Способ определения заколонного перетока жидкости в добывающих и нагнетательных скважинах Российский патент 2023 года по МПК E21B47/103 

Изобретение относится к области геофизического контроля за разработкой нефтяных месторождений, в частности, контроля технического состояния действующих скважин, оборудованных обсадной металлической колонной, и может быть использовано для определения наличия движения жидкости в пространстве за обсадной колонной (заколонного перетока жидкости) в добывающих и нагнетательных скважинах.

Известны способы определения интервалов заколонного движения жидкости в нагнетательных скважинах, включающие регистрацию серии термограмм вдоль ствола скважины (а.с. SU 665082, МПК Е21В 47/10, опубликовано 30.05.1979 г.; а.с. SU 933964, МПК Е21В 47/00, 47/06, опубликовано 07.06.1982 г.; а.с. SU 1476119, МПК Е21В 47/10, опубликовано 08.04.1987 г.; патент RU 2121572, МПК Е21В 47/00, 47/10, 47/06, опубликован 10.11.1998 г.).

Недостатком известных способов является неоднозначность в определении интервала заколонного перетока вследствие неопределенности интервала времени, в течение которого необходимо проводить регистрацию термограмм.

Известен способ определения заколонного движения жидкости в нагнетательной скважине, 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 (патент RU 2171373, МПК Е21В 47/10, опубликован 27.07.2001 г.).

Недостатком известного способа является низкая достоверность определения заколонных перетоков при небольшом расходе закачиваемой жидкости, а также при низком расходе жидкости в пространстве за обсадной колонной вследствие малости температурных аномалий, создаваемых в процессе закачки.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому изобретению является способ активной термометрии действующих скважин, включающий проведение серии временных замеров температуры с последующим сопоставлением полученных термограмм в процессе работы скважины и определение характера движения флюида по темпу изменения температуры; регистрацию изменения температуры проводят в течение времени после кратковременного локального нагрева обсадной колонны на некотором удалении по глубине от датчика температуры и о характере движения флюида судят по темпу возрастания температуры (патент RU 2194160, МПК Е21В 47/06, опубликован 10.12.2002 г.).

Недостатком известного способа является снижение достоверности определения заколонных перетоков при увеличении притока жидкости из работающего пласта и соответственно расхода жидкости в стволе скважины, поскольку в этом случае регистрируемая температура определяется в основном тепловыми процессами, связанными с работающим пластом.

Задачей изобретения является снижение эксплуатационных затрат в процессе разработки нефтяных месторождений благодаря повышению достоверности определения заколонных перетоков жидкости в добывающих и нагнетательных скважинах.

Технический результат заключается в повышении точности определения заколонных перетоков жидкости за счет регистрации температуры в точке максимального её изменения в процессе индукционного нагрева.

Данная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что в способе определения заколонного перетока жидкости в добывающих и нагнетательных скважинах, включающем регистрацию температуры в обсадной колонне до и после ее кратковременного локального индукционного нагрева, в отличие от прототипа проводят кратковременный локальный индукционный нагрев участка обсадной колонны ниже перфорированных пластов в остановленной скважине, после чего регистрируют изменение температуры во времени в середине нагреваемого участка, далее осуществляют пуск скважины в работу в режиме отбора или закачки жидкости и также проводят кратковременный локальный индукционный нагрев того же участка обсадной колонны и регистрацию изменения температуры в середине нагреваемого участка, затем сопоставляют кривые изменения температуры во времени, полученные в остановленной и работающей скважине, при этом о наличии заколонного перетока судят по снижению максимальной температуры в точке регистрации и повышенному темпу изменения температуры во времени в работающей скважине по сравнению с остановленной.

Эффективность предлагаемого способа определения заколонного перетока жидкости обусловлена использованием замеров как в остановленной, так и в работающей скважине. В остановленной скважине заколонный переток жидкости отсутствует как в обсадной колонне, так и в пространстве за обсадной колонной. После пуска скважины в работу в режиме отбора или закачки жидкости ниже перфорированных пластов движение жидкости в обсадной колонне отсутствует, в этой связи различный характер поведения температуры после кратковременного локального индукционного нагрева в работающей скважине по сравнению с остановленной может быть связан исключительно с заколонным перетоком жидкости. Кроме того, в предлагаемом способе выполняется регистрация изменения температуры в середине нагреваемого участка обсадной колонны. В этой точке достигается максимальное изменение температуры в процессе индукционного нагрева, и достоверность определения заколонного перетока жидкости будет также максимальной. При этом наличие заколонного перетока жидкости приводит к снижению максимальной температуры в точке регистрации и повышенному темпу изменения температуры во времени по сравнению с отсутствием заколонного перетока вследствие отвода тепла из участка индукционного нагрева жидкостью в пространстве за обсадной колонной, формирующей заколонный переток.

Способ осуществляют следующим образом:

1. В остановленной скважине проводят кратковременный локальный индукционный нагрев участка обсадной колонны ниже перфорированных пластов.

2. Осуществляют регистрацию изменения температуры во времени в середине нагреваемого участка.

3. Осуществляют пуск скважины в работу в режиме отбора (добывающая скважина) или закачки (нагнетательная скважина) жидкости.

4. Проводят кратковременный локальный индукционный нагрев того же участка обсадной колонны, что и в остановленной скважине, после чего регистрируют изменение температуры во времени в середине нагреваемого участка.

5. Сопоставляют кривые изменения температуры во времени, полученные в работающей и остановленной скважинах, о наличии заколонного перетока жидкости судят по расхождению кривых, а именно снижению максимальной температуры в точке регистрации и повышенному темпу изменения температуры во времени в работающей скважине по сравнению с остановленной.

Пример осуществления способа в добывающей и нагнетательной скважинах проиллюстрирован схематически на фиг. 1-3. На фиг. 1 и 2 приняты следующие условные обозначения: 1 – пространственное положение в скважине комплексного прибора, включающего индукционный нагреватель и датчик температуры, в режиме индукционного нагрева (в положении 1 комплексный прибор осуществляет индукционный нагрев, при этом регистрация температуры не проводится), 2 – пространственное положение в скважине комплексного прибора в режиме регистрации температуры (в положении 2 комплексный прибор осуществляет регистрацию температуры, при этом индукционный нагреватель отключен), 3 – продуктивный перфорированный пласт, 4 – неперфорированный пласт (источник заколонного перетока жидкости), 5 – герметичное пространство за обсадной колонной без заколонных перетоков жидкости, 6 – негерметичное пространство за обсадной колонной, в котором происходит заколонный переток жидкости, 7 – интервал перфорации, горизонтальными штриховыми линиями показаны границы участка индукционного нагрева. На фиг. 3 приняты следующие условные обозначения: 1 – изменение температуры во времени в точке регистрации в отсутствие заколонного перетока жидкости, 2 – изменение температуры во времени в точке регистрации при наличии заколонного перетока жидкости.

В добывающей скважине осуществляют спуск в скважину комплексного прибора, включающего индукционный нагреватель и датчик температуры, ниже перфорированного пласта (3 на фиг. 1), далее проводят кратковременный (например, длительностью 30 мин) локальный индукционный нагрев участка обсадной колонны в остановленной скважине (1 на фиг. 1), после чего изменяют положение комплексного прибора таким образом, чтобы датчик температуры переместился в середину нагреваемого участка (2 на фиг. 1). Осуществляют регистрацию изменения температуры во времени (1 на фиг. 3) в середине нагреваемого участка.

Далее осуществляют пуск скважины в работу в режиме отбора жидкости, при этом жидкость из перфорированного пласта через интервал перфорации (7 на фиг. 1) поступает в ствол скважины и далее движется вверх, к устью скважины (на фиг. 1 не показано). Через негерметичное пространство за обсадной колонной (6 на фиг. 1) из неперфорированного пласта (4 на фиг. 1) происходит заколонный переток жидкости к интервалу перфорации, далее эта жидкость поступает в ствол скважины и движется к устью вместе с жидкостью из перфорированного пласта. В работающей скважине изменяют положение комплексного прибора таким образом, чтобы он переместился в первоначальное положение (1 на фиг. 1). Проводят кратковременный локальный индукционный нагрев того же участка обсадной колонны, что и в остановленной скважине, после чего изменяют положение комплексного прибора и регистрируют изменение температуры во времени (2 на фиг. 3) в середине нагреваемого участка (2 на фиг. 1), то есть в той же точке регистрации, что и в остановленной скважине.

Далее сопоставляют кривые изменения температуры во времени (фиг. 3), полученные в работающей и остановленной скважинах, о наличии заколонного перетока жидкости судят по расхождению кривых: снижению максимальной температуры в точке нагрева (с 54 до 52°С) и повышенному темпу изменения температуры во времени в работающей скважине по сравнению с остановленной. При наличии заколонного перетока жидкости уже через 4 мин после начала регистрации температура снижается до первоначальной температуры 50°С, в отсутствие заколонного перетока жидкости даже через 10 мин после начала регистрации температура составляет 50.3°С и продолжает снижаться к первоначальной.

В нагнетательной скважине способ реализуется аналогичным образом. Осуществляют спуск комплексного прибора в скважину ниже перфорированного пласта (3 на фиг. 2), далее проводят кратковременный (например, длительностью 30 мин) локальный индукционный нагрев участка обсадной колонны в остановленной скважине (1 на фиг. 2), после чего изменяют положение комплексного прибора таким образом, чтобы датчик температуры переместился в середину нагреваемого участка (2 на фиг. 2). Осуществляют регистрацию изменения температуры во времени (1 на фиг. 3) в середине нагреваемого участка.

Далее осуществляют пуск скважины в работу в режиме закачки жидкости, при этом закачиваемая жидкость через интервал перфорации (7 на фиг. 2) поступает в перфорированный пласт (3 на фиг. 2). Одновременно через негерметичное пространство за обсадной колонной (6 на фиг. 2) происходит заколонный переток жидкости из интервала перфорации к неперфорированному пласту (4 на фиг. 2). В работающей скважине изменяют положение комплексного прибора таким образом, чтобы он переместился в первоначальное положение (1 на фиг. 2). Проводят кратковременный локальный индукционный нагрев того же участка обсадной колонны, что и в остановленной скважине, после чего изменяют положение комплексного прибора и регистрируют изменение температуры во времени (2 на фиг. 3) в середине нагреваемого участка (2 на фиг. 2), то есть в той же точке регистрации, что и в остановленной скважине.

Далее сопоставляют кривые изменения температуры во времени, полученные в работающей и остановленной скважинах (фиг. 3), о наличии заколонного перетока жидкости судят по тем же признакам, что и в добывающей скважине.

Таким образом, заявляемое изобретение позволяет обеспечить достоверное определение заколонных перетоков жидкости в добывающих и нагнетательных скважинах, а своевременная ликвидация заколонных перетоков на основании полученной информации позволяет сократить эксплуатационные затраты и повысить эффективность разработки нефтяных месторождений.

Изобретение относится к области геофизического контроля за разработкой нефтяных месторождений, в частности контроля технического состояния действующих скважин, оборудованных обсадной металлической колонной. Техническим результатом является повышение точности определения заколонных перетоков жидкости за счет регистрации температуры в точке максимального её изменения в процессе индукционного нагрева. Заявлен способ определения заколонного перетока жидкости в добывающих и нагнетательных скважинах, включающий регистрацию температуры в обсадной колонне до и после ее кратковременного локального индукционного нагрева. В частности, проводят кратковременный локальный индукционный нагрев участка обсадной колонны ниже перфорированных пластов в остановленной скважине, после чего регистрируют изменение температуры во времени в середине нагреваемого участка. Далее осуществляют пуск скважины в работу в режиме отбора или закачки жидкости и проводят кратковременный локальный индукционный нагрев того же участка обсадной колонны и регистрацию изменения температуры в середине нагреваемого участка. Затем сопоставляют кривые изменения температуры во времени, полученные в остановленной и работающей скважине. О наличии заколонного перетока судят по снижению максимальной температуры в точке регистрации и повышенному темпу изменения температуры во времени в работающей скважине по сравнению с остановленной. 3 ил.

Способ определения заколонного перетока жидкости в добывающих и нагнетательных скважинах, включающий регистрацию температуры в обсадной колонне до и после ее кратковременного локального индукционного нагрева, отличающийся тем, что проводят кратковременный локальный индукционный нагрев участка обсадной колонны ниже перфорированных пластов в остановленной скважине, после чего регистрируют изменение температуры во времени в середине нагреваемого участка, далее осуществляют пуск скважины в работу в режиме отбора или закачки жидкости и проводят кратковременный локальный индукционный нагрев того же участка обсадной колонны и регистрацию изменения температуры в середине нагреваемого участка, затем сопоставляют кривые изменения температуры во времени, полученные в остановленной и работающей скважине, при этом о наличии заколонного перетока судят по снижению максимальной температуры в точке регистрации и повышенному темпу изменения температуры во времени в работающей скважине по сравнению с остановленной.