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

1

. Изобретение относится к исследованию буровых скважинs а именно к способам изучения разреза скважин, бурящихся на нефть и газ, основанным на определении геохимических свойств промывочной жидкости.

Целью изобретения является повышение точности количественной оценки фильтрационно-емкостных характеристик нефтегазоносных пластов и уменьшение затрат на исследование.

Геометрические исследования разреза бурящихся скважин базируются на изучении пластового флюида и шлама, транспортируемых промывочной жидкостью. Процесс их перемещения потоком промывочной жидкости от забоя к устью скважин может рассматриваться как распространение геохимического сигнала по гидрогеохимической линии связи. В случае переноса флюида геохимическим сигналом служит объемная концентрация в промывочной жидкости свободной нефти (газа), а при транспорте шлама - объемная концентрация в промывочной жидкости материального носителя (связанного в порах шлама флюида, битума, определенного минерала и т.п.) характеристики разреза (нефте-, газо-, битумосодержания пород, их минерального состава и т.д.), подлежащей определению.

Спектральная плотность G 1(u) сигнала на входе гидрогеохимической линии связи (забое скважины) описывается выражением

С , (ы) 6 2

н U

UHU)J+U)2

(О

где

А

дисперсия амплитуды сигнала; средняя по глубине частота чередования пластов в продуктивной части разреза, м1; U - скорость проходки, м-с 1 ; to - круговая частота, . Использование зависимости (1) с учетом влияния основных гидродинамических процессов, происходящих в турбулентном потоке промывочной жидко- сти, движущемся по затрубному пространству, позволяет показать, что максимальная частота wc в спектре сигнала на выходе гидрогеохимической линии связи (устье скважины) является функцией обобщенного параметра бурения

ц rfMUV/(1-И/N) Q, (2)

где V - объем затрубного пространства, м3 ; N - безразмерная постоянная

(обычно принимают N 7); Q - объемный расход промывочной

жидкости, . В пределах наиболее вероятного диапазона изменения параметра ц , . когда 04 1 410, с достаточной для практических расчетов точностью указанная зависимость может быть представлена в виде

(л)с - U a e

-ЬУг

(3)

где a, b - безразмерные постоянные,

которые принимают значения а 6,37, b 0,59 для случая, когда геохимический сигнал порожден присутствием в промывочной жидкости свободного пластового флюида, иа 2,74 b 0,84, когда сигнал обусловлен наличием в промывочной жидкости бурового шлама.

С учетом соотношения (3) шаг & т дискретизации информации во времени

на выходе гидрогеохимической линии связи может быть найден как

dT a e

-Ы

(4)

где К - безразмерный коэффициент,

значение которого зависит от целевого назначения дискретной геохимической информации. Например, если по значениям отсчетов осуществляется восстановление исходной кривой изменения контролируемого параметра, в случае линейной интерполяции

К 2 /2рГ,(5)

в случае ступенчатой интерполяции

7

где уд- модуль допустимой приведенной погрешности аппроксимации.

При использовании отсчетов для определения среднего остаточного нефте- гаэосодержания пластов- коллекторов с интегрированием функции, отвечающей- кривой изменения геохимического параметра, в пределах соответствующего интервала времени по методу трапеций

К 2

Зт„, по методу прямоугольников

(6)

35

К

:TU

(7)

где fu модуль допустимой приведенной погрешности интегрирова - ния.

Принимая во внимание, что обычно выполняется условие U « V, где V Н/ И - скорость распространения сигнала по гидрогеохимической линии связи; И - глубина скважины; V/(t+ +1/N) Q, на основании формулы (4)

можно найти шаг & ц дискретизации геохимической информации по глубине, отвечающей интервалу /зтее отсчетов во времени на устье, который равен:

лм а еГЬ1. (8) Поскольку диапазон изменения параметра ч ограничен, последнее выражение легко привести к виду

55

Мин

3D,

где

D Дмакс- Д ммн- Диапазон изменения шага дискретизации;

и , J UUK максимальный и

макс MWK

минимальный шаг дискретизации, отвечающий соответственно максимальному ( ч 10) и минимальному ( ч 0) значению обобщенного параметра бурения;

р - безразмерный коэффициент, причем О i I. Положим р j/n, j 0,п (например, (n 10) и рассмотрим реализацию данного способа, начиная с момента t. времени t, соответствующего глубине Н скважины, равной Н(.

Принимая омент t, за начало отсчета, в процессе бурения измеряют iJ

значение интервала 9; IE 0;wBpe й.

мени, затраченного на углубление забоя скважины на d1.-; й..ии+ jD/n

1 (МИН

метров, где отрезок о-6 соответствует разбуриванию интервала и мцн разреза а значения 6 im(m 1, j) относятся к ,последовательному вскрытию равных участков мощностью D/n. Одновременно измеряют текущие значения Uitn, Vjm и Q(m величин U, V и Q, отвечающие точкам Н Н ,- + d MMrt + m D/n (и 0, j) разреза, по которым опреде- ляют средние значения:

V5..ji

v,-j- t У;лв,т/в,, ;

РПГ О

Qiy-L4 1

этих величин при Н Н + «ffj.

Подстановка значений U ,-j , V,-j , Q ,в формулу (2) при заданных с(„ и N дает значение ч,-- параметра . Используя последнее, при известных К, а, Ъ по формуле (8) вычисляют значение йн, шага дискретизации и срав- нивают его со значением «Р.. Если /,: Јd . , вышеуказанную процедуру продолжают при значении переменной j, увеличенном на 1..В противном случае, если (f- ДИ1, последовательность операций алгоритма дискретизации повторяют сначала, причем за начало отсчета принимают момент t;4l t. , + в (: времени при Н Н ,

s 0

5

5

0

g

H-v-cCj-. Изменение значений геохимических параметров эвакуируемой из скважины промывочной жидкости, соответствующих точкам Н И ; и Н Н. разреза, производят на устье скважины соответственно при t

t; + С; И t t ; +H . , где

m VM/(1 + 1/N)-Qm.

Предлагаемый способ был опробован

в промысловых условиях. При изучении разреза скважины и интервале глубин

1201-1220 м проводили две параллельные серии измерений нефтесодержания эвакуируемой промывочной жидкости. Одна из них отвечала равномерной дискретизации информации с шагом 4Н 1 м, а другая - неравномерной с планированием интервала отсчетов в соответствии с формулой (8). Условия проведения эксперимента: d 0,14 U- (0,40-1,73)-10-2 м.с- . Ј (8,17-8,27) ЧО2 с; К Тл 0,1. В результате во второй серии было получено в 1,8 раза отсчетов меньше, чем в первой, при практически полном совпадении форм обеих кривых нефтесодержания -промывочной жидкости, восстановленных по значениям отсчетов геохимических параметров.

Предлагаемый способ позволяет повысить точность количественной оценки характеристик продуктивных пластов в разрезе бурящихся скважин, а также сократить затраты на исследования за счет ликвидации потерь геохимической информации и сокращения избыточности ее отсчетов. Способ применим как к одноканальным исследованиям по эвакуируемой из скважины жидкости, так и к дифференциальным с анализом дополнительно закачиваемой жидкости.

Формула изобретения Способ изучения разреза бурящихся скважин, включающий дискретное измерение на поверхности значений скорости проходки в процессе углубления скважины, объема затрубного пространства, объемного расхода промывочной жидкости и ее геохимических параметров с привязкой их к глубине, отличающийся тем, что, с целью повышения точности количественной оценки фильтрационно-емкостных характеристик нефтегазоносных пластов и уменьшения затрат на исследование, в процессе углубления скважины, определяют обобщенный параметр бурения

Ц 4 UV/(1 + 1/N) Q,

где f| - обобщенный параметр бурения; о(н - средняя по глубине частота чередования пластов в продуктивной части разреза,

м- ;

U V

N Q

с- ;

скорость проходки, м- объем затрубного пространства, м3 ;

безразмерная постоянная;

- объемный расход промывочной жидкости, м3- с-1 , изменяют шаг дискретизации данных глубине в соответствии с выражеем

Дм е

где Лн - шаг дискретизации данных

по глубине, м;

К - безразмерный коэффициент, значение которого зависит

от целевого назначения дискретной геохимической информации;

a, b - безразмерные постоянные, которые принимают значения а - 6,37; b 0,59 для случая, когда объектом исследования в промывочной жидкости является свободный 5 пластовый флюид, и а 2,74, b 0,84, когда им служит буровой шлам.

Изобретение относится к области исследований буровых скважин, бурящихся на нефть и газ, путем определения геохимических свойств промывочной жидкости. Цель - повышение точности количественной оценки фильтрационноемкостных характеристик нефтегазоносных пластов и уменьшение затрат на исследование. На поверхности дискретно измеряют значения скорости проходки, объема затрубного пространства, объемного расхода промывочной жидкости и ее геохимических параметров с привязкой их к глубине. Определяют обобщенный параметр бурения *98N=α_NUV/(1+1):N)Q, где Α_H - средняя по глубине частота чередования пласта в продуктивной части разреза, м^-1

U-скорость проходки, мс^-1

V-объем затрубного пространства, м³

N-безразмерная постоянная

Q-объемный расход промывочной жидкости, м³с^-1. Изменяют шаг дискретизации данных по глубине Δ_н в соответствии с выражением 98Д_H=K/Α_HAE^-B*98R^*98N, где K, A, B - безразмерные постоянные. Изобретение позволяет ликвидировать потери геохимической информации и сократить избыточность ее отсчетов.

Редактор А. Лежнина

Техред Л.Олийнык

Заказ 2139/32Тираж 515Подписное

РНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина,101

КорректорЭ. Лончакова