Способ определения заколоченных перетоков в нагнетательных скважинах

(51) 1 В 47/06 ГОСУДАРСТВЕНПО ИЗОБРЕТЕНПРИ ГКНТ СССР ЫИ КОМИТЕТМ И ОТКРЫТИЯМ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИМ А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ воряющего вышеулибо искажаетсявекции. 2 ил. умпфах скважин в близлерфорированного пласты, ниже его,едобы- ыть ето Изобрете тносится к не т жащие от ходящиес вающеи промышленнос мож во-гео п ромыс использованоческих исследскважин.Цель изобр аниях нагнетательн фиг. 1 приведены схем реализации способа; раммы, зарегистрирова скважине (1 - термог атическиена фиг,2нные в ретения -ния заколовышен ермог льной ости определ нных пе явлени ков жидкости е сч амма пос(21) 4477060/31-03(71) Башкирский государственный университет им. 40-летия Октября(56) Вахитов Г.Г, и .др, Геотермические методы контроля за разработкойнефтяных месторождений. - М.: Недра,1984, с. 240,(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАКОЛОННЫХПЕРЕТОКОВ В НАГНЕТАТЕЛЬНЪХ СКВАЖИНАХ(57) Изобретение относится к нефтедобывающей пром-сти и может бытьиспользовано при промыслово-геофизических исследованиях нагнетательных скважин. Цель - повышение точности определения эаколонных перетоковжидкости эа счет выявления перетоковв зумпфах скважин в пласты, находящиеся ниже перфорированного, подзакачку интервала, Регистрируют термограмму вдоль ствола скважины, втом числе и в зумпфе скважины, в оставленной скважине. Измеряют по зарегистрированной термограмме максимальное снижение температуры против перфорированного пласта. Устанавливают термометр выше перфорированного пласта. Нагнетают в сважину жидкость в объеме, определенном по математической ф-ле. Одновременно с закачкой регистрируют ряд термограмм в интервале перфорированного пласта и в эумпфе скважины, По увеличению температуры в скважине в интервале, находящемся ниже перфорированного пласта, судят о наличии заколонного перетока жидкости в этом интервале. При регистрации термограммы в интервале времени, в течение которого в скважину нагнетается объем жидкости, удовлетворяющий вышеуказанному неравенству, в скважине ниже перфорированного пласта движение жидкости эа колонной отмечается увеличением температуры из-за эффекта дросселирования и конвективного переноса тепла. При отсутствии перетока температура в этом интервале не изменяется в течение времени закачки, не превышающем значения, необходимого для закачки максимального объема жидкости, удовлетказанному неравенству,вследствие термокон 1573155ле прекращения закачки жидкости, 2термограмма в процессе закачки).На фиг. 1. колонки А, Б, В обозначают разные случаи. На фиг, 2 первая колонка обозначает глубину, вторая - кривую ПС и данные локации муфт,третья - термограммы,Случай А (фиг, 1) характеризуетраспределение температуры при отсутствии перетока жидкости за колоннойй регистрации термограммы 2 в интервале времени, когда выполняется усЛовие О 5 маКсСлучай Б соответствует наличию еретока жидкости за колонной и реистрации термограммы 2 в интервале Йремени, когда выполняется условие( Ч . Ниже перфорированного20 пласта отмечается увеличение температуры отчосительно первоначального распределения, Это увеличение связаЦо с конвективным переносом тепла и Дроссепированием жидкости в интервале перетока, что хорошо выделяется йа фоне охлаждения.Случай В - термограмма 2 зарегистрирована через время, превышающее необходимое условие, т,е, Чп ) Чд . 30 В данном случае сильно влияние терИогравитационной конвекции в зумпфе, что может ошибочно интерпретироваться как переток жидкости за колонной Й в то же время может экранировать 35 эффекты, связанные с заколонной цирКуляцией в "этом интервале.Сущность способа заключается в следующем.В отсутствие заколонного движения 4 О Жидкости в длительно работающей нагйетательной скважине температурное поле в зумпфе обусловлено двумя причинами. Первая причина заключается в кондуктивной теплопередаче от охлаж денного закачиваемой жидкостью перфорированного пласта в подстилающие Породы. Зона нарушения при этом пропорциональна,1 ат (а - температуропроводность подстилающих пород, Т - вре О мя эксплуатации скважины). Поэтому для длительно работающей скважины эона нарушения значительна ( ) 10 м), Вторая причина - термогравитационная конвекция, Температура нагнетаемой Жидкости обычно ниже пластовой, а следовательно, и температуры в зумпфе, Такие условия приводят к изменению плотности жидкости в этой области. Так, например, при коэффициенте объемного расширения жидкости (3 = 20 х-5 ох 10 С и снижении температурыона 10 С изменение плотности составит Ь= 0,002 г/см, Вследствие различия плотностей в верхней и нижней частях зумпфа возникает гравитационная конвекция, которая и вносит вклад в распределение температуры в зумпфеНаличие заколонного перетока в близлежащие неперфорированные пласты также приводит к аналогичному распределению температуры в зумпфе, Поэтому в длительно работающих нагнетательных скважинах существует неоднозначность при определении заколонных перетоков.После прекращения нагнетания жидкости в скважину, вследствие разного темпа восстановления температуры в перфорированном и неперфорированном интервалах, на термограмме против перфорированного пласта наблюдается аномалия охлаждения, которая, даже и в случае отсутствия перетока, охватывает близлежащие неперфорированные пласты. После пуска скважины под нагнетание выделение заколонного движения на фоне аномалии охлаждения затрудняется сильным влиянием термогравитационной конвекции, Для ее исключения необходимо, чтобы температура против перфорированного пласта не становилась ниже температуры в остановленной скважине. Контроль за эти можно осуществлять на устье (или другими способами) по объему закачиваемой в пласт жидкости, При этом максимальный объем закачанной жидкости Ч с,с не должон превышать велиТма кс Вчины ----- , где Ь Т- максималь 1 срная величина снижения температуры против перфорированного пласта, Я площадь .поперечного сечения скважины, Г - средний градиент температуры выше аномалии, В данном случае можно пользоваться оценочными формулами, не учитывающими теплообмен потока с окружающей средой, При регистрации термограммы в интервале времени, на котором выполняется условие Ч яЧ , в скважине ниже перфорированного пласта движение жидкости за колонной будет отмечаться увеличением температуры из-за эффекта дросселирования и конвективного переноса тепла, При отсутствии перетоЫмакссСпособ осуществляют следующим образом.Регистрируют термограмму в остановленной скважине, Оценивают по зарегистрированной кривой максимальное снижение температуры против перфорированного пласта. Устанавливают термометр вьппе перфорированного пласта, Пускают скважину под закачку. Регистрируют термограммы в интервале времени, обеспечивающем выполнение условия 7( Ч . Сопоставляют термаксмограммы и определяют изменение тем- пературЫ ниже перфорированного пласта. По увеличению температуры в этом интервале судят о заколонном перетоке.На фиг. 2 представлены результаты реализации способа. В скважине пер 40 50 1573ка температура в этом интервале изменяться не будет при Тэс 1 кТмакс либо будет искажаться вследствие термаконвекции при Тцк ( Тмакс5После возобновления закачки температура поступающей в пласт жидкости со временем меняется немонотонно. В течение некоторого времени она будет выше температуры в эумпфе (на границе с пластом), затем - ниже, Тот период времени, когда температура закачиваемой жидкости выше температуры в зумпфе, наиболее благоприятен для выявления заколонного перето ка, так как исключается термогравитационная конвекция в зумпфе (наверху более нагретая, следовательно, и более легкая жидкость), а дросселирование перетекаемой за колонной жид кости приводит к дополнительному увеличению температуры в зумпфе.При дальнейшем увеличении времени температура закачиваемой в пласт жидкости станет ниже температуры в 25 зумпфе и возникнет термогравитацианная конвекция, приводящая к смазыванию локальных температурных аномалий, Верхний предел объема закачиваемой жидкости можно выбрать таким чтобы 30 понижение температуры против пласта не стало ниже ЬТ .с (фиг. 1):Тмаи ВЧ (ГсрТаким образом, объем закачиваемай жидкости необходимо выбрать исходя иэ условия 5 г бфарираваны два интервала, пад закачкой она находилась в течение трехлет, Исследования проводились через2 сут после прекращения закачки жидкости. Термаграмма 1 характеризуетэто состояние. Средний градиент температуры Г вьппе аномалии охлаждения0,02 С/м. Оценочная величина максимальнога снижения температуры составила Ь Тмс,с = 12, 2 СТогдаЯО 063 иС 1 = -- ЬТ = - --- 12,2макс Гмакс О, 021 О, мзПустили скважину под закачку и количество закачиваемой жидкости контролировали на поверхности. После закачки 6 м жидкости в течение 25 минзаписали термаграмму 2 (6 м (10, 1 м), Из сопоставления зарегистрированных термограмм выделилиувеличение температуры ниже перфорированных пластав. В результате реализации способа определили наличиезакалоннага перетока жидкости в нагнетательнай скважине,Ф а р м у л а изобретенияСпособ определения заколонных перетоков в нагнетательных скважинах,включающий регистрацию термограммвдоль ствола скважины после прекращения закачки жидкости, а т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности определения за счетвыявления перетоков в зумпфах скважинв близлежащие пласты, находящиесяниже перфорированного, определяют величину максимального снижения температуры против перфорированного пласта,затем в скважину эакачивают жидкостьв объеме, определяемом из неравенстваЬ ТмсксЧ (исргде Ч - необходимый объем эакачииз.ваемой жидкости, мЬТ дкс - величина максимального снижения температуры противперфорированного пласта, К;Б - площадь поперечного сечения скважины, м;Г - средний градиент температусрры, К/м,одновременно регистрируют термограммы в интервале перфорированного пласта и в зумпфе скважины и по увеличению температуры в скважине ниже перфорированного пласта судят о наличиизаколонных перетоков в нагнетательныхскважинах.1573155 г Составитель В.ПетровТехред .11,Серцокова Корректор М. Куч Папп Реда По сно роиэводственцо-цздатеиьский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 10 каэ 1628 НИИПИ 1 осударственног 113035Тира; 4комитетаМосква, Ж изобретения5, Раушская и открытиям при ГКНТ ССб д, 4/5