Способ электрокаротажа нефтяных и газовых скважин Советский патент 1991 года по МПК E21B47/12 E21B43/10 

Изобретение относится k способам геофизических исследований скважин, в частности к методам электрокаротажа скважин, обсаженных стеклопластиковыми трубами

В практике крапления нефтяных скважин используются обладающие высокой

прочностью и корозионной стойкостью стеклопластиковые обсадные трубы Объясняется это стремлением повысить срок службы обсадной колонны в условиях воздействия агрессивных пластовых вод. а главное, возможностью использовать для

целей контроля выработки нефтяного пласта в процессе эксплуатации скважины высокочастотные электрические методы промысловой геофизики - индукционный и диэлектрический, которые в стальных обсадных трубах не работают. Как правило, стеклопластиковыми трубами обсаживается не весь ствол скважины, а только нижняя ее часть, охватывающая интервалы тивных отложений (100-200 м)

Поскольку стеклопластиковые трубы для обсадки скважин выполнены из непроводящего электрический ток материала,они исключают возможность проведения исследований контактными (гальваническими) методами электрометрии (градиент-зонды, потенциал-зонды, БКЗ), а также измерения естественной поляризации ПС, что в значительной степени ограничивает функциональные возможности электрокаротажа в обсаженных скважинах.

Известен способ электрокаротажа, позволяющий проводить исследования контактными методами электрометрии в нефтяных и газовых скважинах, обсаженных стеклопластиковыми трубами. Этот способ принят за прототип. Он заключается в том, что в обсадных стеклопластиковых трубах выполняют сквозные отверстия, равномерно распределенные по поверхности трубы, и герметично устанавливают в них металлические пробки. При этом хорошие результаты могут быть получены при длине пробок, равной толщине стенки трубы, и при диаметре 4-8 мм.

Наиболее оптимальным является распределзние отверстий с пробками на четырех равноотстоящих друг от друга образующих цилиндрической поверхности трубы при расстоянии между отверстиями по вертикали около 10см. Причем отверстия с пробками, расположенные на разных образующих, выполняют таким образом, что при сечении трубы плоскостью, перпендикулярной оси трубы и проходящей через ось одного отверстия, эта плоскость будет пересекать оси четырех отверстий.

Как показывают результаты экспериментальных лабораторных и скважинных измерений, проведенные с помощью градиент-зонда, по данным электрокаротажа в скважинах, обсаженных такой колонной, можно уверенно выделить нефтенэсыщен- ную и водонасыщенную части продуктивного пласта и надежно отбить границу между ними.

Однако способ электрокаре гажз нефтяных и газовых скважин имеет существенный недостаток, связанный с тем, что наличие в стеклопластиковых обсадных трубах металлических пробок исключает возможность применения высокочастотных (бесконтактных) методов электрометрии, в частности, индукционного каротажа, что в значительной степени ограничивает функциональные возможности электрокаротажа а обсаженных скважинах.

Наличие металлических пробок в стенке стеклопластиковой трубы настолько сильно

0 искажают диаграмму индукционного каротажа, что делает ее практически неинтерпретируемой.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей электрокарота5 жа в обсаженных скважинах путем обеспечения возможности проведения исследований всеми основными методами электрометрии, включая как высокочастотные (бесконтактные), так и гальванические

0 (контактные) методы.

Цель достигается тем, что в способе электрокаротажа нефтяных и газовых скважин, обсаженных трубами из непроводящего электрический ток материала, вклю5 чающем выполнение в трубах сквозных отверстий, герметизацию отверстий пробками из проводящего электрический ток материала, заполнение обсадной колонны труб раствором на водной основе, спуск в

0 колонну электрокаротажного устройства и осуществление измерений против иссле- . дуемого участка скважины, герметизацию отверстий осуществляют пробками, выполненными из высокопрочного неметалличе5 ского материала, удельное электрическое сопротивление которого находится в пределах изменения удельного электрического сопротивления заполняющего обсадную колонну раствора, в частности, пробки выпол0 няют из углеродволоконного материала.

Возможность проведения исследований высокочастотными (бесконтактными) методами электрометрии обусловлена отсутствием металлических деталей в корпусе

5 обсадных труб. Металлические материалы имеют удельную проводимость порядка 107-108 сим/м и как показывают расчеты, при наличии металлических пробок в стенке обсадной стеклопластиковой трубы при их

0 диаметре 8-10 мин и плотности 50 пробок на 1 м трубы, вносится искажение (погрешность) в диаграмму индукционного каротажа порядка 500-800 мсим/м.

Снижение удельной проводимости ма5 териала пробки до значений проводимости бурового раствора (жидкости на водной основе) 0,2-10 мсим/м (0,1-5 Ом м) приводит к соответствующему снижению помех т.е. примерно в 106-10 раз, что значительно ниже диапазона регистрируемых значений

удельной проводимости горных порол и HP превышает допустимой погрешности измерений при индукционном каротлже

Вместе с тем, предлагаемый способ электрокаротажг нефтяных и газовых гквя- жин, так же как и способ-пооютип, полностью сохраняет возможность проведения исследований гал -ваничегкимм ( контактными) методами электрометрии. Это обусловлено тем, что выполнение пробок из неметаллического материала, удельное электрическое сопротивление которого лежит в пределах 0,1-5 Ом м, обеспечивает необходимый гальванический электрический контакт электродов измерительного зонда через заполняющую колонну жидкость (буровой раствор) с заколонным пространством (горными породами и пластами).

Увеличение удельного сопротивления материала пробок до значения 0,1-5 Ом м по сравнению с металлическими пробками приводит к увеличению контактного сопротивления электродов зонда через скважин- ную жидкость (раствор) с исследуемыми горными породами и пластами, что эквивалентно некоторому общему увеличению объемного сопротивления скважинной жидкости и легко учитывается пои интерпретации результатов измерений по аналогии с колоннами с металлическими пробками,

С целью практического обоснования и подтверждения проведен цикл исследований на модели скважины с использованием стеклопластиковых труб с наружным диаметром 140 мм и толщиной стенки 12 мм.

Для экспериментальных исследований были подготовлены отрезки четырех типов стеклопластиковых труб: - сплошные обычные трубы; - трубы с открытыми отверстиями, выполненными в стенке трубы в количестве 50 отверстий на 1 м, равномерно расположенными по четырем ее образующим; - трубы с отверстиями, герметично закрытыми пробками, выполненными из уг- леродволоконного материала с удельным электрическим сопротивлением 0,5 - трубы с отверстиями, герметично закоыты- ми металлическими (латунными) пробкзми.

При проведении эксперименте 1 в модельную 12-метровую скзажину диаметром 220 мм поочередно опускались фубы различных типов, в которых проводилиск измерения с помощмо поибора индукционного каротажа ПИК-1М и потенциал-зонда АО 4 МО, 1 N.

На фиг. 1 приведено сопоставление диаграмм, зарегистрированных прибором индукционного каротажа; на фиг. 2 сопоставление диаграмм, зарегистрирочян- ньи ГПТР -миал-зондом АО, 4 МО 1 N

Кз1 следует ит фиг 1, наличие метчпли- чески.; пробок в стенке стеклопластиковой Ь тру6 приводит к значительному искаже- (чю ( раммы индукционного каротажа (диаграмма 1), что практически полностью i- скгюч ет его применение при использовании обсадных труб по прототипу. При 0 использовании обсадных труб по изобретению (фиг Л диаграмма индукционного кяро- гзжз зарегистрированная в обсадной оло,;не с отверстиями, герметично закрыть ми тробкзми, выполненными из углерод- 5 воюконного материала (диаграмма ), полностью соответствует диаграмме 3. зарегистрированной в сплошной стеклопла- стиковой трубе, в которой индукционный каротч к работает практически без исклже0 ний.

Что касается контактных (гальванических) методов электрометрии, то предлагаемое решение, как это следует из сопоставления диаграмм, зарегистрирован5 ных потенциал-зондом АО, 4 МО, 1 N (фиг. 2, диаграммы 4-6), полностью сохраняет возможность проведения исследований контактными (гальваническими) методами электрометрии

0Углеоодволоконнь;е материалы обладают уникальными физико-механическими и электрическими свойствами, в частности, с очень широким диапазоном изменения как прочности (1,0-350 МПа), так и удельного

5 электрического сопротивления (1 10 - 1 104 Ом м).

Для реализации способа ДПР пробок выбран углеродволок пмый материал марки НТ, выпускаемый промышленностью с

0 удельным сорротиряением, равным 0,5 Ом м. Оптимальными являются диаметры пробок и соответственно сквозных отверстий порядка 10 мм. При этом отверстия с пробк.нми должны быть равномерно распре5 делены вдоль четырех равноотстоящих друг от друга образующих трубы в количестве 50-60 пробок на 1 м труР-,1.

Способ может быть реализован следующей последовательностью операций.

0В стеклопластиковых обсадных трубах

переп, сбсадком скважины в стенке труб выполняют сквозные отверстия, равномерно распределяя их по периметру и длине трубы Диаметр сквозных отверстий составляет

5 8-10 мм. Производят герметизацию отверстий пробками, выполненными из высокопрочно о неметаллического материала, удельное электрическое сопротивление которого находится в пределах изменения

удельного электрического сопротивления применяемого раствора (порядка 0,1 5 Ом м). в частности, пробки выполняют из углеродволо конного материала. Производят обсадку скважины указанными трубами, включая цементирование скважины. Заполняют обсадную колонну труб раствором нэ водной основе. Производят спуск в колонну элекг- рокаротажного устройства и осуществляют измерения против исследуемого участка ствола скважины.

По сравнению с прототипом способ электрокаротажа скважин обладав более высокой геологической эффективностью, так как обеспечивает возможность проведения исследований как высокочастотными (бесконтактными) методами электрометрии, например, индукционными и диэпектриче- скими, так и гальваническими (контактными) отодами электрометрии, в частности, зондами КС и ПС, что способствузт решению проблемы контроля за разработкой нефтяных и газовых месторождений и, как следствие, более полному извлечению нефти и газа из пласта.

Формула изобретения

1.Способ электрокаротажа нефтяных и газовых скважин, обсаженных трубами из

непроводящего электрический ток материала, включающий выполнение в трубах сквозных отверстий, герметизацию отверстий пробками из проводящего электрический ток материала, заполнение обсадной колонны труб раствором на водной основе, спуск в колонну электрокаротажного устройства и измерения против исследуемого участка ствола скважины, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных

возможностей, герметизацию отверстий осуществляют пробками, выполненными из высокопрочного неметаллического материала, удельное электрическое сопротивление которого находится в пределах изменения

удельного электрического сопротивления заполняющего обсадную колонну раствора.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем. что пробки выполняют из углеродволоконного материала.

Изобретение относится к нефтяной и газовой пром-сти, в частности к методам электрокаротажа скважин, обсаженных стеклопластиковыми трубами. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Способ электрокаротажа нефтяных и газовых скважин, обсаженных трубами из непроводящего электрический ток материала, включает выполнение в трубах сквозных отверстий, герметизацию отверстий пробками, выполненными из проводящего электрический ток высокопрочного неметаллического материала Удельное электрическое сопротивление этого материала находится в пределах изменения удельного электрического сопротивления, заполняющего обсадную колонну раствора. Затем осуществляют заполнение обсадной колонны труб раствором на водной основе. Спускают в колонну электрокаротажное устройство и измеряют против исследуемого участка ствола скважины. При этом пробки могут быть выполнены из угле- оодволоконного материала. 1 з.п. ф-лы, 2 ил k/i t vj о ю о о

Сплошная с/пеклсллаа п( 8ая трдВа

Ча

Зонд индучционнога,

,

Ст хлоллас.тико&х(Сл1еклоплас/г и с дая труба с отберстияшА закрытыми лробками из углерод -Йолонщ ного материала

mpyffa с owfept n ями закрытыми

17 /закрытыми талличесхумц npaffffcrnu

lend индукционного нарота&з 20

JoHd индукционного коротаю

ZO Ю

Сгпеклоплос/гш - Слг еклоллас/ г/с/- трусе с стыковая трио в с

берет иями без лро&ок

ЗондАОЪМО,™

50 100ОМУ 50

отверстиям.1/ Л7крыть/ми мемал- личесхими лроЗ- ками

Зонд40,ЦМО,1М

Ю00м

W 2.0 3.0

W

Стеклопластикобая тру So с отверстия ми, закрытыми npofr

хами из углерод Волоконного ма- териала

,1М

Ю00м

Зонд А ЦП МЦ1 ft

50 100 Ом

X