ОЦЕНКА ТРЕЩИНОВАТОСТИ В СКВАЖИНАХ С ОБСАЖЕННЫМ СТВОЛОМ Российский патент 2018 года по МПК E21B47/00 E21B43/26 G01V1/44 

Перекрестная ссылка на родственную заявку

Настоящая заявка испрашивает приоритет согласно заявке на патент США № 61/838656, поданной 24 июня 2013, содержание которой полностью включено в настоящую заявку посредством ссылки.

Предпосылки создания изобретения

Углеводороды, как правило, добываются в виде текучей среды, содержащей или включающей в себя углеводороды, поступающие из продуктивных пластов в пробуренную в них скважину. Гидравлический разрыв пласта и другие методы интенсификации притока применяются к пласту, облегчая добычу углеводородов путем образования трещиноватости в пласте и/или расширения существующих трещин в пласте. Оценка объема, сложности и направленности трещиноватости имеет значение для эффективного управления такими операциями и оценки результатов операций по гидравлическому разрыву пласта.

Сущность изобретения

Вариант осуществления способа оценки трещиноватости в формации включает в себя: размещение прибора акустического каротажа в обсаженной скважине в формации; прибора акустического каротажа, включающего в себя: многоэлектродный генератор звуковых колебаний и приемник звуковых колебаний; передачу акустического сигнала в ствол пробуренной скважины; измерение сигналов глубинной поперечной волны (DSW), генерируемых объемными поперечными волнами, отраженными в пласте в зоне дальнего поля пласта вокруг скважины; и оценку, по меньшей мере, места и ориентации трещиноватости в пласте на основании сигналов DSW.

Вариант устройства оценки трещиноватости в пласте, включающего в себя: прибор акустического каротажа, размещаемый в обсаженной скважине в формации; прибор акустического каротажа, включающий в себя: многоэлектродный генератор звуковых колебаний и приемник звуковых колебаний; прибор акустического каротажа, осуществляющий передачу акустического сигнала в ствол пробуренной скважины; измерение сигналов глубинной поперечной волны (DSW), генерируемых объемными поперечными волнами, отраженными в пласте в зоне дальнего поля пласта вокруг скважины; и процессор для оценки, по меньшей мере, места и ориентации трещиноватости в пласте на основании сигналов DSW.

Краткое описание чертежей

Следующие описания не следует рассматривать как ограничение объема изобретения каким-либо образом. Со ссылкой на прилагаемые чертежи пронумерованы одинаковые позиции:

На РИС. 1 представлен вариант осуществления системы интенсификации притока в пласте.

На РИС. 2 представлен вариант осуществления системы мониторинга сейсмической активности в пласте.

На РИС. 3 представлена блок-схема последовательности технологических операций, иллюстрирующая вариант способа оценки сети трещин в пласте.

На РИС. 4 представлены результаты примерной интенсификации притока пласта и действий по оценке.

На РИС. 5 представлены результаты примерной интенсификации притока пласта и действий по оценке, изображенные на РИС. 4 и

На РИС. 6 представлены результаты примерной интенсификации притока пласта и действий по оценке, изображенные на РИС. 4.

Подробное описание изобретения

Предлагается система и способ осуществления оценки и увеличения интенсификации притока пласта. Вариант осуществления способа включает в себя построение изображений среды методом глубинной поперечной волны (DSW) через обсаженный или любой ствол скважины, в котором еще не была установлена обсадная колонна, до действия по гидравлическому разрыву пласта и/или построение изображений среды DSW через ствол скважины, в которой установлена обсадная колонна, после действия по гидравлическому разрыва пласта для оценки эффективности действия и/или настройки или усовершенствования моделей трещиноватости и действий по гидравлическому разрыву пласта.

На РИС. 1 представлены особенности примера осуществления системы 10 для добычи углеводородов, интенсификации притока и/или измерений в формации 12. Система 10 включает в себя колонну труб 14 в скважине, с помощью которой осуществляется интенсификация притока, каротажный кабель или другой носитель, размещаемые в скважине 16, пригодные для опускания инструмента или его составной части в скважину, или соединения составной части с поверхностью. Термин "носитель", используемый здесь, означает любой прибор, составную часть прибора, комбинацию приборов, материал или элемент, которые могут применяться для передачи, укрытия, подвески или улучшения использования другого прибора, составной части прибора, комбинации приборов, материала и/или элемента иным образом. Примеры, не ограничиваясь, носителей, включают в себя: обсадные трубы, каротажные кабели, зонды на кабеле, зонды на талевом канате, инициирующие штанги, внутрискважинные переводники, КНБК, порты ГРП и колонны или линии бурильных труб с прикрепленными инструментами.

В одном варианте осуществления система 10 выполнена как гидравлическая система интенсификации притока. Как описано здесь, под "интенсификацией притока" понимается нагнетание текучей среды в пласт. Примерная система интенсификации притока выполняется как система с обсаженным или любым стволом скважины, в котором еще не была установлена обсадная колонна, для инициирования трещиноватости и/или расширения существующих трещин в пласте. Текучая среда может представлять собой любую текучую субстанцию, жидкую или газообразную, и/или жидкотекучий материал типа песка.

В данном варианте осуществления пробуренная скважина 16 включает в себя обсадную трубу 18 и колонну труб 14, включающую в себя один или несколько инструментов или их составных частей, улучшающих интенсификацию притока пласта 12. Например, колонна труб 14 включает в себя арматуру 20 для гидравлического разрыва пласта, включающую, например, нагнетательные насадки и механические клапанные устройства, такие как муфта ГРП и/или устройства проведения гидроразрыва, активируемые сбросом шара. Колонна труб 14 также включает в себя перфорационное оборудование 22. Колонна труб может включать в себя дополнительные составные части, например переводники 24 изолирующего или разобщающего пакера. В варианте осуществления, представленном на РИС. 1, система выполнена для интенсификации притока пласта 12, но не ограничивается этим. Система может быть выполнена для осуществления различных функций, например скважинных измерений и добычи углеводородов.

Арматура 20 для гидравлического разрыва пласта, перфорационное оборудование 22 и/или переводники 24 изолирующего или разобщающего пакера могут включать в себя соответствующую электронную аппаратуру или процессоры, предназначенные для создания линии связи с наземным обрабатывающим устройством и/или управления соответствующей составной частью или арматурой.

В одном варианте осуществления система 10 представляет собой систему гидравлического разрыва пласта, включающую в себя устройство нагнетания, например нагнетательный насос 26, соединенный с резервуаром 28, содержащим текучую среду, или с другим источником текучей среды. Насос 26 нагнетает текучую среду в колонну труб 14 и вводит ее в пласт 12, например, для интенсификации притока и/или трещиноватости пласта 12.

Для мониторинга и/или управления интенсификацией притока или действия по гидравлическому разрыву пласта сюда включаются различные измерительные и/или управляющие устройства. Например, в канал текучей среды насоса 26 и колонны труб 14 помещаются один или несколько датчиков 30 дебита скважины и/или давления. Датчики 30 размещаются в любом подходящем месте около или внутри насоса 26 или рядом с устьем скважины. Типы датчиков, описанных здесь, являются примерными, поскольку для измерения различных параметров применяются различные датчики.

Блок 32 обработки данных и/или управления соединен, по меньшей мере, с датчиками 30 и насосом 26. Блок 32 обработки данных и/или управления выполнен для приема, хранения и/или передачи данных от датчиков 30 и/или насоса 26 и включает в себя составные части процессора, выполненные для анализа данных и/или управления рабочими параметрами. Блок 32 обработки данных и/или управления включает в себя любое количество соответствующих составных частей, таких как процессоры, память, устройства связи и источники питания.

На РИС. 2 представлен вариант осуществления системы 40 измерений и/или мониторинга. Система 40 включает в себя инструмент 42 сбора данных, размещенный в пробуренной скважине 44 в пласте 46. Инструмент 42 сбора данных осуществляет мониторинг и/или собирает данные по операциям интенсификации притока, проводимым системой 10. Инструмент 42 размещается в нисходящей скважине с помощью соответствующего носителя, как показано на РИС. 2 и может размещаться на поверхности (например, как часть наземной группы сейсмоприемников) и/или работать в паре с другими внутрискважинными или наземными приборами. В варианте осуществления, представленном на РИС. 2, носитель представляет собой каротажный кабель 47, осуществляющий подвеску инструмента 42 и связь между внутрискважинным инструментом 10 и наземным обрабатывающим устройством 48. В одном варианте осуществления инструмент 42 размещается в формации внутри обсаженной скважины до действий по гидравлическому разрыву пласта (например, в системе 10) и/или после действий по гидравлическому разрыву пласта для оценки результатов действий. Следует отметить, что хотя в описанных здесь вариантах осуществления рассматриваются вертикальные скважины, но без ограничений, данное изобретение может использоваться в горизонтальных скважинах и/или в скважинах с горизонтальными участками или наклонно-направленными участками.

Формация 46 включает в себя пласт углеводородов или другой текучей среды, расположенный в порах горных пород. Показано несколько зон трещиноватых пород 50 в формации 46. Трещиноватость может быть естественной, созданной для интенсификации притока путем гидравлического разрыва пласта или их комбинацией. Инструментом 42 сбора данных измеряют параметры пласта 46, включая характеристику трещиноватости пород 50 (т.е. ориентацию трещиноватости, размер трещиноватости, степень трещиноватости, пропускную способность трещиноватости или толщину природной трещины). Неограничивающие варианты осуществления измерений, проводимые инструментом 42 сбора данных, включают в себя: сейсмические, акустические, импульсно-нейтронные, электрические, излучающие, инженерно-геологические работы и построение изображений среды.

В одном варианте осуществления инструмент 42 и/или система 40 выполнены для акустического каротажа пласта 12 до и после действий по гидравлическому разрыву пласта. Инструмент 42 включает в себя: акустический монополь и/или многоэлектродные генераторы 52, излучающие импульсные акустические волны, как правило, в радиальном направлении от передатчиков. Передатчики, ориентированные в разных направлениях, размещаются в позиции 52. Один или несколько приемников звуковых колебаний 54, например осевая решетка приемников 54, размещаются вдоль инструмента 42.

Инструментом 42 оценивают параметры пласта одним или несколькими методами. Такие методы включают в себя монопольные методы, такие как съемка скважинным акустическим методом на отраженных волнах (BARS). Другие методы включают в себя дипольные методы, такие как построение изображений среды методом скрещенных диполей и построение изображений среды методом глубинной поперечной волны (DSWI).

Съемка скважинным акустическим методом на отраженных волнах (BARS) использует монопольный излучатель с азимутальными приемниками для обеспечения чувствительности по направлению воздействия. Монопольный излучатель в скважине воспроизводит несколько типов волн (продольная, поперечная и поверхностная волна). Все эти волны подавляются для просмотра начала сигналов отраженной волны. Использование монопольных излучателей обычно ограничивается высокой частотой примерно в 10 кГц, которая накладывает серьезные ограничения из-за затуханий в формации. Съемка скважинным акустическим методом на отраженных волнах (BARS) использует Р-волны, создающие относительно сложное отраженное волновое поле (Р к Р и P-S, отраженные вдоль с преломлением Р-Р и P-S).

При дипольной конфигурации примерный инструмент 42 использует один или несколько дипольных излучателей, предающих сигнал в пробуренную скважину и пласт. Например, дипольный излучатель осуществляет передачу в направлении "х", простирающемся за пределы пробуренной скважины, которое обычно перпендикулярно или по существу перпендикулярно пробуренной скважине, и/или ориентации инструмента 42, описанной в данном примере как направление "z". Осуществляется генерирование поперечных упругих волн, обычно способных отражаться и считывать параметры пласта на расстоянии 2-4 футов. Волны, излученные за пределы пробуренной скважины и проникшие далее в пласт, представляют собой объемные волны, которые отражаются обратно в пробуренную скважину и обнаруживаются как запоздавшие и ослабевшие сигналы относительно отраженных сигналов поперечной упругой волны. Область вокруг пробуренной скважины подразделяется на зону ближнего поля, простирающуюся в поперечном направлении (т.е. перпендикулярно оси скважины) на первое расстояние от пробуренной скважины, и зону дальнего поля, простирающуюся в поперечном направлении от первого расстояния до второго расстояния. В одном варианте осуществления зона ближнего поля простирается от пробуренной скважины до самой дальней точки распространения поперечной упругой волны и возврата обнаруживаемых отраженных сигналов, а зона дальнего поля простирается далее.

Например, передатчик 52 включает в себя дипольный излучатель, генерирующий в пласт два разных типа объемных поперечных волн. Вертикально ориентированная поперечная волна (SV) выровнена относительно дипольного излучателя и поляризована в направлении "х", а горизонтально ориентированная поперечная волна (SH) поляризована в направлении "у". Отраженная обратно энергия этих волн несет в себе параметры трещиноватости, которая в одном варианте осуществления ориентирована таким образом, что угол между осями отражающей трещиноватости и пробуренной скважины (т.е. ось "z") равен примерно 60-70 градусам или менее.

Кросс-дипольные измерения предоставляют информацию относительно параметров анизотропии поперечной волны вокруг пробуренной скважины путем измерения разницы между быстрой и медленной скоростью распространения волны. Азимутальная анизотропия поперечной волны вокруг пробуренной скважины создается благодаря природной или интенсифицированной трещиноватости, параллельной или пересекающей пробуренную скважину. Во время кросс-дипольного каротажа движение скважинной поперечной упругой волны, наведенной передатчиком, разделяется на быструю и медленную волны, которые принимаются сейсмоприемниками с продольной и поперечной расстановкой. Сейсмоприемники с продольной и поперечной расстановкой принимают по два набора данных для каждого типа расстановки, которые обрабатываются методом инверсии с учетом формы импульса и с указанием азимута и магнитуды анизотропии.

Построение изображений среды на основе кросс-дипольных данных акустических отражений используется для обнаружения вертикального и поперечного расширения, а также азимута естественной трещиноватости и трещиноватости, созданной для интенсификации притока (т.е. путем гидравлического разрыва пласта) в зоне ближнего поля (например, в пределах 2-4 футов). Оценочная величина анизотропии дает меру степени трещиноватости, а связанный с ней азимут дает направление простирания трещины. Вторичная анизотропия трещины измеряется в обсаженном или любом стволе скважины, в котором еще не была установлена обсадная колонна, с помощью кросс-дипольного акустического каротажа. Считается, что при определении азимута в вертикальной скважине, в которой установлены обсадные трубы, используется гироскоп, однако, если скважина отклоняется, то верхняя часть наклонной скважины (например, ее относительное направление) может использоваться в качестве эталона.

Построение изображений среды методом глубинной поперечной волны (DSWI) представляет собой метод обработки, использующий данные кросс-дипольного излучателя. Построение изображений среды методом объемной поперечной волны (DSWI) представляет собой метод обработки, использующий объемные поперечные волны, излучаемые в пласт и отражаемые трещинами в пласте. Зона дальнего поля обычно простирается на десятки футов от пробуренной скважины и может простираться, например, на 60 футов и далее. Анизотропия и азимут используются для оценки места, степени и направления (азимута) природной или интенсифицированной трещиноватости. Данная информация используется для определения высоты, длины и объема трещиноватости в пласте. Например, при оценке результатов действий по интенсификации притока может использоваться метод DSWI для оценки высоты (HFH) гидравлического разрыва или его длины (HFL), и/или поперечного объема разрыва в зоне дальнего поля, или интенсифицированной пластовой площади (SRA). В одном варианте осуществления DSWI не используется для обнаружения высоты гидравлического разрыва, осуществленного в пробуренной скважине.

Метод построения изображений среды DSWI обладает только одной прямой волной, которая подлежит подавлению. Кроме того, дипольный излучатель для метода DSWI использует более низкую частоту в 2-3 кГц, допускающую исследования глубокозалегающих пластов. Кроме того, достигается лучший результат при просмотре только отраженных поперечных волн, обладающих большей чувствительностью к трещинам. Таким образом, DSWI допускает построение изображения среды на больших расстояниях от обсаженной скважины, чем при кросс-дипольном или другом методе построения изображений среды.

Метод DSWI может применяться совместно с другими методами оценок трещиноватости, такими как ультразвуковая акустоскопия, анализ проницаемости поверхностной волной и оценка азимутальной анизотропии поперечной волны кросс-дипольным излучателем, которым обычно проводится исследование в ограниченной зоне вокруг скважины, т.е. в пределах 2-4 футов.

В одном варианте осуществления при выполнении DSWI измерений учитываются различные условия. Обязательными являются хорошее сцепление цемента с обсадной колонной и наличие текучей среды в скважине. Слабое сцепление цемента с обсадной колонной даст поперечную упругую волну обсадной колонны и загрязнит пласт преломленным, а не отраженным сигналом объемной поперечной волны. Пласт будет выглядеть как "высокоскоростной" пласт. Дипольный источник следует располагать по центру скважины. Дипольный источник, расположенный не по центру скважины, в которой установлены обсадные трубы, даст дополнительные нежелательные волны, усложняющие анализ.

Геометрия гидравлического разрыва пласта также оказывает влияние на DSWI. Например, построение изображения трещиноватости среды, созданной "в стволе скважины", невозможно методом DSWI, разве только угол между осями скважины или инструмента и разломом (например, вертикальная проекция разлома в плоскости х-у) не будет больше нуля, однако остается возможным обнаружение анизотропии.

Обычно трещиноватость, пересекающая скважину, отображается с помощью метода DSWI, если угол между осями скважины и трещиноватостью не равен нулю, а находится в пределах 60-70 градусов или менее. Смещенные трещиноватости, имеющие нулевой угол относительно скважины, наиболее пригодны для построения изображения среды. Данная особенность позволяет построение изображений среды сложных систем трещин на удалении от ствола скважины, поскольку высвечивается контрастность сдвигового импеданса, созданная интенсификацией притока.

На РИС. 3 представлен способ 60 оценки трещиноватости в пласте, оценки действий по гидравлическому разрыву, построение изображений пласта и/или моделированию трещиноватости в пласте. Способ 60 включает в себя один или несколько этапов 61-66. Способ 60 описан здесь совместно с процессором (например, обрабатывающим устройством 48 и/или блоком обработки данных 32), который принимает параметры сигнала, связанные с операцией по гидроразрыву пласта, но не ограничивается этим, и может быть использован в сочетании с любым числом обрабатывающих устройств. В одном варианте осуществления этапы 61-66 выполняются в описанном порядке, хотя некоторые этапы могут быть выполнены в другом порядке или с пропуском одного или нескольких этапов.

На первом этапе 61 выбирается одна или несколько зон или участков скважины для интенсификации притока, например, с помощью различных каротажных операций в стволе скважины, в котором еще не была установлена обсадная колонна. В одном варианте осуществления после обнаружения зон, представляющих интерес, в ствол скважины опускается обсадная труба и цементируется.

На втором этапе 62 до интенсификации притока или гидроразрыва пласта осуществляется построение изображения естественных трещин в пласте путем генерации акустических сигналов мультипольным излучателем, например дипольным излучателем или передатчиком 52. В одном варианте осуществления построение изображения естественных трещин осуществляется через обсаженную скважину. В другом варианте осуществления построение изображения среды выполняется в стволе скважины, в котором еще не была установлена обсадная колонна, которая затем устанавливается до операции по интенсификации притока.

Построение изображений среды DSW выполняется путем спуска соответствующего каротажного инструмента, такого как инструмент 42, в обсаженную скважину и создания изображений естественных трещин. Данные DSW используются для оценки азимута направления по простиранию естественных трещин и трещин после гидроразрыва в зоне дальнего поля ствола скважины. Величина анизотропии (изменение в заданном направлении), обнаруженная DSW, дает степень трещиноватости, а азимут дает направление по простиранию трещины. Такой инструмент, как гироскоп, может быть необязательно использован для измерения азимута инструмента 42.

В одном варианте осуществления построение изображений среды DSW выполняется в зоне дальнего поле в сочетании с другим методом визуализации. Например, DSWI используется для зоны дальнего поля, а кросс-дипольные акустические измерения выполняются в зоне ближнего поля. Кросс-дипольный каротаж осуществляется акустическим устройством с гироскопом для определения азимута инструмента внутри обсаженной скважины.

На третьем этапе 63 осуществляется операция интенсификации притока. Например, скважина перфорируется с помощью системы 10, а текучая среда нагнетается в скважину для гидравлического разрыва пласта.

На четвертом этапе 64 повторяется построение изображения среды DSW после завершения операции по гидравлическому разрыву пласта. Данная вторая процедура DSWI может быть использована для оценки эффективности создания трещиноватости и/или оценки пласта, например, путем моделирования пласта или улучшения существующих моделей.

В одном варианте осуществления DSWI выполняется в сочетании с кросс-дипольным акустическим каротажем после интенсификации трещиноватости. Изображения среды, полученные после гидроразрыва пласта, сравниваются с изображениями среды, полученными до гидроразрыва пласта.

В одном варианте осуществления изображения среды, полученные после гидроразрыва пласта, используется для вычисления высоты (HFH) гидравлического разрыва или его длины (HFL) или интенсифицированной пластовой площади (SRA). Эти расчеты могут быть выполнены в основных направлениях, таких как N-S (север-юг) и E-W (восток-запад).

Объединение изображений среды, полученных методом DSW, с данными кросс-дипольной анизотропии (или другого метода визуализации зоны ближнего поля) дает возможность оценки местоположения, ориентации и величины трещин в пласте как в зоне дальнего поля, так и в зоне ближнего поля скважины. Это обеспечивает более полную картину степени трещиноватости и сложности до и после гидроразрыва пласта и, таким образом, обеспечивает более полную оценку эффективности операции по гидроразрыву пласта.

На пятом этапе 65 изображения среды до и после гидроразрыва пласта сравниваются для оценки эффективности операции и создания модели пласта и/или для улучшения существующей модели или изображения среды.

В одном варианте осуществления направление по простиранию и азимут, полученные на основе измерений до и после гидроразрыва пласта, оцениваются с точки зрения количества и объема естественных трещин и/или интенсифицированной трещиноватости. Данная информация используется для оценки эффективности операции по гидроразрыву пласта и/или внесения корректив в последующие операции по гидроразрыву пласта.

В одном варианте осуществления измерения используются для создания или улучшения модели пласта и/или трещиноватости, такой как модель дискретной сети трещин (DFN), геологической модели или другой математической модели пласта. Например, изображения среды, сделанные до и после операции по гидроразрыву пласта, используются для повторной оценки геомеханических свойств пласта и/или создания новых моделей.

Результаты изображений среды, полученные методом DSW до и после гидроразрыва пласта, используются при проектировании и моделировании интенсификации добычи методом гидроразрыва пласта, как части стадии планирования для заканчивания скважины. Такое планирование включает в себя прогнозирование высоты гидравлического разрыва, а также его длины и/или интенсифицированной пластовой площади вдали от скважины.

Существующее программное обеспечение, как правило, использует модели, основанные на однородных пластах, но могут применяться гетерогенные модели предположений. Метод DSWI в состоянии обеспечить три важных параметра модели трещиноватости (HFH, HFL и SRA), которые являются истинным откликом пласта. Данный способ устраняет, по меньшей мере, некоторую неопределенность, вызванную предположениями математического моделирования, и значительно улучшает решения по интенсификации притока методом гидроразрыва пласта.

На РИС. 4-6 представлено примерное применение способа 60 для пласта в сланцах Маури (кремнистых сланцах с высоким содержанием органических веществ). Данный пример описывает оценку пласта, чтобы понять упругие свойства сланцев Маури, определить высоту трещиноватости для улучшения проекта по интенсификации притока методом гидроразрыва и определить интенсифицированную пластовую площадь сланцев Маури.

В данном примере акустический инструмент, включающий в себя дипольные передатчики и сейсмоприемники, опускали в обсаженный ствол скважины. Построение изображений среды на основе кросс-дипольных данных акустических отражений проводилось, как описано выше, в сочетании с данными гироскопа, чтобы оценить величину анизотропии вокруг скважины в зоне ближнего поля. Для изображения естественных трещин в дальнем поле пласта, то есть на десятки футов от скважины применяли построение изображений среды методом глубинной поперечной волны (DSWI), с учетом азимута направления по простиранию трещин. После интенсификации трещиноватости вновь проводили построение изображения среды кросс-дипольным и DSW методами, чтобы оценить и построить изображение высоты гидравлического разрыва (HFH) и его длины (HFL), и/или поперечный объем в зоне дальнего поля, или интенсифицированной пластовой площади (SRA).

На РИС. 4-6 представлены результаты каротажа до и после гидроразрыва пласта. Изотропия до гидроразрыва пласта представлена кривой 72 на РИС. 4, а карта анизотропии 74 на РИС. 5. На РИС. 6 представлена часть каротажной диаграммы 76, показывающая построенные изображения естественных трещин с севера на юг и с востока на запад. На них не было обнаружено каких-либо существенных величин анизотропии или значительных естественных трещин.

Метод DSWI показал значительную трещиноватость в результате операции по гидравлическому разрыву пласта, что подтверждается кривой 78 анизотропии, картой анизотропии 80 после гидроразрыва пласта и частью каротажной диаграммы 82. Результаты показывают, что HFH равна примерно 47 футам, SRA составляет около 1550 фут², а HFL изменяется с глубиной. Данный пример показывает, что оценка результатов интенсификации трещиноватости при гидравлическом разрыве пласта может быть эффективно осуществлена методом DSWI через обсадную колонну до и после интенсификации трещиноватости.

Системы и способы, описанные здесь, обладают различными преимуществами по сравнению с существующими способами создания дискретных моделей трещиноватости. Метод DSW позволяет осуществлять построение изображения трещин через обсаженные скважины в более широком диапазоне, чем другие методы, например на расстоянии 50-60 футов от скважины или далее. Данные системы и способы позволяют также понять эффективность действий по гидроразрыву пласта в зоне дальнего поля при создании трещин со сложной геометрией.

Кроме того, данные, полученные с помощью систем и способов, описанных здесь, могут быть использованы для существенного улучшения моделирования трещиноватости, а также совершенствования проектирования гидроразрыва пласта и интенсификации притока.

Как правило, некоторые описания, изложенные здесь, сводятся к алгоритму, который хранится на машинных носителях. Алгоритм реализуется компьютером или процессором, например блоком обработки данных 32 и/или 48, обеспечивая операторов необходимыми выходными данными.

В поддержку излагаемых здесь описаний используются различные компоненты анализа, включающие в себя цифровые и/или аналоговые системы. Устройства, системы и способы, описанные здесь, реализуются в программном, встроенном и аппаратном обеспечении или в любой их комбинации. Устройства сдержат такие компоненты, как процессор, накопитель, память, вход, выход, линия связи (проводная, беспроводная, линия гидроимпульсной скважинной телеметрии, оптическая или иная), пользовательские интерфейсы, компьютерные программы, процессоры обработки сигналов (цифровые или аналоговые) и другие подобные компоненты (такие как резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности и другие), обеспечивающие эксплуатацию и анализ данных устройств, а способы, описанные здесь, высоко оценены в отрасли техники, к которой относится данное изобретение. Считается, что данные описания могут быть, но не обязательно, реализованы в сочетании с набором команд, исполняемых компьютерной программой, хранящейся на машиночитаемом носителе, включающем в себя: память (ПЗУ, ОЗУ), оптический диск (CD-ROM) или магнитный носитель (диски, жесткие диски), или любой другой тип, который при выполнении предписывает компьютеру реализовать способ по настоящему изобретению. Данные команды обеспечивают эксплуатацию оборудования, контроль, сбор и анализ данных и другие функции, которые сочтут уместными системный администратор, владелец, пользователь или другой персонал, в дополнение к функциям, приведенным в данном описании. Команды, исполняемые компьютером, могут представлять собой часть компьютерной системы или выполняться отдельно.

Специалистам, сведущим в данной области техники, понятно, что различные компоненты или технологии смогут обеспечить некоторые необходимые или полезные функции или признаки. Соответственно эти функции и признаки, необходимые для поддержки прилагаемой формулы изобретения и ее модификации, признаются, по существу, включенными как часть излагаемых здесь описаний и как часть описанного изобретения.

Поскольку изобретение описывалось со ссылкой на пример осуществления, то должно быть понятно, что могут быть сделаны различные изменения и могут быть использованы эквиваленты вместо элементов изобретения, без отступления от объема настоящего изобретения. Кроме того, специалисту в данной области техники очевидно, что вышеупомянутое изобретение может быть далее развито в нескольких вариантах путем адаптации конкретного инструмента, ситуации или материала к принципам изобретения без отступления от его основного объема. Таким образом, предполагается, что изобретение не ограничивается конкретным вариантом осуществления, описанным как наилучший способ осуществления настоящего изобретения, но что изобретение будет включать все варианты осуществления, попадающие в объем прилагаемой формулы изобретения.

Изобретение относится к акустическим исследованиям формации. Предложен способ оценки трещиноватости в формации, включающий в себя: размещение прибора акустического каротажа в обсаженной скважине в формации, при этом прибор акустического каротажа включает в себя многоэлектродный генератор звуковых колебаний и приемник звуковых колебаний; передачу акустического сигнала в ствол пробуренной скважины; измерение сигналов глубинной поперечной волны (DSW), генерируемых объемными поперечными волнами, отраженными в пласте в зоне дальнего поля пласта вокруг скважины; и оценку, по меньшей мере, места и ориентации трещиноватости в пласте на основании сигналов DSW. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Способ (60) оценки трещиноватости в формации (46), включающий в себя: размещение прибора акустического каротажа в обсаженной скважине в формации (46); прибора акустического каротажа, включающего в себя: многоэлектродный генератор звуковых колебаний (52) и приемник звуковых колебаний (54); передачу акустического сигнала в ствол пробуренной скважины (16); измерение сигналов глубинной поперечной волны (DSW), генерируемых объемными поперечными волнами, отраженными в пласте (12) в зоне дальнего поля пласта (12) вокруг скважины; и оценку, по меньшей мере, места и ориентации трещиноватости в пласте (12) на основании сигналов DSW.

2. Способ (60) по п.1, далее включающий в себя размещение устройства интенсификации притока в пробуренной скважине (16) и осуществление действий по гидравлическому разрыву пласта до размещения прибора акустического каротажа в обсаженной скважине (16).

3. Способ (60) по п.2, далее включающий в себя оценку действий по гидравлическому разрыву пласта на основании сигналов DSW и оценку места и ориентации трещиноватости.

4. Способ (60) по п.1, отличающийся тем, что способ применяется для оценки результатов до осуществления операции по гидравлическому разрыву пласта и после осуществления операции по гидравлическому разрыву пласта.

5. Способ (60) по п.1, отличающийся тем, что область пласта (12), окружающая пробуренную скважину, включает в себя: зону ближнего поля и зону дальнего поля; зону ближнего поля, включающую в себя зону, где отражаются и обнаруживаются поперечные упругие волны, и зону дальнего поля, простирающуюся за зону ближнего поля.

6. Способ (60) по п.5, отличающийся тем, что многоэлектродный генератор звуковых колебаний включает в себя кросс-дипольный передатчик и способ передачи, включающий в себя генерирование поперечных волн с ортогональной ориентацией в зоне дальнего поля и способ оценки свойств трещиноватости в зоне дальнего поля и параметров анизотропии пласта (12) в зоне дальнего поля.

7. Способ (60) по п.6, далее включающий в себя наведение кросс-дипольным передатчиком в пробуренной скважине поперечной упругой волны и оценку свойств трещиноватости и параметров анизотропии пласта (12) в зоне ближнего поля.

8. Способ (60) по п.1, далее включающий в себя создание модели трещиноватости пласта (12) на основе оценок места и ориентации трещиноватости.

9. Способ (60) по п.3, далее включающий в себя создание модели зоны интенсифицированного притока пласта (12); модели, включающей в себя свойства трещиноватости после гидроразрыва пласта, оцененные на основе сигналов DSW.

10. Устройство оценки трещиноватости в формации (46), включающее в себя:

прибор акустического каротажа, размещаемый в обсаженной скважине (16) в формации; прибор акустического каротажа, включающий в себя: многоэлектродный генератор звуковых колебаний и приемник звуковых колебаний; прибор акустического каротажа, осуществляющий передачу звуковых колебаний в ствол пробуренной скважины (16); измерение сигналов глубинной поперечной волны (DSW), генерируемых объемными поперечными волнами, отраженными в пласте (12) в зоне дальнего поля пласта (12) вокруг скважины (16); и

процессор, оценивающий, по меньшей мере, место и ориентацию трещиноватости в пласте (12) на основании сигналов DSW.

11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что прибор акустического каротажа размещается в обсаженной скважине (16) после размещения устройства интенсификации притока в пробуренной скважине (16) и осуществления действий по гидравлическому разрыву пласта, а процессор оценивает действия по гидравлическому разрыву пласта на основании сигналов DSW и дает оценку места и ориентации трещиноватости.

12. Устройство по п.10, отличающийся тем, что область пласта (12), окружающая пробуренную скважину (16), включает в себя: зону ближнего поля и зону дальнего поля; зону ближнего поля, включающую в себя зону, где отражаются и обнаруживаются поперечные упругие волны; и зону дальнего поля, простирающуюся за зону ближнего поля.

13. Устройство по п.12, отличающийся тем, что многоэлектродный генератор звуковых колебаний включает в себя кросс-дипольный передатчик, генерирующий поперечные волны с ортогональной ориентацией в зоне дальнего поля.

14. Устройство по п.13, отличающийся тем, что процессор оценивает свойства трещиноватости в зоне дальнего поля и параметры анизотропии пласта (12) в зоне дальнего поля.

15. Устройство по п.14, отличающееся тем, что кросс-дипольный передатчик наводит в пробуренной скважине (16) поперечную упругую волну, а процессор оценивает свойства трещиноватости и параметры анизотропии пласта (12) в зоне ближнего поля.