Способ исследования разреза бурящихся скважин Советский патент 1989 года по МПК E21B47/10 

(21)4266855/23-03

(22)23.06.87

(46) 30.03.89. Бнш. № 12

(71)Специальное конструкторское бюро Газприборавтоматика Всесоюзного научно-производственного объединения Союзгазавтоматика

(72)С.Б.Киселев

(53)622.27 (088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 1281664, кл. Е 21 В 47/00, 1985.

X

(54)СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ РАЗРЕЗА БУРЯЩИХСЯ СКВАЖИН

(57)Изобретение относится к исследованию бурящихся нефтяных и газовых скважин. Цель - повышение достоверности выявления продуктивных пластов за счет устранения потерь геохимической информации и повышения точности определения приращения нефте- содержания промывочной жидкости (ГШ) на уровне фоновых значений. В процессе бурения скважины производят модуляцию скорости проходки с частотой tOg n (N+1).v/3H, где N - постоян- ньй козффи1;иент, v - средняя скорость движения ПЖ в затрубном пространстве, м-с ; Н - глубина скважи- ны, м. Среднее значение скорости поддерживают на уровне Т (N+1) v/6Kx , где К - постоянньиЧ коэффициент; о ; - средняя по глубине частота чередования пластов в продуктивной части разреза, м. Значение индекса модуляции сохраняют постоянным. Одновременно в ходе исследований измеряют текущие значения глубины скважины, средней скорости проходки и средней скорости движения ПЖ, Заданную полосу частот дсо ограничивают в пределах uW СО ±K-oi -U. На устье скважины регистрируют сигнал, пропорциональный нефтесодержаншо IDK. Полученныйсигнал подают на вход симметричного полосового фильтра с центральной частотой СО и шириной UCO полосы пропускания, равной 2K-6ij,.H, Выделенную спектральную составляющую, амплитуда которой пропорциональна приращению нефтесодер- жания, вызванного вскрытием продуктивного интервала, детектируют, интегрируют, регистрируют в функции истинных глубин в виде кривой нефте- проявлений.

t

1

Изобретение относится к изучению бурящихся нефтяных и газовых скважин, а именно к способам исследования их разреза путем определения геохимических параметров промывочной жидкости (ПЖ).

Цель изобретения - повышение достоверности выявления продуктивных пластов за счет устранения потерь геохимической информации и повышения точности определения прираще- . ния нефтесодержания ШК на уровне фоновьЕХ значений.

Сущность способа состоит в следу кяцем.

146911

Геохимические исследования разреза бурящихся скважин основаны на изучении пластового флюида и шлама, транспортируемых 1Ш. Процесс их пе- ремещения потоком ПЖ от забоя к устью скважины может рассматриваться как распространение геохимического сигнала по гидрогеохикнческой линии связи (ГГЛС). В случае переноса флюида геохимическим сигналом служит объемная концентрация в ПЖ нефти или газа - ее нефтегазосодержание. При этом в произвольньй момент t времени сигнал C(t) на выходе ГГЛС (устье скважины) может быть представлен в виде суммы полезного сигнала С,(t) и сигнала Co(t) помехи, т.е. как

C,Ct) C,(t) + Co(t).

(1)

Сигнал С,(t) обусловлен приращением нефтегазосодержания ПЖ, вызванным вскрытием скважиной нефтегазо- содержащего коллектора. Помеха Cg(t) порождена, в частности, присутствием в закачиваемой в скважину ПЖ нефти (газа) из пройденных интервалов раз- реза.

В обычных условиях спектральные плотности мощности G,CW) полезного сигнала и 0 (со) помехи практически совпадают и их частотное разделение невозможно.

Допустим, что в процессе бурения скважины осуществляется периодичес- кое изменение (модуляция) скорости проходки. При гармоническом характере изменений скорость проходки в этом случае описьшается зависи- мостью

(1+m sinWot)

где m U/U61 - индекс модуляции) u - девиация скорости проходки

относительно ее среднего значения U, м-с , - СО - частота модуляции, с Соответствующая указанным условиям спектральная плотность мощности сигнала

c(t)c,(t)+c :(t)-bc,(t) (3)

на выходе ГГЛС при постоянстве значения индекса т„ дается выражением Gj (CO)G,(U)+GT(W)+G(Q), W

.где G(«)m« с, (W-Uo)+G,() / cSeKTp высокочастотной составляюще

cr(t).

Сигнал Cj (t) содержит информацию о процессе C,(t), так как их спектры совпадают по форме (с точностью до постоянного множителя) и разнятся лишь положением на оси частот 03.

Для частотного разделения сигнала С Т (t) и помехи Cp(t) необходимо обеспечить выполнение условия, при котором их спектры не перекрьшаются. Последнее, как это следует из уравнения (4) с учетом того, что D 51,, где S2o - верхняя граничная частота в спектре G(w) , может быть приведено к виду

СОо Ь 2Q, ,

(5)

где Q, Koi-nU - верхняя граничная частота в спектре G, (о),с ; К - безразмерная постоянная

(обычно К 6,314); о4„- средняя по глубине частота чередования пластов в про- дуктивной части разреза,м . С другой стороны, для неискаженной передачи по ГГЛС сигнала С,(t) требуется, чтобы соблюдалось неравенство

Q , ,

(6)

де 1с T(N+1). V/2H - верхняя гра- . ничная частота полосы пропускания ГГЛС, с . j N - безразмерная постоянная

(обычно )i

средняя скорость движения ПЖ в затрубном пространстве, ;

Н - глубина скважины, м. Совместно рассматривая выражеия (5) и (6) можно прийти к вывоу что спектральное разделение сиг- аАов с : (t) и C,(t) на выходе ГГЛС (устье) скважины обеспечивается при выполнении условия

( 7(N+1)v/3H,(7)

которое накладывает ограничение вида

(N+1) v/6KodH Н (8) на значение средней скорости проходки .

Реализация способа заключается

в следующем.

Б процессе бурения скважины- тем или иным способом (например, путем соответствующего изменения нагрузки на долото) производят модуляцию ско- .рости проходки, с частотой tOo

li (N+1) v/ЗН, причем среднее значение скорости поддерживают на уровне, .удовлетворяющем условию (8), а значение индекса модуляции сохраняют постоянным (например, равным 1), Вместе с тем, для проверки выполнения указанного условия, а также определения по формуле (7J необходимой частоты модуляции в ходе ис- следований измеряют текущие значения глубины скважины, средней скорости проходки и средней скорости движения ПЖ. Заданную полосу частот ограничивают в пределах Л СО СОд + ± K-otj U. Одновременно на устье скважины регистрируют сигнал, пропорцио- нальньй нефтесодержанию ПЖ.

Полученный сигнал подают на вход симметричного полосового фильтра с центральной частотой СО и шириной д СО полосы пропускания, равной 2Koi U. Бьщеленную спектральную составляющую, амплитуда которой пропорциональна

значениям т и приращения нефтесодержания, вызванного вскрытием скважиной продуктивного интервала, детектируют, интегрируют, регистрируют в функции истинных глубин в виде кривой нефтепроявлений.

Пример. Для опробьшания способа проведены экспериментальные исследования в реальных условиях бурения скважины. Условия проведения эксперимента: oi-H 1 Н 1200- 1280 Mi V 0,5 м-с- ; К 6,314; N 7. Осуществляется принудительное гармоническое изменение скорости проходки при С0о (3,27...3,49) ; и 2,40 10 м С ., га, 1. Б резуль- тате зафиксировано вскрытие скважиной на глубине 1240 м нефтеносного пласта мощностью 4 м, что отмечается на кривой нефтепроявлений приращением нефтесодержания ПЖ, составляющем О, 1% при фоновом нефтесодержании 1,2%.

Изобретение может быть использовано и в том случае, когда в ходе

g 5

0

5

0

Б 0 5

146

исследований разреза контролируют газосодержание ПЖ.

Формула изобретения

Способ исследования разреза бурящихся скважин, включающий регистрацию нефтесодержания промывочной жидкости на выходе скважины и его привязку к глубине, выделение в заданной полосе частот спектральной составляющей, по значению амплитуды которой судят о приращении нефтесодержания, обусловленного вскрытием нефтеносного пласта, измерение текущих значений глубины скважины, средней скорости проходки и средней скорости движения промьшочной жидкости, о т- л и. чающийся тем, что, с целью повышения достоверности выявления продуктивных пластов за счет устранения потерь геохимической информации и повышения точности определения приращения нефтесодержания промьшочной жидкости на уровне фоновьк значений, производят модуляцию скорости проходки с частотой

СО, (N+1) V/3H,

где N - постоянный коэффищ1ент; V - средняя скорость движения промьшочной жидкости в за- трубном пространстве, м. Н - глубина скважины, м, поддерживают среднее значение скорости проходки на уровне, удовлетворяющем условию

и (N+l)- V/6K -oin H,

где К - постоянньй коэффициент;

средняя по глубине частота чередования пластов в продуктивной части разреза, м , поддерживают постоянным значение индекса модуляции, а заданную полосу частот ограничивают в пределах

ДОЗ QO ± K.oin U.