Способ каротажа нефтяных скважин Советский патент 1987 года по МПК G01V1/44 

Изобретение относится к геофизическим методам исследования нефтяных коллекторов, ttopoBoe пространство которых заполнено водонефтяной эмульсией.

Целью изобретения является повышение достоверности способа путем измерения параметрических зависимостей, однозначно связанных с наличием эмульсии в коллекторе.

На фиг.t показана схема реализации способа; на фиг.2 - спектральные характеристики.

Способ осуществляют следующим образом.

Электроакустический каротажный зонд 1 перемещают вдоль стенок скважины с постоянно заданной скоростью на одножильном бронированном кабеле 2. По кабелю от источника постоянного тока подается электрический ток мощностью 1 кВт. В зонде постоянный ток преобразуют генератором качающейся частоты. Преобразовательный ток проникает в пласт через электроды 3-5. Таким образом, возбуждают упругие колебания диспергированного вещества, Оптимальное расстояг ние между электродами 3 и 4 составляет 3-4 м вследствие быстрого затухания акустических волн с одной стороны и необходимостью преодоления зоны кольматации с дрзтой, В случае, если задачей является выявление глубины зоны кольматации, расстояние между электродами 3 и 4 может быть переменным. Вторичное возбуждение водонефтяной эмульсии фиксируют датчиками 5 упругих колебаний и через усилитель По кабелю подают в каротажную станцию. Интерпретация геофизических данных поясняется графическим изображением на фиг.2, где приведены функции зависимости А F (2 3t f) , где А - амплитуда электрических колебаний, измеренная на входе датчика упругих колебаний f - частота электрического поля.

Появление акустических резонансных спектров на частотах 850-900 Гц (пик 6 на фиг.2) свидетельствует о наличии нефти в пласте-коллекторе. Резонансный спектр 7 (фиг.2) на частоте 32 кГц также свидетельствует о наличии нефти в пласте. Пик 8 на фоне размазанного спект- ра позволяет предположить о существовании зоны кольматации прискважин

5

ного пространства. В данном случае однозначное выделение степени кольматации прискважинного пространства возможно путем увеличения расстоя- ния между задающими электродами 3 и 4, при этом сохранение пика при

расстоянии между задающими электродами, равном 20 м, с достаточной степенью достоверности свидетельствует о нефтяном происхождении пика. Отсутствие резонансного спектра на частотах менее 5 кГц и появление резонансных спектров на частотах 18 кГц (пик 9 на фиг.2) интерпретируется как кольматация прискважинного пространства. Если с увеличением расстояния между электродами 3 и 4 спектр пропадает, то глубину кольматации скважины следует принимать равной 1/3 расстояния между электродами 3 и 4.

В предлагаемом способе о наличии нефти судят по появлению резонансных акустических спектров на частотах до 5 кГц„ с достаточной степенью достоверности - появлению акустических спектров на частотах свыше 5 кГц. Определяют характер зоны кольматации по появлению резонансных спектров на частотах свыше 5 кГц.

Нефть в коллекторах находится в диспергированном виде. Наложение переменного электрического поля на эмульсию нефти в воде дисперсная фа за - нефть, дисперсионная среда - пластовая вода приводит к колебательным движениям эмульгированного вещества (нефти), а также к изменению линейных размеров и формы неф0

тяных капель..

Релаксацию нефтяных капель целесообразно разделить на две группы:

1.Релаксация без изменения реологических свойств капель - электрофо- ретическая. Скорость релаксации лимитирована силами электростатического взаимодействия.

2.Релаксация с изменением реологических свойств нефти - скорость релаксации лимитирована силами гидро,динамического взаимодействия. Поступательное движение нефтяных капель вызьшается: их электрофоретическим сдвигом и возникновением взаимодействия между каплей и ее ионной атмосферой. Частота собственных колебаний эмульсии зависит от времени ре0

5

0

5

лаксации ионной атмосферы. Резонанс- ные частоты, обусловленные указанным механизмом колебательных движений, ожидаются на частотах свыше 5 кГц..

Частота экспериментально установленной дисперсии составляет 36 кГц.

Перераспределение зарядов в электрическом поле на границе раздела нефть-пластовая вода приводят к возникновению градиента поверхностного натяжения, который компенсируется изменением радиусов кривизны учасков капли. Для сферических частиц о степени вытянутости капли в электри- ческом поле можно судить, измеряя ее эксцентриситет.

Соотношение для малых капель подтверждено экспериментально изменением расклинивающего давления, обус- ловленного электроосмотическим вхождением воды между нефтью и породой, что приводит к увеличению толщины сольватной оболочки, а также гидродинамическому давлению на торцовой поверхности капель, вызванные электросмотическим потоком пластовой воды.

Время принятия каплей первоначальной формы (при снятии электрического поля) зависит от эластичности систе- мы. Эластичность системы возрастает с ростом поверхностной активности вещества. Эластичность нефтяной эмульСпособ каротажа нефтяных скважин, включающий непрерывное перемещение скважинного прибора, возбуждение и прием в скважине упругих колебаний, отличающийся тем, что, с целью повьвнения достоверности спосии составляет 1-10 м/н. Такое значение соответствует упругому типу 35 соба путем измерения параметрических деформации, а скорость релаксации находится в области низких акустических частот, характерных для релаксации

с наличием эмульсии в коллекторе, упругие колебания диспергированного вещества возбуждают переменным электгидродинамического типа.

Таким образом, в процессе наложения переменного электрического поля капля нефти совершает поступательные колебательные движения, изменяет длину и форму, становясь вторичным

излучателем акустических волн. При совпадении частоты электрического пля с собственной частотой колебаний нефтяной эмульсии возникает механический упругий резонанс, которому присущ спектр, вызванный различными физическими причинами, вызывающими колебания различных размеров капель Все резонансные спектры, связанные с изменением реологических свойств капель, лежат в области низких час- тат и возникают только в двухфазных системах с границей раздела жидкость-жидкость, что является прямым поисковым признаком наличия нефти в коллекторе.

Электрофоретический резонансный эффект, возникаю1Щй также на границе раздела твердое тело-жидкость, не является прямым поисковым признаком наличия нефти, но резонансные частоты, связанные с этим эффектом, лежат в ультразвуковых областях, я вляясь показателем наличия дисперсной фазы в коллекторе.

Формула изобретения

Способ каротажа нефтяных скважин, включающий непрерывное перемещение скважинного прибора, возбуждение и прием в скважине упругих колебаний, отличающийся тем, что, с целью повьвнения достоверности способа путем измерения параметрических

соба путем измерения параметрических

с наличием эмульсии в коллекторе, упругие колебания диспергированного вещества возбуждают переменным электрическим полем, изменяют частоту переменного электрического поля от 10 Гц до 5 кГц, а о наличии нефти судят по появлению резонансных акустических спектров на частотах ниже

5 кГц.

:;-: I

t:../. ;-.

I-5. V :;;:.::

. : . : |. .-..-:.

l-r-. rk---, .. I-.... .

|4 ;;:..

Фиг.1

0.

10.

-za

1

/(

7v x

.JMl

2

,-3r

,T«

Изобретение относится к геофизическим методам исследования нефтяных коллекторов, поровое пространство которых заполнено водонефтянсгй эмульсией 1 Целью изобретения нефтяных скважин является повышение достоверности способа измерения параметрических зависимостей, однознач-. но связанных с наличием эмульсии в коллекторе. Поставленная цель достигается тем, что возбуждают упругие колебания диспергированного вещества в скважине переменным электрическим полем. Частоту переменного электрического поля изменяют от 10 до 5 кГц, По появлению резонансных акустических спектров на частотах ниже 5 кГц судят о наличии нефти в коллекторе. В процессе наложения пере- менного электрического поля капля нефти совершает поступательные колебательные движения, изменяет длину и форму, становясь вторичным излучателем акустических волн. При совпадении частоты электрического поля с собственной частотой колебаний нефтяной эмульсии возникают механические упругие резонансы, спектры которых, связанные с изменениями реологических свойств капель, лежат в области низких частот и возникают только в двухфазных системах с границей раздела жидкость - жидкость, что является прямым поисковым признаком наличия нефти в коллекторе. 2 ил. (Л кр . 00 Сд (Х СО

ff- -/0--a

//7

425yg.f