - дебит скважины, м³/сек; l - расстояние от индуктора до кровли пласта, м; R - радиус колонны, м,
и проводят регистрацию температуры во времени в процессе локального кратковременного нагрева колонны и по стволу скважины в исследуемом интервале при работе скважины, а об интервале заколонного перетока судят по повышенному темпу изменения температуры.