Способ определения интервалов заколонного движения жидкости в скважине Советский патент 1989 года по МПК E21B47/10 

1

Изобретение относится к исследованию разреза скважин геофизическими методами.

Цель изобретения - повышение точности определения интервалов зако- лонного движения жидкости в скважине.

На чертеже представлены термограм- мы для выделения заколонного перетока жидкости в скважине (кривая 1 снята в момент закачки флюида в пласты, кривая 2 - в момент его отбора, а кривая 3 изображает градиент разности термограмм).

Способ реализуют следующим образом.

Для выделения интервалов заколонного движения жидкости в скважине проводят спуск датчика температуры в- скважину и регистрируют распределение температуры по стволу скважины в момент закачки флюида в пласты, а вторую термограмму регистрируют при отборе в момент подхода температурного . возмущения кз зоны заколонного движения к датчику температуры, сопоставляют полученные термограммы и по наличию отрицательного градиента разности первой и второй термограмм в зумпфе скважины судят об интервале заколокного движения.

Возможность выявления интервала заколонного движения жидкости даже при наличии зоны охлаждения в зумпфе скважины обусловлена наличием отрицательного градиента разности первой и второй термограмм вследствие дроссельного разогрева (эффекта Джоуля- Томсона) жидкости, движущейся за колонной, приводящего к повышению температуры при изливе по сравнению

(caaJL

с температурой при закачке. Градиент разности температур T(z,, t)-Tg (z, ,t) в интервале перетока описывается зависимостью

ЈlliЈ.i tlllll м -ЈЈБ

-- -- .

К -MH-Z.)

М 2 ГЗ е

Н - расстояние до нулевого градиента от подошвы перфори- . Q рованного пласта;

Т3 - температура при закачке;

Ср - теплоемкость воды;

гс - радиус скважины;

d - коэффициент теплопередачи от потока воды;

15

А С

г

„.

L pH J ор А - механический эквивалент

работы;

р - плотность жидкости; Pv, - забойное и устьевое давления;

К 2Пг0о(/Ср С;

G - массовый расход жидкости.

Отсюда следует, что даже при отсутствии эффекта Джоуля-Томсона в интервале заколонного движения наблюдается отрицательный градиент разности температур при изливе и закачке.

Температурный сигнал от среды, находящейся за колонной, достигает датчика прибора через время, которое можно оценить, используя известную зависимость

1

- 2

Io(|Sfl Г/Го) -fin F«

„ilvMpJ

(1

«-

где Т - температура в скважине на

расстоянии г от ее оси; Т 0 - аномалия температуры за колонной;

го - радиус скважины;

F0 a«t/r20 - число Фурье;

а - температуропроводность воды

заполняющей ствол скважины; t - время;

рп - параметр, определяемый из уравнения

МРп) 0;

I0(ptlr/rc) и 1ДА,,) - функция Бесселя нулевого и первого порядка соответственно.

Поскольку средняя величина геотермического градиента составляет

0

5

Г 0,03°С/м, а точность привязки термограмм равна dh 1м, минимальную величину регистрируемой температурной аномалии за породой примем равной: 4Т dh-Г 0,03°С.

С другой стороны, задаваясь минимальной величиной регистрируемой в скважине температуры, равной 0,01°С, имеем, что минимальная величина отношения регистрируемой в скважине аномалии температуры к минимальной величине аномалии температуры за обсадной колонной составляет 0,01°С/ /0,03 0,33.

Определим расстояние, которое проходит температурный сигнал из области за колонной через цементное кольцо и воду, заполняющую обсадную колонну до датчика. Радиус датчика равен 2мм, обсадной колонны - 73 мм, радиус долота - 98,5 мм, радиус прибора - 14 мм. Тогда, если прибор прижат к обсадной колонне, минимальное расстояние от датчика до наружной поверхности цементного кольца г 98,5 - - 73 + 14 - 2 37,5 мм.

Ј 37А5 и

00 U

98,5

З8.чйз

0

5

5

0

5

0

чертежа1 при - 0,38 и учитывая эксго ч центриситет прибора и -- 0,33, наTO

ходим F0 0,03. Тогда время, необходимое для выдержки регистрации температурной аномалии при а 0,4 х10-3 м2/ч и гс 98,5 мм 0,0985 м будет равно: t Fe- r20 /а 0,03 (0,0985)2/0,4-10-3 г 0,73 ч или t 43 мин.

При заколонном движении жидкости непосредственно за обсадной колонной имеем .

Отношение r/re 12/73 «0,16. Из чертежа при г/г0 0,16 и учитывая, что прибор прижат к обсадной колонне и Т/Т0 0,33, находим F0 0,01. Тогда нижняя граница задержки времени равна t F0r§/a 0,01 (0,073)2/ /0,4 -Ю-3 0,13 ч.

Пример практической реализации способа приведен на чертеже.

Перфорированы пласты песчаников в интервалах глубин 1376-1378 м и 1384-138& м. Закачка воды в скважину осуществляется по колонне. Проведены исследования термометром и расходомером (РГД-5) с целью определения принимающих интервалов пластов и выявления закопанного движения жидкости. По данный расходометрии закачиваемую воду принимают оба перфорированных пласта. Верхний пласт прини- мает 18% объема закачиваемой в скважину воды. Остальная часть воды уходит в пласты через нижний интервал перфорации,( причем профиль приемистости здесь не указывает на присут- ствие заколонного движения вниз. Проведем интерпретацию термограммы, зарегистрированной во время закачки. Здесь четко определяется положение нижней границы ухода воды из скважи- ны в пласт. Положение этой границы соответствует глубине 1386 м. Распределение температуры в зумпфе скважины можно интерпретировать и как заколонное движение, и как охлажде- ние неперфорированного пласта, по которому прошел через данную скважину температурный фронт закачиваемой воды от соседней нагнетательной скважины. Основным.критерием определения заколонного движения в зумпфе является наличие отрицательного градиента разности температур, зарегистрированных во время закачки и излива- воды из скважины. На чертеже видно, что отрицательный градиент формируется ниже интервала перфорации, который указывает на наличие заколонного движения жидкости.

Формула изобретения Способ определения интервалов за- колонного движения жидкости в скважине , включающий спуск датчика температуры в скважину, регистрацию распределения температуры вдоль ствола скважины в режиме закачки и отбора жидкости с последующим сопоставлением полученных термограмм, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения интервалов заколонного движения жидкости, вторую термограмму регистрируют в момент подхода температурного возмуще-1 ния из зоны заколонного движения к датчику температуры и по наличию отрицательного градиента разности первой и второй термограмм в зумпфе скважины судят об интервале заколонного движения.

Изобретение относится к исследованию скважин геофизическими методами. Цель изобретения - повышение однозначности определения интервалов заколонного движения жидкости в скважине. Для выделения интервалов заколонного движения жидкости в скважине проводят двукратную регистрацию распределения т-ры по стволу скважины: первую в момент закачки жидкости в пласт, а вторую в момент подхода возмущающего температурного фронта из зоны заколонного движения к датчику т-ры. Возможность выявления заколонного перетока при наличии зоны охлаждения в зумпфе скважины обусловлена наличием отрицательного градиента разности первой и второй термограмм вследствие эффекта Джоуля-Томсона и ряда других. Приводится расчет времени подхода возмущающего температурного фронта к датчику т-р. 1 ил.