Способ определения заколоченных перетоков в нагнетательных скважинах Советский патент 1990 года по МПК E21B47/06 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при промыслово-геофизи- ческих исследованиях нагнетательных скважин.

Цель изобретения - повышение точности определения заколонных перетоков жидкости за счет выявления перетоков в зумпфах скважин в близлежащие от перфорированного пласты, находящиеся ниже его.

На фиг. 1 приведены схематические кривые реализации способа,- на фиг.2 - термограммы, зарегистрированные в реальной скважине (1 - термограмма посЛе прекращения закачки жидкости, 2 - термограмма в процессе закачки).

На фиг. 1 колонки А, Б, В обозначают разные случаи. На фиг. 2 первая колонка обозначает глубину, вторая - кривую ПС и данные локации муф третья - термограммы.

Случай А (фиг. 1) характеризует распределение температуры при отсут- ствии перетока жидкости за колонной и1 регистрации термограммы 2 в интервале времени, когда выполняется ус- Ловие

vn V.

Случай Б соответствует наличию перетока жидкости за колонной и регистрации термограммы 2 в интервале времени, когда выполняется условие V п Хадкс Ниже перфорированного п ласта отмечается увеличение температуры относительно первоначального распределения. Это увеличение связа- н|о с конвективным переносом тепла и дросселированием жидкости в интерна- перетока, что хорошо выделяется ria фоне охлаждения.

Случай В - термограмма 2 зарегистрирована через время, превышающее необходимое условие, т.е. Vn VA)akc. В данном случае сильно влияние тер- м.огравитационной конвекции в зумпфе, что может ошибочно интерпретироваться как переток жидкости за колонной ri в то же время может экранировать эффекты, связанные с заколонной циркуляцией в°этом интервале.

Сущность способа заключается в следующем.

В отсутствие заколонного движения Жидкости в длительно работающей нагнетательной скважине температурное поле в зумпфе обусловлено двумя причинами. Первая причина заключается в кюндуктивной теплопередаче от охлаж- денного закачиваемой жидкостью перфорированного пласта в подстилающие Породы. Зона нарушения при этом пропорциональна at (a - температуропроводность подстилающих пород, t - вре Мя эксплуатации скважины). Поэтому для длительно работающей скважины зона нарушения значительна ( 10 м) Вторая причина - термогравитационная конвекция. Температура нагнетаемой Жидкости обычно ниже пластовой, а слдовательно, и температуры в зумпфе. Такие условия приводят к изменению Плотности жидкости в этой области.

Так, например, при коэффициенте объеного расширения жидкости Р 20 х х и снижении температуры на 10 С изменение плотности составит Др 0,002 г/см3, Вследствие различи плотностей в верхней и нижней частях зумпфа возникает гравитационная конвекция, которая и вносит вклад в распределение температуры в зумпфе.

Наличие заколонного перетока в близлежащие неперфорированные пласты также приводит к аналогичному распределению температуры в зумпфе. Поэтом в длительно работающих нагнетательных скважинах существует неоднозначность при определении заколонных перетоков .

После прекращения нагнетания жидкости в скважину, вследствие разного темпа восстановления температуры в перфорированном и неперфорированном интервалах, на термограмме против перфорированного mracfa наблюдается, аномалия охлаждения, которая, даже и в случае отсутствия перетока, охватывает близлежащие неперфорированные пласты. После пуска скважины под нагнетание выделение заколонного движения на фоне аномалии охлаждения затрудняется сильным влиянием термо- гравитапионной конвекции. Для ее исключения необходимо, чтобы температура против перфорированного пласта не становилась ниже температуры в остановленной скважине. Контроль за эти можно осуществлять на устье (или другими способами) по объему закачиваемой в пласт жидкости. При этом максимальный объем закачанной жидкости не должен превышать величины

ЛТ,

W3KC

Ч

ср

, где ЬЛ/и-ах„- максимальная величина снижения температуры против перфорированного пласта, S - площадь поперечного сечения скважины, Гор - средний градиент температуры выше аномалии. В данном случае можно пользоваться оценочными формулами, не учитывающими теплообмен потока с окружающей средой. При регистрации термограммы в интервале времени, на котором выполняется условие V „ : VWolk,c, в скважине ниже перфорированного пласта движение жидкости за колонной будет отмечаться увеличением температуры из-за эффекта дросселирования и конвективного переноса тепла, При отсутствии перето51

ка температура в этом интервале изменяться не будет при Тэдк - TMakc, либо будет искажаться вследствие термоконвекции при Тза« Тмакс .

После возобновления закачки температура поступающей в пласт жидкости со временем меняется немонотонно. В течение некоторого времени она будет выше температуры в зумпфе (на границе с пластом), затем - ниже. Тот период времени, когда температура закачиваемой жидкости выше температуры в зумпфе, наиболее благоприятен для выявления заколонного перето ка, так как исключается термогравитационная конвекция в зумпфе (наверху более нагретая, следовательно, и более легкая жидкость), а дросселирование перетекаемой за колонной жид кости приводит к дополнительному увеличению температуры в зумпфе.

При дальнейшем увеличении времени температура закачиваемой в пласт жидкости станет ниже температуры в зумпфе и возникнет термогравитационная конвекция, приводящая к смазыванию локальных температурных аномалий Верхний предел объема закачиваемой жидкости можно выбрать таким, чтобы понижение температуры против пласта

стало ниже

V,

AT

Макс

AJCJjtC

(фиг. 1):

Таким образом, объем закачиваемой жидкости необходимо выбрать исходя из условия

у , 1ZM..Ј.Ј.§ п г

Г Р

Способ осуществляют следующим образом.

Регистрируют термограмму в останоленной скважине. Оценивают по зарегистрированной кривой максимальное снижение температуры против перфорированного пласта. Устанавливают термометр выше перфорированного пласта. Пускают скважину под закачку. Регистрируют термограммы в интервале вре- мени, обеспечивающем выполнение условия Vp макс. Сопоставляют термограммы и определяют изменение температуры ниже перфорированного пласта. По увеличению температуры в этом интервале судят о заколонном перетоке.

На фиг. 2 представлены результаты реализации способа. В скважине пер556

форированы два интервала, под закачкой она находилась в течение трех лет. Исследования проводились через 2 сут после прекращения закачки жидкости. Термограмма 1 характеризует это состояние. Средний градиент температуры ГСр выше аномалии охлаждения

Л 0,02°С/м. Оценочная величина максимального снижения температуры составила UTMQKC 12,2°С. Тогда

V § 2 063jT 2 2

хмакс гср 0,02

10,1 м3.

Пустили скважину под закачку и количество закачиваемой жидкости контролировали на поверхности. После закачки 6 м3 жидкости в течение 25 мин записали термограмму 2 (6 м3 i

10,1 м3). Из сопоставления зарегистрированных термограмм выделили увеличение температуры ниже перфорированных пластов. В результате реализации способа определили наличие заколонного перетока жидкости в нагнетательной скважине. Формула изобретения

Способ определения заколонных перетоков в нагнетательных скважинах, включающий регистрацию термограмм вдоль ствола скважины после прекращения закачки лидкости, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью повышения точности определения за счет выявления перетоков в зумпфах скважин в близлежащие пласты, находящиеся ниже перфорированного, определяют величину максимального снижения температуры против перфорированного пласта затем в скважину закачивают жидкость в объеме, определяемом из неравенства A S

-

где V - необходимый объем закачиваемой жидкости, м3; величина максимального снижения температуры против перфорированного пласта, К; S - площадь поперечного сечения скважины, м2 ,- Гср - средний градиент температуры, К/м,

одновременно регистрируют термограм- мы1 в интервале перфорированного пласта и в зумпфе скважины и по увеличению температуры в скважине ниже перфорированного пласта судят о наличии заколонных перетоков в нагнетательных скважинах.

va

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при промыслово-геофизических исследованиях нагнетательных скважин. Цель - повышение точности определения заколонных перетоков жидкости за счет выявления перетоков в зумпфах скважины в пласты, находящиеся ниже перфорированного, под закачку интервала. Регистрируют термограмму вдоль ствола скважины, в том числе и в зумпфе скважины, в оставленной скважине. Измеряют по зарегистрированной термограмме максимальное снижение температуры против перфорированного пласта. Устанавливают термометр выше перфорированного пласта. Нагнетают в скважину жидкость в объеме, определенном по математической ф-ле. Одновременно с закачкой регистрируют ряд термограмм в интервале перфорированного пласта и в зумпфе скважины. По увеличению температуры в скважине в интервале, находящемся ниже перфорированного пласта, судят о наличии заколонного перетока жидкости в этом интервале. При регистрации термограммы в интервале времени, в течение которого в скважину нагнетается объем жидкости, удовлетворяющий вышеуказанному неравенству, в скважине ниже перфорированного пласта движение жидкости за колонной отмечается увеличением температуры из-за эффекта дросселирования и конвективного переноса тепла. При отсутствии перетока температура в этом интервале не изменяется в течение времени закачки, не превышающем значения, необходимого для закачки максимального объема жидкости, удовлетворяющего вышеуказанному неравенству, либо искажается вследствие термоконвекции.