Способ контроля качества изоляции пластов Советский патент 1982 года по МПК E21B47/00 

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к способам контроля состояния скваяош и ставит своей целью контроль качества изоляции пластов, например водоносньсс и сероводсфодсодержащих пластов на неф тяных и Газовых месторождениях. Известен способ коЕРгроля качеса ва изоляции пластов по кривьвл притока, получаемым при испьггании объекта испы тателями пластов 1}. Недоста-пком этого способа является низкая точность и экспрессность, а Taifrдае отсутствие прямой зависимости его показаний от качества изоляции плас Цель изобретения - повьшение точнос ти контроля качества изоляции пластов, напрюлер водоносных и сероводородсодер жащих пластов на нефт5шых и газовых месторозвдениях за счет оценки концент рации кольматирующегчз элемента, позволяющей оценить степень кольматации пласта. Указанная цель дсютигается тем, что в способе контроля качества изоляций ;пластов, основанном на определении их проницаемости, измеряют конценорацию кольматирующего элемента в шламе В1 буренной породы на устье скважины и в породе на исследуемсал интервале скважи ны, определяют разность указанных лоу/ центраний, и по отнощен1ао этой веЯ11ЧЯ ны к ее эталонному значению для одаого и того же значения пористости судят о качестве изоляхщи. Концентрацию кольмат рукицего элемента в породе на исследуемом интервале скважины определяют путем облучения породы источником нейтронов и измерения возникающей при этсил интенсивнос и1 .гамма чиз;огчевия радиационнотч) захвата нейтронов в энерге-гаческой области, соответствующей наиболее интенсивной ля НИИ в спектре кольматирующего элемента, и в энергетической области, соотве1 ствующей жесткости части регистрируе- Могр и последующегчэ спектра гамма-оп Ьделения отношения интенсивноса-ей. гамма-излучения радиационного захвата, из- мерениьк в двух указанных энергетических областях. На чертеже изображена зависимость проницаемости образцу песчаника. Образец насыщен сероводородной водой, от нонцентрадии меди в его поровом пространстве, при кольматации образцов песчаника с помощью 5%-ного раствора медного купороса. Кривые, приведенные н чертеже, построены на основе данных экспериментальныхисследований. Кривые иллюстрируют принципиальную возможност реализации предлагаемого способа контроля качества изоляции пластов с помощью физико-химического воздействия.. . В sKcnepHMeiiTe.,использовались оЪразЦЬ1 песчаника с начальной пористостью 29% (кривая 1) и 21% (кривая 2) диаметром 26 мм и, высотой 25 мм, насыщенных сероводородной водой. Процесс изоляции пласта моделировался путем вытеснения сероводородной воды 5%-ным раствором медного купороса. Качество изоляции контролировалось путем опреде-ления проницаемости образцов песчаника. Изменение проницаемости образцов песчаника в ходе эксперимента обьясняется тем, что раствор электролита медного icynopoca при взаимодействии с сероводородом образует труднорастворимые аморфные или кристаллические осадки солей меди, которые изолируют (закупоривают) поровое пространство образца песчаника. При этом, чем-выще пористость образца, тем большее количество атомов меди требуется для заполнения его nopofforo i пространства, т.е. существует определенное соо-гаошение между максимально возможной концентрацией кольматирующего элемента (меди или другого) и пористостью породы (кривые 1 и 2 на чертеже). Как видно из фиг. 1, существует связь между количеством меди, кольматирующей поровое пространство образца песча- ника и его проницаемостью. Отсутствие проницаемости у образцов соответствует случаю его изоляции (kj,p О) и максимальной (для конкретного v значения пористости) концентрации кольматирующего элемента (меди) в поро вом пространстве образца (кривые 1 и 2 на чертеже). Для изоляции пластов, в частности водоносных и сероводородсодержащих на нефтяных и газовых месторождениях используют водорастборямые силикаты, медя ный купорос, карбонаты меди, гвдрат меди, водорастворимые соли железа, никеля, цинка, кальция и др. (2, 3). Процесс 1Е5юляйии шшста при этом развивается так же, как и в описанном выше эксперименте, т.е. можно контролировать качество изоляции пласта по концентрации железа, никеля, цинка, кальция в его поровом пространстве. Произведены оценки чувствительности обнаружения указанных элементов, кото- рые входят в. состав солей, используемых для изоляции водоносных и сероводородсодержащих пластов. Расчеты показывают, что при величине пористости изолируемого пласта 20%, содержание таких элементов, как железо, никель, медь, цинк, кальций, входящие в состав, кольматанта, составляет порядка 7%. Указанная величина значительно выше нижнего порога обнаружения концентрации указанных элементов в породе по данньхм спектрометрии гамма-излучения радиационного захвата нейтронов (4, 5). В тех случаях, когда изоляции подлежат низкопористые пласты Ч Кр и 10%) и концентрация кольматирующего элемента (железа, никеля, меди, кальция или щтка) в поровом пространстве дет ниже, необходимая чувствительность анализа достигается за счет увеличения мощ11ссти используемого источника нейтронов. Способ осуществляют следующим образом. На устье скважины отбирают шлам выбуренной породы, соответствующей исследуемому интервалу скважины, опредеЛ5пот пористость породы и содержание в ней кольматирующего элемента (железа, никеля, меди, цинка или кальция). В скв 1жине облучают породу источником нейтронов и регистрируют интенсивность ламма-излучения радиационного захвата нейтронов в энергетической области, соответствующей наиболее интенсивной линии в спектре кольматирующего элемента (железа, никеля, меди, цинка или кальция), и в жесткой части регистрируемого спектра. По отношению интенсивностей гаммаизлучения радиационного захвата, измеренных, в двух указанных э:нергетиЧеских. областях, определякзт концентрацию коль матирующего элемента в породе. Определяют разность концентраций ко7шматирующего элемента в породе и шламе выбуренной породы, и по отнощению этой величины к -пористости породы на исследуемом интервале судят о качестве изоляции пласта. Пример (иОпользование в качес тве колынатирукицего элемен-ш медного купороса). На устье скважины отбирают шлам выбуренной горной, соответствующий исследуемому интервалу скважины и оЕфе деляют содержание в нем 1а)Льматирук щего элемента - меди, а также пористос шлама. Опредепйние концентрации меди. в шламе выбуренной породы может &tiesb осуществлено путем измерения интенсивн сти гамма-из чения радиационного зах вата нейтронов или. рентгенорадиоме1ри- ческим методом. При определении содержания меди по интенсивности гамма-излучения радиашю ного захвата выпошшют измерения в -двух энергетических областях : ,О-. 6,6 Мэв, и ,,О МэВ. Затем определяют отношение интенсивностей гамма-из гчения радиационного захвата, измеренных в указанных энергетических областях, по которому определяют концентрацию меди в щламе вьтбуренной породы. В сдтчае определения содержания мед в шламе выкуренной породы рентгено- радиометрическим методом, регистрируют интенсивность вторичного гамма-излучения в двух энергетических областях: йЕ 7-9 кэВ и дЕ«15-19 кэВ. Затем определяют отношение измеренных ш тенсив ностей рентгеновского гамма-излучения в указанньсс энергетических интервалах, по которому определяют концентрацию меди в шламе выбуренной породы. В скважине облучают породу источнико нейтронов и регистрируют интенсивность гамма-излучения радиашюнного захва-га нейтронов в двух энергетических областях: ,0-6,6 МэВ и ,в1О,0 МэВ. Определяют отношение ннтенснвносТей гамма-излучений радиацио1шого захвата нейтронов, зарегистрированных в двух указанных энергетических областях, по которому определяют концентрацию меди в породе на исследуемом интервале скважины. Определяя разность концентраций меди в породе и шламе и по отношению это величины к пористости породы судят о качестве изол5щии пласта. Технико-экономический эффект от внедрения предлагаемого способа на нефтгнных и газовых мес Ъррждениях сюкзан с повышением точности контроля качества изоляций водоносньк и сероводородсогаат«жащих пластов. Конкретный экономический эффект подсчи-шть сложно, однако в аависимоста от нефтегазовасыщенности и величины эффективной мощности, он может составлять от нескольких тысяч до нескольких десятков -пыснч рублей на одну скважину. Формула изобретения 1.Способ контроля качества изоляиии raiacTOB, основанный на определении их проницаемости, отличающийся, тем, что, с целью повышения точности контроля за счет оценки степени кольма- тации, измеряют концентрацию к шьматирующего элемента в шламе выкуренной породы на ус1ъе скважины и в породе на исследуемом интервале скважины, определяют разность указанных концентраций, и по отношению этой величины к ее. эталонному значению для одного и того же значения пористости судят о качест ве изоляции. 2.Способ по п. 1, о т л и .4 а ю щ и и с я тем, что концентрацию кольматирующего элемента в породе на исследуемом интервале скважины определшот путем облучения породы источником нейтронов, измерения возникающей при этом интенсивности гамма-излучений радиационного захвата нейтронов в энергетической бб ласти, соответствующей наиболее интенсивной гаоши в спектре кольматиругащего элемента, и в энергетической обЛЬс-га, соответствующей жесткости .части регистрируемого спектра и последующего определения отношения интенсивностей гамма- : излучения радиационного захвата, измеренных в двух указанных энергетических областях Источники информации, пршштые во внимание при экспертизе 1. Ясашин А. М., Ахтямов Г. А. Определение параметров пласта по кривым притока, полученным.ПРИ испытании объекта испытателями пластов.-Нефтяное хозяйство, 1975j № 6.