Способ контроля нефтегазонасыщенности пластов в обсаженных скважинах Советский патент 1987 года по МПК G01V3/00 E21B49/00 

13

Изобретение относится к способам контроля нефтегаэонасыщенности пластов-коллекторов за обсадной колонной в процессе эксплуатации скважины, конкретно - к электрическим методам контроля нефтегазонасыщенности пласта путем измерения кажущегося сопротивления пласта за обсадной колонной

Целью изобретения является повышение надежности определения характера, интенсивности и степени обводненности нефтегазоносных пластов в обсаженных сквйжинах в течение всего периода эксплуатации объекта без извлечения из скважины электропогружного насоса.

Фиксированная на колонне система электродов необходима для того, чтобы обеспечить возможность сопоставления результатов измерений удельного электрического сопротивления (УЭС) в одних и тех же точках на протяжении.

На фиг. 1 показана схема измерений удельного сопротивления в обсаженной скважине; на фиг. 2 - вариант схемы размещения фиксированных на колонне электродов в скважине, оснащенной электропогружным насосом; на фиг. 3- кривая кажущегося сопротивления (КС) в начальной стадии разработки пласта; на фиг. 4 - кривая КС для случая обнуления подошвы пласта; на фиг. 5 - кривая КС при наличии конуса обводнения; на фиг. 6 - кривая КС при наличии затрубного движения воды.

На фиг. 1 показаны обсадная колонна 1, цементный стакан 2, водоносный пласт 3, пласт 4 глины, нефтеносный пласт 5, забой скважины 6, генератор 7 переменного напряжения, заземленный электрод 8 (удаленный токовый электрод В потенциал-зонда), измерительное устройство 9,заземленный электрод 10 измерительного устройства (удаленный измерительный электрод N потенциал-зонда); токовый электрод 11 потенциал-зонда; измерительный электрод 12 М/ потенциал-зонда.

На фиг. 2 показаны измерительные электроды М,, Mj, Mj, и М 12 - 15 соответственно потенциал-зондов; токовые электроды А 11 и А 16 потенциал-зондов; погружной электронасос 17,уровень 18 жидкости в колонне, силовой кабель 19 погружного электронасоса; изоляционн ое покрытие 20 электрода.

На фиг. 3 показаны: кривая 21 КС, полученная потенциал-зондом меньшей

31312

Д1п1ны; крииая 27. КС ,получем 1ая потенциал-зондом )eй длины; точки 23 - 26, к которым приурочены результаты измгррния соответственно зондами: А.,М,; Л/j; Л М , и Л ,,N4.

На фиг. 4 показана обводненная часть 27 нефтеносного пласта; на фиг. 5 - конус 28 обводнения; на

0 фиг. 6 - зона 29 затрубной циркуляции воды.

Измерение кажущегося удельного сопротивления в обсаженной скважине основано на следующем. В скважину,

5 обсаженную колонной 1 и изолированную цементом стаканом 2 опущена система электродов. Токовый прижимной электрод А,11 питается через удаленный токовый электрод В 8 от источQ ника тока генератора 7 низкой (6. - 8 Гц) частоты (см.фиг.1). С помощью прижимного измерительного электрода М 12 измерительным устройством 9 регистрируется разность потенциалов

5 вдоль стенки колонны 1, за которой находится цементный стакан 2. Электроды устанавливаются так, чтобы охватить определенные пласты, например водоносный 3 и нефтеносный 5 (см.

0 фиг. 2).

Физическая основа измерений в обсадной скважине потенциал-зондами с прижимными электродами заключается в следующем. Через электрод А пропускают ток. Измеряемая разность потенциалов (и) по абсолютной величине тем больше, чем больше сила тока, стекающего в среду с погонной единицы дли)ы обсадной колонны. Если среда однородна, то разность потенциалов между двумя разнесенными по образующей точками приблизительно равна

0

dz2

где и потенциал точки колонны, а Z - ее координата по образующей

U

-:--7- Пропорциональна отношению удель- dz

ного сопротивления колонны к удельному сопротивлению пласта. В случае

очень большого сопротивления среды (порода насыщения нефтью) разность потенциалов -зП 0.

Известно соотношение для определения кажущегося удельного сопротивле-

ния, измеряемого в обсадной скважине с помощью потенциал-зонда,

Р.-РС. 4-- 13451

,LiJi i lil).ij.idIiiJ.i i4-jJ §iK(iI

iс A .V,jK,(A).I,()+(

I

COS (A- UdAJ,

е l(j(A); (x) - функция Бесселя

нулевого порядка первого и второго рода от мнимого аргумента; ХДЛ); К,(л) - функции Бесселя

первого порядка первого и второго ряда от мнимого . о - р аргумента;

П -с „

Яп удельное сопротивление пласта;

Jc Н а

20

Р(ч удельное сопротивление жидкости в скважине:

р. б-10 Ом. м - удельное сопротивление стали колонны; Н и а - толщина стенки и внутренний радиус колонны.

Численные оценки величин -разности потенциалов подтвердили возможность разделения сред с различающимися минимум в 2-3 раза удельными сопротивлениями.

На фиг. 2 показано размещение прижимных электродов в обсадной скважине при спущенном в нее электропог-руж ном насосе 17. Токовые электроды измерительных электродов 12-15 прижа ты к стенке колонны и закрыты снаружи изоляционным, резиновым покрытием 20, предохраняющим электрод от контакта с жидкостью в скважине. Это способствует уменьшению погрешности измерений.

Вся электродная система опускается в скважину на кабеле 19 и находится ниже уровня 18 жидкости в скважине. Измерительные электроды М - М. рас- полагаются против коллекторов. Таким образом можно осуществить регистрацию изменения потенциала вдоль стенки обсадной колонны,и тем самым периодически с требуемой частотой определить изменение удельного сопротивления , среды.

На фиг. 3-6 схематически изображены кривые кажущегося удельного соп

I

0

5

0

5

0 5

0 6

51

ротивления ВДО.ГП1 стенки колонны при различных формах н стадиях разработки продуктивных пластов; показаны точки расположения фиксированных электродов. На кривых показаны точки, к которым приурочены результаты намерения разными сочетаниями электродов и точки 23 (А,М), 24 (Л,Мг) 25 (, 26 (AjM). На фиг. 3-6 кривые 21 зарегистрированы зондами меньших длин, а кривые 22 - зондами больших длин.

На фиг. 3 дается кривая кажущегося удельного сопротивления против пластов-коллекторов в начальной стадии разработки. По конфигурации кривой видно, что против нефтеносного коллектора зондами разных длин получаются практически одинаковые значения кажущегося удельного сопротивления, .превышающего его значение против водоносного пласта.

В случае обводнения подошвы нефтеносного пласта в результате его эксплуатации на кривой кажущегося удельного сопротивления против обводненной части нефтеносного пласта наблюдается уменьшение значений удельного сопротивления (см. фиг. 4). Такое уменьшение имеет место независимо от длины применяемого потенциал- зонда. По конфигурации кривой можно путем сравнения с кривой удельного сопротивления, лолученной в начальной стадии разработки, оценить мощность обводненной части 27 нефтеносного пласта.

На фиг. 5 показаны кривые кажущегося удельного сопротивления при наличии конуса 28 обводнения в нефтеносном пласте при работающем насосе. В этом случае увеличение длины зонда (кривая 22) позволяет получить кривук с измененной конфигураций, по которой можно оконтурить конус 28 обводнения нефтеносного пласта.

Н-а фиг. 6 показаны кривые кажущегося удельного сопротивления против нефтеносного пласта при наличии затрубного движения воды. Интервал затрубного движения воды (зона 29) в нефтеносном пласте определяется по уменьшению абсолютных значений кажущегося удельного сопротивления против пласта по сравнению с его значением в начальной стадии разработки пласта. При увеличении длины зонда этот интервал характеризуется увеличением значений удельного сопротивления до величины, полученной на начальной стадии разработки гстаста.

Из приведенных схематических кривых видно, что измеряя кажущееся . удельное сопротивление в контрольных фиксированных точках,можно устанавливать изменения типа флюида, на- сьщающего пласт.за колонной.

Применение способа позволяет без изменения конструкции колонны следить за изменением нефтенасьпденности эксплуатационного объекта и тем самым обеспечивать оптимальный режим отбора продукта, что обеспечивает значительную экономию за счет снижения непроизводительных затрат на необоснованные ремонтные работы и сокращение доли воды в общем дебите скважины.

Формула изобретен и. я

Способ контроля нефтегазонасьпден- ности пластов в обсаженньпс скважинах, эксплуатируемых с помощью электропогружного насоса, состоящий в из мерении соединенными с измерительным устройством прижимными электродами на внутренней поверхности колонны разности потенциалов, обусловленной током прижимного электрода, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности контроля

путем оп1)ед«, характера, интенсивности и стр.пеии обродненности нефтегазоносных плпстов в обсаженных скважинах в течение всего периода эксплуатации объекта без извлечения из скважины электропогружного насоса, в заданных точках разреза в пределах продуктивных объектов устанавливают фиксированную на колонне систему изолированных от скважинной жидкости электро;1 .)в, образующих потенциал-зонды разной длины, охватывающие эксплуатируемый пласт и ряд

с прилегающих к нему коллекторов со стороны подошвы и кровли, через жилы кабеля электропогружного насоса подключают электроды к наземному измерительному устройству, последовательно

,. определяют кажущееся удельное сопротивление среды на разных фиксированных глубинах и при разных длинах зондов во время работы электропогружного насоса и после его остановки,

5 повторяют измерения через равные промежутки времени путем сопоставления результатов последовательных измерений определяют интервалы разреза с обводнением, путем сопоставления результатов измерения, полученных при работающем и выключенном насосе, определяют направление подхода воды к эксплуатируемому объекту и режим отбора.

0

г. /

ui.2

1345151 fnOM-M

Изобретение относится к способам контроля нефтегазонасыщенности пластов-коллекторов за обсадной колонной в процессе эксплуатации скважины. Более конкретно оно относится к электрическим методам контроля нефтегазонасьпценности пласта путем измерения кажущегося удельного сопротивления пласта за обсадной колонной. Целью изобретения является разработка способа контроля нефтегазо- насьщенности пластов в заданных точках эксплуатационных скважин без извлечения из скважины погружного насоса. В фиксированных точках колон- ны в пределах продуктивных объектов устанавливают фиксированную систему электродов, образующих последовательность потенциал-зондов. Систему электродов располагают так, чтобы она охватывала эксплуатируемый пласт и ряд прилегающих к нему коллекторов со стороны подошвы и (или) кровли. Систему электродов фиксируют путеь прижима их. к колонне, изолируют от скважинной жидкости и соединяют с жилами кабеля, питающего забойный электродвигатель. Подключают комбинации электродов, образующих длинные и корот.кИе потенциал-зонды, к жилам кабеля, последовательно определяют удельное сопротивление среды на разной глубине и при разных длинах зондов во время работы насоса и через несколько часов после его остановки. Повторяют измерения через промежутки времени, определяемые темпом отбора жидкости (например, через 10 - 30 дней), путем сопоставления результатов последовательных измерений определяют в каком интервале разреза произошло обводнение, путем сопоставления результатов измерения, полученных при работающем и отключенном насосе, определяют направление подхода воды к эксплуатируемому объекту и оптимальный режим отбора. 6 ил. i (Л со 4 СП СЛ

L

о

т

23

2«

О

О

п.

у7/7//л

. . I. ,, ,.

:: r-w v. .

Д

п

//I

Г-Г

h25

I

IS

I

/Z //////,

.З

п

J

г

Г

г7Л:

ч7//////А

Зч/

|25 U

iK

71

22

Я Pue.V

//////

л

о о

о

о /

/fЗх

о«

ff

Редактор А, Долинич

Составитель Е. Поляков

Техред М.Ходанич Корректор В.Бутяга

Заказ 4916/45Тираж 729Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4