Способ термического зондирования проницаемых пластов Советский патент 1993 года по МПК E21B47/06 

Изобретение относится к области нефтегазодобычи, предназначено для исследования работающих скважин.

Цель изобретения - повышение эффективности способа за счет послойного определения и контроля динамики проницаемости со временем в слоисто-неоднородных пластах.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе термического зондирования пласта проводят, по крайней мере, трехкратное измерение распределения температуры во времени вдоль ствола скважины при нестационарном режиме ее работы, при этом определяют значения аномалий баротермического эффекта в зависимости от времени записи термограмм с учетом зависимости

T (1+Bt),

а о коэффициенте проницаемости пласта судят по зависимости .

, Ј6 IP Сп В

к- 4 СЖ; А

где Т - значение аномалии баротермического эффекта, К;

t- время записи термограммы от начала исследований,с;

А - термическое напряжение, К;

В - конвективная подвижность, 1 /с, ju - вязкость жидкости, Па/с;

Јб - барометрический коэффициент, К/Па;

г0 - радиус скважины, м;

Сж/Сп относительная объемная теплоемкость жидкости (для воды 1.2; для нефти ±10.8).

Возможность достижения технического результата обусловлена зависимостью ве00

Ю СО to СА

СО

личины аномалии баротермического эффекта от ряда термодинамических параметров, в частности от проницаемости пласта. Так в слоисто-неоднородных пластах пропластки с высокой проницаемостью отмечается на термограмме большей величиной аномалии, а с низкой проницаемостью - меньшей величиной аномалии.

На фиг.1 показано: 1 - кривая самополяризации горных пород (ПС); 2 - кривая гамма-каротажа (ГК); 3 - кривая локатора муфт (ЛМ); 4 - кривая плотномера (ГГП); 5 - фоновая термограмма; 6 - термограмма через 10 мин после прорыва воздуха через насосно-компрессорные трубы (НКТ); 7термограмма через 30 мин после прорыва; 8 - термограмма через 2 часа после прорыва; на фиг.2 1,2 и 3 - кривые зависимости величины аномалии баротермического эффекта от времени в верхнем, среднем и ниж- нем пропластках соответственно.

Способ осуществляется следующим образом. Производится измерение фонового распределения температуры в остановленной скважине. Затем осуществляется пуск скважины в работу, например, в режиме компрессорного опробования.

По результатам измерения самополяризации горных пород (ПС) и естественной радиоактивности (ГК) определяются пропластки перфорированного пласта. Далее при нестационарном режиме работы скважины (например после прорыва воздуха через насосно-компрессорные трубы) проводится серия замеров распределения температуры вдоль ствола скважины. По результатам замеров температурь определяютсятемператур- ные аномалии, приуроченные к выделенным пропласткам в зависимости от времени про- ведения исследований. Затем составляются уравнения типа

S- S Ti-Aln(1+Bti)2 min (1)

1 1

где N - число измерений температуры.

Из условия минимума квадратичного отклонения по переменным А и В получаем два уравнения

f -2 §T,ln(1 +Bt,)дА

I 1

-A-2)lr(1 +Bti)0(2) T,t,

е1 1 + в ti

I 1 dS

-2 A

,Aft-|n(1+BtQtL1 0(3 iS1, 1+Bti- J w

Из (2) и (З) находим два уравнения для определения А и В:

2 T|ln(1 +B.ti)

i 1

(4)

I In2(1 +Bt|) i 1

|тЯти Д In2(1+B)iNN

2 т, ш (1 + в ti) 2 х

i

ln(1 +Bti)ti 1 + В ti U

(5)

Использование: в области нефте азо- добычи при исследовании работающих скважин. Сущность изобретения: через определенные промежутки времени при нестационарном режиме работы скважины регистрируют несколько термограмм, определяют зависимость величины барометрического эффекта от времени. Рассчитывают термическое напряжение и конвективную подвижность, а затем коэффициент проницаемости. 2 ил., 1 табл.

Ti AJ In(l+Bj ti),

где TI - величина температурной аномалии в выбранном пропластке, К;.

ti - время записи температуры, с;

i - номер записи термограммы;

j номер пропластка;

AJ - термическое напряжение в выделенном пропластке, К;

Bj - конвективная подвижность в выделенном пропластке, 1/с.

Для решения уравнения используется метод минимизации среднеквадратичного отклонения измеряемых параметров от теоретических, Среднеквадратичное отклонение составит

Уравнение (5) решается относительно В методом деления пополам с помощью стандартной подпрограммы, на микроЭВМ любого типа. Затем значение В подставляется в уравнение (4) и определяется коэффициент А. Далее рассчитываются значения коэффициента проницаемости k по приведенной в формуле изобретения зависимости:

k

Ј6 to Cn .. В

4

РТ Пример практической реализации способа.

По данным ПС (фиг.1) выделяются три работающих пропластка: 1-2388-2390 м, 2 - 2392-2394 м, 3 - 2395-2399 м.

Минимальной глинистостью по данным ПС облагает интервал 2388-2390 м. При этом величина барометрического эффекта в нем максимальна, что свидетельствует о его повышенной проницаемости. В то же время глинистость пропластка 2395-2399 м максимальна, а величина аномалии эффекта минимальна, что свидетельствует о его пониженной проницаемости. Таблица значений аномалии баротермического эффекта для всех трех пропластков дана в приложении (табл.1).

По кривым 1,2 и 3 (фиг.2) рассчитаны значения коэффициентов А и В. В расчетах

Предлагаемый способ позволяет:

- повысить эффективность термического зондирования проницаемых пластов за счет определения проницаемости пропластков в слоисто-неоднородных коллекторах;

- производить исследований без дополнительных затрат на подготовку исследо.ва- ний, т.к. исследование проводится попутно в процессе пуска скважины;

- обеспечить контроль за проницаемостью призабойной зоны пластов и выбор скважин для воздействия на призабойную зону.

Формула изобретения Способ термического зондирования проницаемых пластов, включающий регистрацию нескольких термограмм через определенные промежутки времени, определение зависимости величины баротермического эффекта от времени и расчет термического напряжения и конвективной подвижности, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности способа за счет послойного определения и контроля динамики проницаемости со временем в сло

принято: / 4 МПа.с; СЖ/СП 0,6 (для нефти), г0 0,1 м (do 219 мм), Јб 0,0-4 К/атм. Коэффициенты А и В, а также коэффициенты проницаемости пропластков К рассчитывались путем решения соответствующих систем трансцендентных уравнений вида

Ti Ajln(1+Bjti),

где I - номер записи термограммы;

j - номер пропластка.

Решение систем получено с помощью микроЭВМ ВТ-20А. Значения коэффициентов составили:

исто-неоднородных пластах, регистрацию термограмм проводят вдоль ствола скважины при нестационарном режиме ее работы и определяют значения аномалий баротермического эффекта в зависимости от времени записи термограмм по выражению

T Aln(1+Bt), ЈбгЈ

k

М

-ж

где Т - значение аномали баротермического эффекта, К;

t - время записи термограммы от начала исследований, с;

А - термическое напряжение. К; .В - конвективная подвижность, 1/с; I - вязкость жидкости, Па/с; . Јб - баротермический коэффициент, К/па;

Сж/Сп - относительная объемная теплоемкость жидкости ( в том числе для воды 1,2, для нефти 0,8);

г0 - радиус скважины, м.

гк пм ггп

woo зт lam

1---i--V--

л-i-i-1WO

0,50 +600 1Ш

Редактор

Составитель Т.Щелчкова

Техред М.МоргенталКорректор Т.Вашкович

ЭД0 Щ№

Y

8

ШГГ

с

ЛбОО

5W

1200

Фиг. 2