СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ КОЛЛЕКТОРОВ НЕФТИ И ГАЗА В СКВАЖИНАХ Советский патент 1995 года по МПК G01V5/10 

Изобретение относится к области методов изучения нефтеносных коллекторов, а более конкретно к группе методов, основанных на применении различного вида ядерных излучений и может быть использовано для обнаружения интервалов скопления углеводородов при разводке и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости и достоверности определения положения границ потенциальных коллекторов нефти и газа в скважинах.

На чертеже представлены результаты испытания способа на скважине.

Практическая реализация способа возможна с комплексом импульсной аппаратуры спектрометрического нейтронного активационного каротажа. В качестве источника первичного излучения может быть рекомендован генератор нейтронов на 14 МэВ непрерывного или импульсного принципа действия. В первом случае длина зонда должна составлять 2,0-3,0 м, скорость каротажа 60±100 м/мм, с импульсным генератором нейтронов длина зонда может быть уменьшена до 0,4-0,5 м при увеличении скорости каротажа в пределах 60-120 м/ч.

Изотоп алюминий-28 образуется из ядер кремния и алюминия, соответственно по реакциям Al²⁷(nj)Al¹²⁸ и Si²⁸(n,p)Al²⁸. Изотоп Al²⁸ распадается с периодом полураспада 2,3 мин и высвечивает при распаде гамма-кванты с энергией 1,78 МэВ.

Изотоп Ва-137m образуется по реакции на быстрых нейтронах по схеме Ba¹³⁸(n,2n)Ba^137m.

Порог реакции составляет 8,67 МэВ при сечении 1250 н.барн. Образующийся метастабильный изотоп имеет небольшой период распада (Т 2,57 мин), что позволяет реализовать непрерывные измерения наведенного эффекта при скорости каротажа 60-100 м/ч. Монохроматическое гамма излучение изотопа Ва-138m имеет энергию 0,662 МэВ при 100% выхода квантов. Отмеченные физические характеристики существенно облегчают регистрацию парциальных эффектов путем энергетической селекции потоков для бария в области 0,662 МэВ, алюминия 1,78 МэВ. Близкие периоды полураспада изотопов и одновременно существенно разная энергия гамма-линий создают условия для оптимальной регистрации наведенных эффектов с применением однозондовой аппаратуры.

Последовательность работ предложенным способом на скважине следующая:
1. После энергетической настройки скважинный прибор с импульсным генератором нейтронов спускается на забой скважины.

2. Регистрация спектральных потоков изотопов Ва-137m и Al-28 осуществляется в энергетических интервалах соответственно 0,6-0,7 МэВ (N₁) и 1,6-1,9 МэВ (N₂) при длине зонда, например, равной 0,5 м и скорости каротажа ≈100 м/ч.

3. Облучение горных пород осуществляют непрерывно, например, генератором нейтронов с выходом 10⁷-10⁸ н/с, при частоте излучений нейтронов 20-100 Гц. Регистрация наведенного излучения после каждой инжекции нейтронов проводится с задержкой 5-10 с.

4. Для учета рассеянного гама-излучения, вносящего вклад в фотопики Ва-137 и Al-28 при необходимости проводят измерение фоновой составляющей в смежных энергетических интервалах: соответственно 0,7-0,8 МэВ (N₃) и 1,9-2,2 МэВ (N₄). В процессе каротажа вычисляют разностные чистые наведенные эффекты:
ΔN_BA a₁N₁-b₁N₃.

ΔN_AC a₂N₂-b₂N₂ где a₁, b₁, a₂, b₂ спектральные коэффициенты, определяемые на моделях пластов или в скважинах с известным содержанием алюминия и бария известными способами.

5. По окончании измерений выделяют фоновую составляющую (N60) по диаграмме ΔN_BA, обусловленную излучением изотопа Ba-137m, находящегося в буровом баритовом растворе.

К аномальным относят интервалы, где ΔN_BA ≥3+4 ΔN_BA на мощность как минимум равную минимальной мощности промышленного нефте- или газоносного пласта.

6. По аномальным значениям ΔN_BA (по ΔN_BAN_BA) выделяют границы потенциальных нефтяных или газоносных пластов, которые рекомендуются для дальнейших исследований, в частности испытаний на продуктивность. По абсолютной скорости счета наведенном эффекте ориентировочно оценивают также пористость.

7. Данные измерений по изотопу Al-28 используются для литологического расчленения разрезов нефтегазовых скважин на литотипы и разделения коллекторов по типам.

На чертеже приведены кривые различных методов ГИС, применявшихся при исследовании, в том числе и по заявленному способу.

1 кривая метода нейтрон-нейтронного каротажа по надтепловым нейтронам (ННК);
2 кривая акустического каротажа (АК);
3 кривая плотностного каротажа (ГГКп);
4 результаты комплексной обработки вышеназванных методов;
5 кривая нейтрон-активационного каротажа по заявленному способу.

Можно увидеть, что применение способа резко повысило эффективность выделения коллекторов, которые наиболее однозначно и контрастно выделяются именно по диаграмме ΔN_BA.

Предложенный способ выделения коллекторов по сравнению с прототипом обладает более высокой дифференцирующей способностью. Аномальный эффект над хорошо проницаемым коллектором может достигнуть 200% Другим достоинством способа является его высокая помехоустойчивость, обусловленная практически полным отсутствием в разрезах нефтегазовых скважин баритосодержащих пород, то есть все интервалы, отмечающиеся как аномальные по наведенному эффекту изотопа Ва-137m, интерпретируются как потенциальные нефте- или газоносные пласты.

Использование: в области ядерной геофизики для обнаружения интервалов скопления углеводородов при разведке и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений. Сущность изобретения: способ позволяет повысить эффективность выделения потенциальных коллекторов нефти и газа в скважинах, бурящихся с применением утяжеленного баритового раствора. Способ заключается в облучении горных пород потоком быстрых нейтронов и регистрации при движении скважинного прибора с оптимальной скоростью наведенного гамма-излучения изотопа алюминия-28 с последующим расчленением геологического разреза на петрографические литотипы и определением терригенной и карбонатной части разреза. В способе дополнительно непрерывно регистрируют интенсивность наведенного гамма-излучения изотопа Ва-137 m, по аномальным значениям которого уточняют положение и границы в разрезах скважин потенциальных коллекторов нефти и газа. 1 ил.

СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ КОЛЛЕКТОРОВ НЕФТИ И ГАЗА В СКВАЖИНАХ, включающий облучение горных пород по разрезу скважин потоком быстрых нейтронов, регистрацию в процессе движения скважинного прибора с заданной скоростью интенсивности наведенного гамма-излучения изотопа алюминия 28, с последующим расчленением геологического разреза скважины на петрофизические литотипы, определением терригенной и карбонатной частей разреза и выделением коллекторов, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и достоверности определения положения границ потенциальных коллекторов нефти и газа в скважинах, бурящихся с применением утяжеленного баритового раствора, в открытом стволе скважины одновременно с интенсивностью наведенного гамма-излучения изотопа алюминий 28 непрерывно регистрируют интенсивность наведенного гамма-излучения изотопа Ba 137m, по аномальным значениям которого уточняют положение и границы потенциальных коллекторов нефти и газа в разрезе скважины.