Способ исследования нефтяных скважин

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик и 953196(22) Заявлено 17. 12 . 79 (21) 285 3730/22-03 51) М. Кп. Е 21 В 47/00 Е 21 В 47/06 с присоединением заявки Ко(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 2 30 8 82, Бюллетень Мо 31 Дата опубликования описания 23.08.82(54) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ НЕФТЯНЫХ СКВАЖИН Изобретение относится к контролю за разработкой нефтяных и газовых месторождений и может быть использовано при промыслово-геофизических исследованиях действующих скважин. Известен способ термического исследования скважин,при котором скважину останавливают, извлекают насосное оборудование, опускают НКТ, затем проьывают скважину, извлекают глубинное оборудование и спускают термометр. Термометром регистрируют температуру вдоль оси скважины. По результатам измерений судят о состоянии скважины и пласта 1 11.Недостатками этого способа являются необходимость остановки скважины, проведение трудоемких спускоподъемных операций и закачки жидкости.Известен также способ термического исследования действующих скважин, заключающийся в том, что регистрируют температуру вдоль ее ствола, при этом по характеру термограммы оценивают состояние скважины. Информативность термометрии в этом случае ,обусловлена, главным образом, эффектом Джоуля-Томсона и эффектом калориметрического смешивания потоковжидкостей в скважине 1 21.. Однако при совместной эксплуатации скважиной нескольких пластовзатруднено выявление притока жидкости из вышележащего пласта, если еетемпература близка к температуре потока жидкости в скважине и эффеккалориметрического смешивания слабопроявляется.Кроме того, при наличии негерметичности искусственного забоя скважины и обсадной колонны невозможнооднозначное ее определение, При на 15 личин слу аев перетока жидкости постволу скважины их верхних перфорированных пластрв в нижние невозможно однозначное их выявление,При наличии заколонного перетокажидкости из вышележащих неперфорированных водоносных пластов в перфорированные затруднено его выявление.Наиболее близким к предлагаемомуявляется способ исследования нефтяных скважин, включающий регистрациюисходного распределения температурывдоль ствола скважины, выделение интервала с температурной аномалией,повторную регистрацию в выделенноминтервале распределения температурыпо сечению скважины и сопоставление полученных термограмм 3 3.Однако известный способ предназначен для исследования остановленных скважин.Целью изобретения является обес печение получения информации о состоянии действующей скважины.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу повторную регистрацию распределения температу О ры осуществляют в пределах радиуса ,обсадной колонны.Причем для определения наличия и направления движения жидкости в обсадной колонне измерение температуры в пределах радиуса производят в интервалах монотонного изменения температуры с глубиной и по измерению температуры судят о наличии и направлении движения жидкости.Для определения движения жидкости в заколонном пространстве выше интервалов перфорации измерение температуры в пределах радиуса производят на глубине, соответствующей аномальному изменению вертикального градиента температуры, причем о наличии движения жидкости судят по уменьшению температуры от стенки до оси скважины.Предлагаемый способ исследований скважин основан на том, что температура жидкости, поступающей из пласта и движущейся по скважине, как правило, отличается от температуры окружающих пород. Вследствие теплообмена 35 потока жидкости со стенками скважины, возникает поперечный градиент температуры. Причем характер поперечного распределения температуры в действующей скважине зависит от дебита и 40 направления движения жидкости в стволе, Разность температур у стенки скважины и на ее оси может достигать в потоке нескольких десятых долей градусов, Причем вне интервалов при тока жидкости в скважину распределение температурыпо радиусу скважины зависит от дебита (нулевому дебиту соответствует нулевой поперечный градиент), Укаэанные обстоятельства, а также особенности радиального распределения температуры в зоне притоков позволяют однозначно выявить притоки жидкости в ствол скважины во всех случаях, включая случай отсутствия проявления эффекта калориметрического смешивания на продольной термограмме, Сопоставляя данные о продольном и .поперечном распределении температуры, можно судить о на-, личии и направлении потока жидкости 60 в скважине, Так, если температура в исследуемом интервале скважины повышается с глубиной,то в случае отсутствия движения жидкости температура во всех точках поперечного сечения сква жины одинакова, в случаях движенияжидкости вверх или вниз температура у стенки скважины соответственно выше или ниже, чем на удалении от стенки. В результате полученные с помощью предлагаемого способа данные можно использовать для определения притоков жидкости в скважину из перфорированных пластов, выявления мест негерметичности обсадной колонны и нарушения герметичности искусственного забоя, обнаружения перетоков жидкости по стволу скважины между перфорированными пластами, а также для решения других задач контроля работы скважин.Способ осуществляют следующим образом.1Измеряют распределение температуры вдоль ствола скважины с помощью термометра, спускаемого в скважину, осуществляют предварительную интерпретацию данных, полученных при этом замере, в интервалах, где интерпретация затруднена или неоднозначна, измеряют распределение температуры по радиусу скважины, например с помощью устройства, фиксирующего датчик термометра на различных удалениях от стенки скважины. По сопоставлению полученного распределения температуры с термограммой вдоль стволаскважины судят о режиме работы и состоянии скважины.На фиг. 1 и 2 представлены графики конкретных реализаций способа;на фиг. 3 - устройство, используемоедля реализации способа: а - вид прибора при закрытом фонаре, 6 - видприбора при открытом фонаре,На фиг. 1 обозначены,первая колонка - кривые электрометрии; втораяколонка Т - термограмма, зарегистрированная вдоль ствола скважины,третвя колонка Т 1 - распределениетемпературы по радиусу скважины науказанных глубинах, К - радиус обсадной колонны в дюймах (О соответствует оси скважины).Скважина глубинонасосная. Дебитскважины 10 м /сут воды. Интервалперфорации 1262,8-1265,8 м. Диаметробсадной колонны б дюймов.С целью определения причины и источника обводнения скважины способбыл реализован следующим образом.Через межтрубное пространство вскважину опускают термометр и измеряют распределение температуры вдольствола ее. Масштаб записи 0,09 С на1 см диаграммной ленты (фиг,1),На глубине 1243, 1260, 1280 м дополнительно измеряют поперечное распределение температуры. На термограмме Т в интервале 1242-1244 мотмечается небольшая температурнаяаномалия, Интерпретация термограммыв целом затруднительна,Термограмма Т соответствует поперечному распределению температурын скважине. На глубине 1243 м видтемпературной кривой отличается оттеоретической, т,в. температура жидкости у стенки скважины выше, чем 5на некотором удалении от стенки,Разность температур на стенке и наоси сконажины в этом случае достигает 0,5 С,На глубине 1260 м поперечное рас Определение температуры согласуетсяпо форме с теоретической, т,е, соответствует наличию движения потокажидкости в скважине вверх.На термограмме Тл отмечается изменение наклона темйературной кривойныше глубины 1242 м относительнообщего наклона температурной кривойниже этой глубины. В интервале1242-1244 м находится водоносныйпласт. Очевидно, присутствие небольшой температурной аномалии на Т 1 итакой характер распределения температуры по радиусу скважины на Т 2 вэтом интервале может быть связай25лишь с проявлением эффекта дросселиронания движущейся из водоносногопласта жидкости, Причем движениежидкости происходит за колонной,Учитывая наклон температурной кривойвьые глубины 1242 м .на Тл и поперечное распределение температурынскважине на глубине 1260 м, можносделать однозначное заключение о наличии эаколонного перетока из неперфориронанного пласта в перфорированный, что и является причиной обводнения скважины,В эумпфв скважины распределениетемпературы по радиусу ее представляет прямую линию, т.е. температура 40вдоль радиуса скважины одинакова,что согласуется с теорией в случаеотсутствия движения жидкости в этоминтервале,На Фиг. 2 обозначены: первая колонка ТЛ - распределение температурындоль ствола скважины; вторая колонка Т.1 - распределение температурыпо радиусу скважины на указанныхглубинах, К - радиус колонны н дюймах (О соответствует оси скважины),Скважина эксплуатируется штанговым глубинным насосом, Дебит скважины 4 м"/сут воды. Интервал перфорации 1249,8-1251,8 м, Диаметр обсадной колонны 5 дюймовС целью выявления причины обводнения на скважине был реализованпредлагаемый способ. Порядок реализации способа такой же, как и н пре"дыдущвм способе, 60, На термограмме Тна глубине1232 м отмечается излом (изменениенаклона) температурной кривой. Похарактеру твглпературной аномалии винтервале перфорации можно првдполо жить, что пласт этот не принимаетучастия в работе, На термограмме Тпредставлено поперечное распределение температуры н скважине на трехглубинах; 1228, 1244 и 1256 м соответственно, Характер распределениятемпературы на глубине 1228 м согласуется с теоретической кривой. Наглубине 1244 м характер поперечногораспределения температуры отличенот теоретического, т.е. температурау стенки скважины выше, чем на некотором удалении от нее, Таким образом,принимая во внимание наклон температурной кривой на ТЛ выше и нижеглубины 1232 м, форму температурнойаномалии н интервале перфорации,характер и вид поперечного распредвления температуры на глубине 1228 ми 1244 м можно сделать однозначноезаключение о том, что на глубине1232 м отмечается негерметичностьобсадной колонны, через которую искважину поступает жидкость. Причемжидкость, поступая в скважину, разделяется на дна потока: часть жидкости (4 м/сут) отбирается насосомиз скважины, другая часть перетекаетвнутри колонны в перфорированныйпласт,В эумпфв скважины движение жидкости отсутствует, Таким образом, причиной обводнения скважины являетсянегерметичность колонны на глубине1232 м, Кроме того, в скважине отмечается ннутриколонный переток жид"кости, что ведет к заводнению продуктивного пласта.Для оеализации способа можно использовать устройство, позволяющеевести непрерывную, либо поточечнуюрегистрадию температуры по радиусускважины (фиг. 3) .Устройство представляет собойтермометр, снабженный управляемымпружинным Фонарем 1, что позволяетпо команде с поверхности земли фиксировать датчик 2 температуры наразличных расстояниях от стенки скважины. В процессе измерения температуру регистрируют как Функцию расстояния датчика термометра от стенки скважины на заданной глубине, Диаметр термомвтра 26 мм, что позволяет проводить исследования через мвжтрубное пространство или НКТ,Предлагаемый способ, по сравнениюс известными, позволяет повыситьэффективность термических исследова"ний действующих скважин при решениизадач однозначного определения ра-ботающих интервалов при исследовании скважин, эксплуатирующих несколь"ко продуктивных горизонтов, определения негерметичности искусственногозабоя скважины и обсадной колонны,выявления случаев внутриколонногоперетока жидкости из верхних пврфо 953196рированных пластов в нижние, обеспечения возможности определенйя движения жидкости за колонной из вышележащих неперфорированных водоносных пластов в перФорированные.5Формула изобретения1. Способ исследования нефтяныхскважин, вклйчающий регистрацию ис- Оходного распределения температурывдоль ствола скважины, выделение интервала с температурнОй аномалией,повторную регистрацию в выделенноминтервале распределения температурыпо сечению скважины и сопоставлениеполученных термограмм, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюобеспечения получения информации осостоянии действующей скважины, повторную регистрацию распределениятемпературы осуществляют в пределахрадиуса обсадной колонны,2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью определения наличия н направления движенияжидкости в обсадной колонне, измерение температуры в пределах радиусапроизводят в интервалах монотонногоизменения температуры с глубинойи по измерению температуры судят оналичии и направлении движения жидкости.3, Способ по п.1, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью определения движения жидкости в эаколонномпространстве выше интервалов перфорации, измерение температуры в пределах радиуса производят на глубине,соответствующей аномальному изменениювертикального градиента температуры,причем о наличии движения жидкостисудят по уменьшению температуры отстенки до оси скважины,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Дахнов В.Н., Дьяконов Д.И.Термические исследования скважин.Гастоптехиздат, 1952, с, 252.2, Дворкин И.Д. и др. Термометриядействующих скважин. Уфа, Башгосуниверситвт, 1976,3. Лоцгпа 1 оК Рейто 1 еив ТесЬпо 1 одуЗцпе . 7, 31, Ио б, 1979, р, 6 76-682953196 оставитель й.Наэаретоваехред З.Палой;. Корректор М.Демчик липп Редакто Заказ ктная, 4 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул 228/54 ВНИИПИ Гос по делам 13035, МоскваТираж 623 арственного комитет зобретений и открыт Ж, Раушская наб. ПодписноеСССРде 4/5