(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СКВАЖИННОЙ СРЕДЫ И ОБСАЖЕННЫХ СКВАЖИН
1
Изобретение относится к способам воздействия на горные породы, в частности на нефтеносные пласты, с целью увеличения притока нефти при осуществлении добычи и при разведке на нефть и газ.
Известен способ определения рабочей частоты скважинных преобразователей, включающий операции определения скорооти, распространения звука в материале активного элемента и диаметра последн& ,о J го, исходя из диаметра скважины 1 .
Недостатке этого способа является отсутствие связи с условиями в скважт не, в частности с физико-механическими свойствами скважинной среды, толщиной 15 цементного слоя, и в связи с этим малая точность определения частоты для получения эффективного воздействия. Известен также способ определения физических характеристик скважинной среды и обсажен 20 ных скважин, включающий определение воздействия акустической частоты 2.
К недостаткам известного способа УГносится то, что нет связи рабочей частоты с размерами излучателя, толщиной цементного слоя и наруяшым диаметром , трубы обсадной колонны или расстоянием до озвучиваемой горной породы от стенки излучателя; нет связи параметров с длиной волны излучаемого ультразвука в ,скважинной среде, воздействие нестабильно и неэффективно, а также малая .-. ность определения рабочей частоты воздействия вследствие ТОГО- что не учитываются температура и статическое давление на скорость распространения звука в скважине и положение излучателя в ней.
Поэтому сггособ-прототип невозможно применять практически и пригоден он лишь для прикидочных теоретических расчетов.
Цель изобретения - повыщение точности определения рабочей частоты и эффек тивности воздействии на нефтяной пласт.
Для достижения указанной пели перед акустическим воздействием проводят акустический каротаж, по данным которого определяют толщину цементного споя,рао|стояние от стенки нефтяного пласта до цементного слоя и скорость рг1спростран ния продольной волны в среде скважины, измеряют диаметры акустичесзюго излучателя и обсадной колонны и определяют рабочую частоту воздействия из соотнош шш f А+1и,-А + 1Ъ скорость распространения продольной волны в среде, заполняю щей пространство скважины в месте воздействия; диаметр обсадной колонны; толщина цементного сэтоя; диаметр акустического излучате ля; расстояние от нефтяного пласта до цементного слоя. чертеже представлена схема осуществления предлагаемого способа. В горной породе 1, являющейся вме щающей, пробурена скважина, в которую помещена труба обсадной колонны 2 на- - ружным диаметром Д, а снаружи нее пространство заполнено цементом 3 толщиной Ц. Внутри скважинь в центре колонны подвешен на кабеле-тросе акуст ьческий излучатель 4, одесимметрично поддерживаемый центратором 5. В зоне перфорации, в которой находится нефтяно пласт 6, размещены перфорационные от верстия 7. Диаметр акустического излучателя 4 равен А, расстояние от нефтяно го пласта до стенки цементного слоя Б. Способ определения рабочей частоты акустического воздействия осуществляют следующим образом. Перед началом воздействия с помощью аппаратуры акустического каротажа на отраженных волнах, шпример профилемера, производят исследование акустических параметров скважинкой среды и нефтяно го пласта с целью определения расстояния от. стенки последнего до стенки излу чателя 4 и скорости распространения продольной волны в скважинной среде в предполагаемой зоне воздействия. . рость распространения продольной волны С юмеряют по времени распространения эхо-сигнала и величине расстояния между стенками излучателя-приемника указанной выша аппаратуры и обсадной колонны С Л-А/Т, где Т-время распространения эхо сигнала в скважинной среде. Так как темпе ратура и давление с глубиной в скважине изменяются медленно, то для большей точности изм ерение скорости звука С м ожно проводить над или под перфорационными отверстиями 7. Полученную скорость уточняют по палеткам, составленным с учатом наличия гидростатического давления в зоне перфорации и температуры в ней. С помощью аппаратуры измеряют толщину цементного слоя Ц в зоне перфорационных отверстий7. Расстояние от стенки нефтяного пласта до стенки излучателя 4 равно Д/2 + Ц - А/2 4- Б (1). При этом раздельное определение в&личин Ц и Б необязательно, так как в формуле (1) они входят как сумма, величина которой может быть определена из данных акустического каротажа из соот ношения СТ (Д/2 - А/2 + П + Б) М, причем М 1,2,3... Практический интерес представляет случай, когда М 1, т.е. воздействие ведется на самых нвзких частотах, когда потери акустической энергии в слое жидкости, заполняющей скважину, вследствие затухания будут мишгмальными. Опущенный после проведения каротажа в скважину акустический излучатель 4 будет эффективно озвучивать нефтяной пласт 6 лишь в том случае, если на указанном расстоянии между стенками излучателя и нефтяного пласта будет укладываться целое число пол волн Д./2, соответствующих оптимальной частоте воздействия. В этом случае слой жидкости между стенками акустического излучателя 4 и нефтяного пласта 6 будет в волновом отношении звукопрозрачным и на прохождение звука к нефтяному пласту будет оказывать влияние только частотнозависимое затухание, которым можно пренебречь на нкзних частотах и вследствие небольшой толщины слоя. Так как длина акустической волны равна частному от деления скорости на частоту € , т.е. СД,(1), то наиболее опттамальная частота акусти -ческого воздействия равна 2С/Л (3). Подставляя в формулу (З) вместо Л /2 сумму Д/2 + Ц + Б - А/2, .получим соотношение для определения оптимальной рабочей чаетоты акустического воздействия .С РА+11;-А+1б из которого следует, что для вычисления ч.астоты измеряют внеиптай диаметр обсадной колонны (тши его берут кз паопорта на скважину) и диаметр акустичеокого излучателя. Так как величины Д,Б, Ц, С и А для данных условий изменить нельзя (величина А изменяется с большим трудом), то для выбора оптимальной рабочей частоты необходимо иметь ряд акустических излучателей, настроенных на различные частоты. После определения частоты по формуле (4) iis ряда будет взят излучатель с наиболее близкой к раочетной резонансной частотой. Например, для типичных условий Самотлорского месторождения нефти С 1280м/с, Д 0,168м, А 0,1м. Пусть Б 0, а
средняя величина Ц по высоте отверстий 7 составляет порядок О,О5 м. Подставля приведенные значенгет А, Б, С, Ц и Д в формулу (4), получим, что- рабочая частота акустического воздействия должна быть 7650 Гц.
Акустическое воздействие обеспечивается и его целесообразно проводить, если мощность воздействия звука уменьшается на 3 дБ. Это происходит в том случае, если расстояние между стенками нефтяног пласта и излучателем отличается от длины полуволны на 1/8 Л . Кроме того, желательно, чтобы расстояние вообще не превышапо Л/8, что соответствует воз-; действию на очень нкзких частотах. Если расстояние равно или кратно четверти длины волны, причем М 1,3,5..., воздействие может оказаться непродолжительным и неэффективным вследствие не которого прохождения акустической энергик в imacT и большого отражения энергии от стенки пласта 6 в Сторону излучателя 4, что вызывает его перегрев и выход из строя.
Предлагаемый способ позволит получить повышенную эффективность воздействия как для увеличения притока нефти из старых скважин, так и для осуществления более эффективного нейтронного каротажа (системы каротаж - воздействие - каротаж), что даст возможность увеличить чувствительность в 3-5 раз. Точность выбора опт-имальной частоты гарантируется введением каротажа перед воздействием, правильным использований
полученных данных и палеток. Преимуществом предлагаемого способа является его простота, ясность, высокая точность, которая повышается в 3-5 раз, позволяя увеличить эффектттность воздействия в 5-10 раз. Экономический эффект от вн&дрения изобретения составит порядка 1000-5000 руб. на одну обработанную скважину.
Формула изобретения
Способ определения физических характеристик скважинкой среды и обсаженных скважин, включающий определение воздействия акустической частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения и эффективности акустического воздействия, перед акустическим воздейств1ием проводят акустический каротаж, по данным которого определяют толщину цементного слоя и скорость распространения продольной волны в среде скважины в зоне воздействия, твмеряют диаметры акустического ззлучателя и обсадной колонны и опред&ляют рабочую частоту воздействия из соотношения:
f
Р ,
где С - скорость распространения продаш ной волны в среде, заполняющей пространство скважины в зоне
акустического воздействия;
Д наружный диаметр обсадной колонны;
Ц - толщина цементного слоя;
А - диаметр акустического излучателя;.
Б - расстояние от стешси нефтяного пласта до цементного слоя. Источники информашга, принятые во внимание при экспертизе
