СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ПРОНИЦАЕМЫХ ИНТЕРВАЛёй В РАЗРЕЗЕ СКВАЖИНЫ Советский патент 1971 года по МПК E21B47/00 E21B33/14 

Изобретение относится к области нефтепромысловой геофизики и предназначено для выделения проницаемых интервалов в разрезе обсаженной скважины.

Известен ряд методов выделения ироницаемых интервалов в разрезе скважины. Прямыми и наиболее точными из них являются гидродинамические исследования скважин. Однако такие наблюдения ввиду их громоздкости могут быть проведены только в единимных скважинах.

Более распространены методы промысловой геофизики: измерение потенциалов естественпой поляризации (ПС), боковое каротажное зондирование (БКЗ), микрозоиды, повторные замеры различными электрическими зондами во время или после смены растворов различной минерализации (метод двух растворов), комплекс методов электрокаротажа и нейтронного гамма-каротажа и др. Перечислеиные методы дают положительные результатЕ г при выделении высокопористых гранулярных коллекторов. Выделение низкопорист1)1Х проницаемых коллекторов, например, трещинных в карбонатном разрезе, с их помощью затрудиительно (нередко вовсе невозможно) и требует специальной иодготовки скважины.

Цель достигается тем, что в скважине возбуждают упругие колебания и измеряют амплитуды акуст1Г-1еской продольной волны по обсадной колонне на ранних стадиях формирования цементного камня, в промежутке между заливкой цементного раствора в затрубное пространство и схватыванием его, и по относительному уменьшению амплитуд и сокращению сроков схватывания цементной против проницаемых интервалов определяют нроницаемые интервалы.

Преимуществом способа является и то, что он не требует специальной подготовки скважины под исследование и отсутствуют связанные с этим простои буровой бригады и оборудования, так как исследования проводят в период ожидания затвердевания цемента (ОЗЦ), предусмотренный геолого-техиическим нapядo.

На фиг. 1 показаны графики изменения амнлг1туды упругой волны по обсадной колонне в интервалах различных пород в зависимости от времени схватывания цемента; на фиг. 2 и фиг. 3 приведе 1ы данные временных замеров акустическим цемептомером, получеипые на ранних стадиях фop iиpo2aния цементного .

иого отпошсппя (ВЦО). С умелыиеннем ВЦО, при 11роч х равных СлоЕиях, срок; сх;затыванпя улимгьшаются. При вытеснен; и БО lifiyrpiiколониос пространство БОДЬЗ зат; опс:1ия о нжается ВЦО цемеитиой с.геси 1з это:, литервале I схватывание насПиает OITCTJICC, чем Б соседних интервалах.

Фильтрация воды ; атворе И я возг-южр.а и Б upOHiiuae U)ie пласть:, 1}С рыть1е екваж ПЮ11. Поэтому указанное вьш;е кзлеине отпосительного опережения схзэтьгкгчпгя целчента должно происходить и поотив (цаемых иластов ю сравнению с неиронипае ч-ли. ЭсЬ-фект определения тем значительнее, чем выше нропниаемость пород и ВЦО цсмеитяой смеси.

Пзвестно также, амплитуды унругой волны, раснространяюи1ейся но обсадной колонне, завнсят от состоя1 ия цемент11()й смеси в затрубно.м прост). Эти амплитуды больше, если цементная смесь в жидком состоянии, и исчезающе малы, когда затвердевшая цементная смесь сцеплена с колонной.

Следовательно, если измерять амплитуды упругой волны, распространяющейся по обсадной колонне, в нериод схватытзапия иемент1ЮЙ смеси, то проницаемые интервалы за счет опережения процесса формирования цементного камня выделяются на фоне иенрониьаемых для более низких в данный момент времени а мил итуд.

Одинакового состояния цементной смеси за колонной при одном и том же уровне амплитуд (Л - /1) достигают нротив ироиицаемых песчаников {кривая /) и иеироницаемых аргиллитов (кривая 2) со едвигом во време и-1 на 1 - 1,5 час. Б то же время линия Б - Б амилитуды волн против проницаемых песчаников намного меньше, чем нротив аргиллитов.

Период схватывания цементной смеси характеризуется постоянным значением времени распространения 7р волны, приходян ей в нервых встунленнях волнового цуга. Это значение равно времени раснространеиия нродольиой волиы по колонне Г,; (фиг. la). Окончание схватывания цементного раствора характеризуется изменением регистрируемого opeMeini Тр с выходом на величину, равную вре.мепи распространения продольной волиы ио иороде за обсадной колонной. Эта величина зависит от литологии иород и может быть как больше TK (в несчаниках -Тпесч, глинах - Tf-s), так и меньше его (в плотных карбонатных

ИОрОДаХ- Таза) .

По окончании схватывания цемента амплитуда Лу,; продольной волны но коло}П{е становится исчезаюнде малой, а выделение ироиицаемых интервалов становится невозможным, НсЧиная с этого момента, по велич;п-;е Dei-истрируемого времени и амплитуде волны, раепространяющейся по породе (пе показана), можно нровести оценку качества цементного кольца. Следовательно, выделение проницаемых интервалов возможно только в период

3pe:iicHi; (на фиг, 16 зашгрихован), когда в 1;егу ;ле1иях регистрируется нродольиая ьолиа, распространяющаяся ио колонне,

т, с. Т:, УК.

5 Методика иы,:1слс1:;:я проницаемых интервалов но иредла1аемому способ} заключается в следующем.

Сразу после окончания тамнонажных работ ировод гг ;;есколько циклов измерений амплитуд нродольиой волны акустическим цементомером, П1ггервалы времени между замерами выбирают так, чтобы до окончания схьатызания a.eMeiiTHoro раствора количество кзл:ере;1ий соста1з;1ло три--пять. Для нормальных тампо ;ажиых цементов (ВЦО 0,5) эти шяерваль составляют 1,5-3 час.

Па нолуче;1пых диаграммах выделяют интервалы иалболее быстрого уменьшения амнлитуд упругой волны по колонне, при услоВИИ, что регнстрир емое время Гр равно вре.меьи пробега волны по колонне Т,-. Выделенные таким образом интервалы пород являются проницаемыми. Па диагралше фиг. 2 проницаемые интервалы соответствуют участкам разреза, сложенным пееча 1иками 3 и алевролита И 4 и отмеченным отрицательным ано,малиями на кривой ПС. Пепроницаемые интервалы иредсгавлены 1лииами 5. Па диаграммах акустичсского цемептомера, полученных соответственно ь;ерез три, четыре или пять часов после заливки цемента, проницаемые н тервалы выделяются ранним уменьще1И1ем а.мплитуд волны по колонне Лцк (заштриховано снижение амплитуд Лщ; относительно максимальной нерБопачальной амплитуды, принятой за 100 условных единиц). Время Гр на всех диаграмл.ах равно времени пробега продольной волиы по колонне.

Регулярные положительные аномалии на кривой времени 1, и отрицательные на амплитудной кривой Лцк обусловлены замковыми соедн 1е1;1;ями обсадных труб.

Способ дает наилучшие результаты для цементов с повышенным ВЦО, например, для гель-цементов (цеме1ггы с добавкой глинонорошка). В связи с большим процентным содержанием в таких цементных смесях воды затворсиия 1ачало схватывани5 в интервалах лснропицасмых пород еще более затянуто но сравнению с нроницаемыми, В этом случае пос.тедоватсльные замеры акустическим цементомером иожлю выполнять через 3-6 час. При большой разноети времен начала схватывания цемента против проницаемых и ненроницаелплх Hopo;i, выделение ир0 1ицаемых интервалов можно проводить и по одному замеру акустическим цементомером но относительной величине зарегистрированных амнлиПример выделения прощщаемых интервалов но относительно величине амплитуд Лщ,-, 1олу-епных про )Л замере а екважине ПОЗ Усть-Балыкской (Т оменская область), показа ia фиг. 3. ПроИщаемые и 1тервалы соответствуют пластам песчаников с небольшрш прослоем алевролитов, которые отмечены отрицательными аномалиями ПС и наличием глинистой корки по каверномеру (ДС); непроницаемые интервалы сложены глинами. Скважина обсажена обсадной колонной и залита гель-цементом. Замер акустическим цемеитомером выполнен через 20 час иосле заливки цемента.

Как следует из диаграммы акустического цементомера, через 20 час носле заливки цемента схватывание против проницаемых несчаников уже практически закончено. Амплитуды волны по колонне Л„к приближаются к нулевым, регистрируемое время больше, чем время раснространения волны по колонне, ноказанное пунктирной пря.мой.

В интервалах иеироницаемых аргиллитов схватывание цемента находится в самой начальной стадии. Регистрируемое время равно времени распространения волны по колонне (600 мксек), амплитуды волны по колонне

Лц,: иа 1-2 норядка большие, чем пооти и; ;пицаемых интервалов.

6 Предмет изобретения

1. Способ выделения проницаемых интервалов в разрезе скважины, основанный на зависимости объема фильтруюндейся жидкости из цементного раствора в пласт от проницаемости горных пород, отличающийся тем, что, с целью выделения проницаемых интеервалов, 15 том Ч1сле низкопористых и трещшюватых,

в скзажпне возбуждают упругие колебания, нроизводят нзмерення амнлитуд упругой волны, распространя1ои1ейся по обсадной колонне, в промежуток времени от заливки цементного раствора в затрубное пространство до

окончания схватывания его. и по относительному умеиьшеннЮ амплитуд и сокраидению сроков схватывания цементной смеси прониuacMbix ;1П-ервалОБ онределяют проницаемые интервалы.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью получения четкой разницы в амплитудах волн, затрубное пространство залива1-.)т г смептными c iecями с повышенным водоцеА;ентпым отношением, типа гель-цемента,

затем гроизводят измерения амплитуд упруго i; : i:viHb. рас ространяюн1ейся по колонне.