Способ контроля качества изоляции пластов

О П И С А Н И Е ( ) 985266ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советски нСфциалиетичесиинРеспубики К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(5)М, Кл, Е 21 В.47/00 Генуднрнтмнный квинтет СССР но делаю изебретеннй н отнрцтнй(23) Приоритет Опубликовано 30.12.82. Бюллетень,В 48 Дата опубликования описания 06.01.83.(53) УДК 622. .243(088.8) о. В. Сщельненко, К. И. Яцбоон н В. Д. Гоннонов,-",-.;,Московский ордена Октябрьской Революции и о ена Ч,РУЮОЖиОКрасного Знамени институт нефтехимической и газовоой;промьшщенности им. И. М. Губкина(84) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ИЗОЛЯЦИИ ПЛАСТОВ1Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к способам контроля состояния скважин и ставит своей целью контроль качества изоляции пластов, например водоносных и сероводородсодержащих пластов на нефтяных и газовых месторождениях.Известен способ контроля качества изоляции пластов по кривым притока, получаемьпи при испытании обьекта испытателями пластов Х 1.1 в Недостатком этого способа является низкая точность и экспрессносчь, а так же отсутствие прямой зависимости его показаний от качества изоляции пласта.Пель изобретении - повышение точности контроля качества изоляции пластов, например водоносных и сероводородсодержащих пластов на нефтяных и газовых о месторождениях за счет оценки концентрации кольматирующего элемента, позво- ляющей оценить степень кольматации пластав 2Указанная цель достигается тем, что в способе контроля качества изоляций пластов, основанном на определении их проницаемости, измеряют концентрацию кольматирующего элемента в пцтаме выбуренной породы на устье скважины и в породе на исследуемом интервале скважи ны, определяют разнооть указанных кон центраций, и по отношению этой величи ны к ее эталонному значению для одного и того же значения пористости,судят о качестве изоляции.Концентрацию кольматирующего элемента в породе на исследуемом интервале скважины определяют путем облучения породы источником нейтронов и измерения возникающей при этом интенсивности . гамма-излучения радиационного захвата нейтронов в энергетической области, соответствующей наиболее интенсивнвй ля нии в спектре кольматирующего: элемента, и в энергетической области, соответствующей жесткости части регистрируемого и последующего спектра гамма-оп98826 %деления отношенияинтенсивностей гамма-излучения радиационного захватаиз меренных в двух указанных энергетических обпастях.На чертеже изображена зависимость проницаемости образца, песчаника.Образец насыщен сероводородной водой; от концентрации меди в его паровом пространстве, при кольматации образцов песчаника с помощью 5/оф-ного раствора медного купороса, Кривые, приведенные на 3 ьчертеже, построены на основе цанных экспериментальныхисследований. Кривые илгпострируют принципиальную возможносп реализации предлагаемого способа контра пя качества изоляции пластов с помошью физико-химического воздействия.В эксперименте.использовались оЪраз цы песчаника с начальной пористостью 29 оо (кривая Х) и 23.% (кривая 2) диа 20 метром 26 мм и, высотой 25 мм, насышенных сероводородной водой, Процесс изоляции пласта моделировался путем вытеснения сероводородной воды 51 о-ным раствором медного купороса, Качество изоляции контролировалось путем определения проницаемости образцов песчаника,Изменение проницаемости образцов песчаника в ходе эксперимента объясняется тем, что раствор электролита медного30 купороса при взаимодействии с сероводородом образует труднорастворимые аморфные или кристаллические осадки солей меди, которые изолируют (закупоривают) поровое пространство образца песчаника. При этом, чем: выше пористость образца,35 чем большее количество атомов меди требуется для заполнения его поровож пространства, т,е. существует определенное соотношение между максимально возможной концентрацией кольматирующегоэлемента (меди или другого) и пористостью породы (кривые Х и 2 на чертеже).Как видно из фиг. Х,существует связьмежду количеством меди, кольматирующей поровое пространство. образца песча ника и его проницаемостью. Отсутствиепроницаемости у образцов соотйетствует случаю его изоляции ( К п = О)и максимальной (для конкретногозначения пористости) концентрации кольматирующего элемента (меди) в поровом пространстве образца (кривые 1 и 2 на чертеже).Для изогищии пластов, в частности водоносных и сероводородсодержащих на нефтяных и газовых месторождениях используют водорастворимые силихаты, мед- ный купорос, карбонаты меди, гидрат ме 6ди, водорастворимые соли железа, никеля,цинка, кальция и др, (2, 3), Процессизоляции пласта при этом развиваетсятак же, как и в описанном выше эксперименте, т.е. можно контролировать качество изоляции пласта по концентрациижелеза, никеля, цинка, кальция в егопоровом пространстве.Произведены оценки чувствительностиобнаружения указанных элементов, которые входят н состав солей, используемыхдпя изоляции водоносных и сероводородсодержащих пластов, Расчеты показывают,что при величине пористости изолируемогопласта 20 Ь, содержание таких элементов,как железо, никель, медь, цинк, кальций,входящие в состав. кольматанта, составляет порядка 77 о, Указанная величиназначительно выше нижнего порога обнаружения концентрации указанных элементов в породе по данным спектрометриигамма-излучения радиационного захватанейтронов (4, 5),В тех случаях, когда изоляции подлежат низкопористые пластът ( К и 10%)и концентрация кольматирующего элемента(железа, никеля, меди, кальция или пашка) в поровом пространстве будет ниже,необходимая чувствительность анализадостигается за счет увеличения мощности используемого источника нейтронов.Способ осуществляют следующим образом.На устье скважины отбирают шламвыбуренной породы, соответствующей исследуемому интервалу скважины, определяют пористость породы и содержание вней кольматирующего элемента (железа,никеля, меди, цинка или кальция),В скважине обпучают породу источником нейтронов и регистрируют интенсивность гамма-излучения радиационногозахвата нейтронов в энергетической области, соответствующей наиболее интенсивной линии в спектре копьматирующегоэлемента (железа, никеля, меди, цинкаили кальция), и в жесткой части регистрируемого спектра,По отношению интенсивностей гаммаизлучения радиационного захвата, измеренных. в двух указаннь 1 х энергетических.областях, определяют концентрацию кольматирующего элемента в породе.Определяют разность концентрацийкольматирующего элемента в породе ишламе выбуренной породы, и по отношению этой величины к пористости породына исследуемом интервале судят о качестве изоляции пласта.5 9882П р и м е р . (Использование в качестве кольматирующего элемента медного Б;порОса)На устье сквюкины отбирают шлам выбуренной горной, соответствующий исследуемому интервалу скважины и опреж деляют содержание в нем кольматирунъщего элемента - меди, а анже порисФость шлама. Определение концентрации меди в шламе выбуренной породы может быть 10 осуществлено путем измерения интенсивности гамма-излучения радиационного зах- вата нейтронов илн. рентгенорадиометрическим методом.При определении содержания меди по 15 интенсивности гамма-излучения радиацион ного захвата выполняют измерения в двух энергетических областях: ДЕ 3,О,6 Мэв, и . ВЕ=7,7 10,0 МэВ. Затем: ойределяют отношение интенсивностей гамма-излучения радиационного захвата, измеренных в указанных энергетических областях, по которому определяют койцентрацию меди в шламе выбуренной по-: роды, Э 5В случае определения содержания меди в шламе выбуренной породы рентгенорадиометрическим методом, регистрируют интенсивность вторичного гамма-излучения в двух энергетических Обпастях: ВЕЛО =7-9 кэВ и дЕ=15-19 кэВ. Затем определяют отношение измеренных интенсивностей рентгеновского гамма-излучения в указанных энергетических интервалах, по которому определяют концентрацию меди в шламе выбуренной породы.В скважине облучают породу источником нейтронов и регистрируют интенсивность гамма-излучения радиационного захвата нейтронов в двух энергетических облас тях: ЬЕ 3,0-6,6 МЭВ и дЕ=7,6- 10,0 МэВ. 1. Способ контроля качества изоляциипластов, основанный на определении ихпроницаемости, о т л и ч а ю щ и й с ятем что с целью повьшиния точностиконтроля за счет оценки степени кольматации, измеряют концентрацию кольматируюшего элемента в шламе выбуреннойпороды на устье скважины и в породена исследуемом интервале скважины, онределяют разность указанных концентраций, и по отношению этой величины к ее.эталонному значению для одного и тогоже значения пористости судят о качестве изоляции.2. Способ по и. 1, о т л и .ч а юш и й с я тем, что концентрацию коа матируюшего элемента в породе на исследуемом интервале скважины Определяют путемоблучения породи источником нейтронов,измерения возникающей при этом интенсивности гаммаилучений радиационногозахвата нейтронов в энергетической бееласти, соответствующей наиболее интенсивной линии в спектре кольматирующегоэлемента, и в энергетической обгйсти,соответствующей жесткости. части регистрируемого спектра и последуюшего определены отношения интенсивностей гаммаиэлучения радиациоййого захвата, измеренныхх в двух .указанных энергетическихобластях.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Ясашин А; М Ахтямов Г, А. Определение параметров пласта по кривымпритока, полученным при испытании обьекта испытателями пластов. - фНефгяное хозяйство" 1975; Ж 6,Определяют отношение интенсивностей гщ 4 ма излучений радиационного захвата 45 нейтронов, зарегистрированных в двух указанных энергетических областях, по которому Определяют концентрацию меди в породе на исследуемом интервале скважины,50Определяя разность концен граций меди в порОде и шламе и по отношению этой величинЫ к пористости породы судят о качестве изоляции пласта. 86 6Технико-экономический эффект от внедрения предлагаемого способа на нефтаньв и гаэовьи месторождениях связан с повышением точности контроля качества изоляции водоносных и сероводородсодерваших пластов. Конкретный экономический эффект подсчитать сложно, однако в эашмсимости от нефтегазонасьпценности и ве личины эффективной мощности, он может составлять от нескольких тысяч до нескольких десятков тысяч рубпей на одну скважину Формула изобретенияТираж 623 Подписное ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 3035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/8ОХ 12/4 Проектная П фПатентф, г. Ужгород,Составитель И,. Карбачинская Середа Техред М.Качур Корректор С. Шекма