Способ определения местоположения проявлений или осыпей в скважинах Советский патент 1988 года по МПК E21B47/10 

4 4;:

о ьо

со

114А6290

относится к исследогазовых и других сквавозможно создание цири.

ения - повышение точия местонахождения осыпай в скважинах,

бражена скважина с зона определяемой глу10

ра не Из пр об В дв ем чт ре На до за жи зо хо

бине X; на фиг.2 и 3 диаграммы изменения плотности соответственно при определении приближенного и уточненного значения глубины проявлений или осыпей в скважинах.

Особенностью движущейся жидкости как канала связи является задержка информации на время, необходимое для перемещения жидкости, изменившей свои свойства от места-рзмене- ния-эткк свойств (например, забоя) д о места установки датчиков информации на дневной поверхности. Этот интервал времени .определяется выражением

V Q

L-S

(О

де V - объем затрубного пространства скважишз ; глубина бурения; расход жидкости на выходе из скважины;

коэффщщент кавернозности ствола, показывающий отношение действительной дпоща- ди или диаметра ствола скважины к номинальной S или D

L

Q. к

D,d

Отсюда

S 0,785(KD - d ); - диаметры ;долота и труб.

Qa „. S

(2)

Циркулирующей жидкостью бурении скважин может быть буровой раствор, вода, аэрированная ямд- кость, при эксплуатации скважин - нефть, конденсат; показателями раствора, которые способны фиксироваться датчиками и демонтироваться самописцами, - ппотность, электрическое сопротивление, содержание газа, осыпающиеся частицы породы.

При движении жидкости по кольцевому пространству мимо зоны притока.

0

5

0

5

0

5

0

расположенного на любой глубине, в нее поступает инородное вещество. Изменение подачи жидкости насосами приводит к изменению содержания в объеме жидкости инородного вещества, В результате жидкость делится на две части с различным их содержанием, а следовательно, и показателями, что могут зафиксировать датчики, определяющие показатели В жидкости, Находящейся над зоной проявлений до момента изменения расхода, пока затели отличны от показателей той жидкости, которая протекала мимо зоны гфоявлений после изменения расхода.

При изменении расхода по каналу связи подается сигнал в виде изменения показателей жидкости, В практике исследования гидротермических объектов применяют в основном скачкообразные и импульсные сигналы, а не синусоидальные, трапецеидальные и т,п,, т,е, плавно изменяющиеся, так как эксперименты с такими сигналами связаны с применением специальной аппаратуры и большими затратами времени на эксперимент, эксперименты со скачкообразными сигналами специальной аппаратуры не требуют.

Поэтому для исключения ошибки расход требуется менять именно скачкообразно, т,е. в течение одной или нескольких секунд, что по сравнению с временем одного цикла циркуляции раствора через скважину явится скачком или мгновенным изменением расхода.

Фиксируя на устье момент начала изменения расхода t , моменты времени

появления на устье

показателями, отличными от

лей ранее выходящего, динамику изменения этих свойств до момента стабилизации tj, определяют время Т с учетом времени транспортного запаздывания 2 ,

На основании выражения (2) определяют расстояние от устья скважины до зоны притока X,

На изменение показателей раствора во времени может оказать влияние изменение гидросопротивления потоку раствора в кольцевом пространстве в связи с изменением расхода, так как потери давления на устье пропорциональны расходы Sj.

РГ + р,

кп ;

Р

р

kn

-потери давления в трубах;

-потери давления в кольце-.

81,

п

вом пространстве,

2 13

J

LQiJ. rCD+c

L,( ()(D+d)

(3)

где X

коэффициент гидросопротивления;

р - ппотность жидкости в кольцевом пространстве; L, - длина труб с различными диаметрами.

Изменение потерь давления от места проявления до устья скважины повлечет изменение дебита притока (например, при водопроявлении) с некоторым запазданием. Изменение дебита приведет к изменению содержй- ния инородного агента (впды) в потоке раствора после изменения расхода. Из-за этого фиксируемая кривая показатель раствора - время может быть ступенчатым на участке монотонного повышения величины показателя, что не позволит определить точку перегиба, а следовательноj внесет ошибку в определение.

Поэтому для повышения точности определения местонахождения проявлений или осыпей S скважинах согласно предлагаемому способу после изменения расхода определяют приближенно глубину проявления, а затем рассчитывают величину необходимого противодавления потоку жидкости, на уст|ае скважины, равную гидропотерям в кольцевом пространстве от места проявления до устья, и повторяют измерение, но при этом искусственно создают противодавление.

Ввиду того, что изменение противодавления, вызванное изменением расхода, может повлечь изменение дебита повторное измерение производят после стабилизации-дебита пласта.

Способ осуществляют следующим образом.

На вход 1 скважины поступает жидкость с расходом Q, и показателем р, На выходе 2 из скважины расходомером 3 контролируется расход и прибором А - величина показателя р раствора. После проявления выходящий из скважины раствор изменяет свои свойства, т,е, показатель становится равным р1, расход Q;,, Дифференциальный

А62904

расход q ( Q,, Это означает начало проявления.

Изменяют подачу раствора насосами с Q, на Q, например отключением одного из двух работающих насосов, и в то же время начинают фиксировать в.ремя, измеряют расход выходящего раствора Q, которое должно быть

10 QJ Ч После этого фиксируют время t начала изменения показателя, t, - стабилизации показателя, В случае увеличения дебита пласта за этот промежуток времени расчет становит15 ся невозможным. Поэтому Т t - t,. Определяют по формуле приближенную глубину проявления х .

Затем вновь подают -раствор с подачей QJ, рассчитывают гидропотери

2Q в .кольцевом пространстве от места проявления до устья,

Дпя некоторого сочетания диаметров труб и скважины на длину интервала 1000 м и рассчитанные гидропо25 тери ДР представлены в таблице

35

Через некоторое время Т повторяют операцию, но на устье создают противодавление, равное гидропотерям в кольцевом пространстве с глубины 40 х до устья, В этом случае гидродинамическое воздействие на штаст минимально или исключается, поэтому возможно определение Z по кривой, в которой не имеется скачков, роста 45 показателя от р. Я° РЗ ° времени t - до t. На основании этого рассчитывают и Т и уточненное значение глубины проявления X,

0

Пример, В скважине (D

215,9 мм, d 127 мм, К « 1,07) при глубине нахождения долота 2000 м при промывке водой р, 1,0 г/см i началось проявление соленой водой, на что указал дифференциальный расход q Qi - Q, 0,А2 м /мин, Ппотность р2 стала равной 1,03 г/см. Отключили один насос и расход на выходе стал Qi « 2,А м /мин, через

5 мин - 2,6 м /мин, т.е. дебит пласта увеличился. Запись диаграммы на плотномере представлена на фиг,2, По истечении 13 мин гшотность стала изменяться и стабилизировалась че- рез 12 мин на значении р, 1,09 г/с Приблизительно определяют глубину пройвления

2,4 13 07785 7ТТ07 072Т59 - 07Т27 )

1181,8 м.

Рассчитьшают уточнение давления в кольцевом пространстве в связи с изменением расхода. По данным в таблице оно равно

,Р о.з|.П|..| . „., .,

Вновь восстанавливают первоначальную подачу подключением второго насоса, выжидают пока Qj. Q i - 0,42 м /мин, т.е. дебит пласта стабилизировался на первоначальном значении и повторяют опера1;ию. Запись диаграммы на ппотномере пред- , ставлена на фиг.З. Проводя касательную в точке перегиба, находят 0,6 мин.

Рассчитьшают

у 2j,4(13

(1,07-0,0466 - 0,01бГ).0,785

35

1236

м.

В случае применения предлагаемого способа для определения места прито- ка инородного вещества в эксплуатационной скважине скачок дебита можно осуществить заменой штуцера на устье скважинь:.

Точность определения места зон

притока инородных веществ в скважину можно повысить повторным изменением расхода, а также одновременным измерением нескольких физических свойств раствора (плотность, температура, концентрация и т.п.).

0

5

0

5

0

35

0

5

Q

При использовании предлагаемого способа по сравнению с известным возможно получение необходимой информации без остановки основного технологического процесса, не требуется сложной аппаратуры для проведения измерений, так как все воздействия и измерения осуществляются техническими средствами, участвукшщми в основном технологическом процессе, давление температура в скважине не накладывают ограничений на применение указанного метода, так как все измерения проводятся на устье. Кроме того, предлагаемый способ может использоваться в автоматизированных и автоматических системах управления технологическими операциями в бурении и нефтедобыче.

Формулаизобретения

Способ определения местоположения проявлений или осыпей в скважинах, включающий подачу жидкости в колонну труб, измерение расхода и покавателей подаваемой и выходящей из кольцевого пространства скважины жидкости, определение времени движения жидкости с измененными показателями по кольцевому пространству до устья и определение глубины проявлений или осыпей, отличающий- с я- тем, что, с целью повышения точ- точности определения, изменяют скачкообразно подачу жидкости, определя- ют время от момента изменения подачи жидкости до выхода ее с измененными показателями, определяют глубину проявлений или осыпей, по которой устанавливают потери давления в кольцевом пространстве от места проявлений или осыпей до устья, устанавливают первоначальную подачу жидкости, повторно меняют ее скачкообразно по истечении времени, превьшающего время стабилизации дебита пласта, создают на устье противодавление, равное потерям давления, и определяют уто чненное значение глубины проявления или осыпи.

:

Г

Л

Изобретение относится к исследованию нефтяных и газовых скважин. Цель изобретения - повьппение точности определения. Подают жидкость в колонну труб. Измеряют расход и показатели подаваемой и выходящей из кольцевого пространства скважины жидкости. Изменяют скачкообразно подачу жидкости. Измеряют ремя от момента изменения подачи жидкости до выхода ее с измененными показателями. Определяют глубину проявлений или осыпей, по которой устанавливают потери давления в кольцевом пространстве от места проявлений до устья. Устанавливают первоначальную подачу жидкости. Повторно меняют : скачкообразно подачу по истечении времени, превышающего время стабилизации дебита пласта. Создают на устье противодавление, равное потерям давления. Определяют значение глубины проявления или осыпи. Использование данного способа позволяет получать необходимую информацию без остановки основного технологического процесса, 3 ил.,1 табл. ю (Л

fz

t

j -

Hi

Фиг.1

W7 105 - Ш Ш

0 z б 8 10 12 т 16 18 го гг 2 t.Mun

фиг.д