Способ каротажа нефтяных скважин

 

Изобретение относится к геофизическим методам исследования нефтяных коллекторов, поровое пространство которых заполнено водонефтянсгй эмульсией 1 Целью изобретения нефтяных скважин является повышение достоверности способа измерения параметрических зависимостей, однознач-. но связанных с наличием эмульсии в коллекторе. Поставленная цель достигается тем, что возбуждают упругие колебания диспергированного вещества в скважине переменным электрическим полем. Частоту переменного электрического поля изменяют от 10 до 5 кГц, По появлению резонансных акустических спектров на частотах ниже 5 кГц судят о наличии нефти в коллекторе . В процессе наложения переменного электрического поля капля нефти совершает поступательные колебательные движения, изменяет длину и форму, становясь вторичным излучателем акустических волн. При совпадении частоты электрического поля с собственной частотой колебаний нефтяной эмульсии возникают механические упругие резонансы, спектры которых, связанные с изменениями реологических свойств капель, лежат в области низких частот и возникают только в двухфазных системах с границей раздела жидкость - жидкость, что является прямым поисковым признаком наличия нефти в коллекторе. 2 ил. (Л кр . 00 Сд (Х СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ соцИАлистических

РЕСПУБЛИК (я) 4 G 01 U 1/40

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, "" -: .

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3847061/24-25 (22) 16.01,85 (46) 28.02.87 Бюл. N 8 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт геологии минеральных ресурсов Мирового океана (?2) П.А.Александров, А.П.Коншин, Л.M.Марморштейн, С.Н.Семенов и Д.В.Тихомолов (53) 550.83(088.8) (56) Леонтьев Е.И. и др. Изучение коллекторов нефти и газа месторождений Западной Сибири геофизическими методами. M. Недра, 1974, с.144-147.

Померанц Л.И. и др. Геофизические методы исследования нефтяных и газовых скважин. M. Недра, 1981, с. 160-186. (54) СПОСОБ КАРОТАЖА НЕФТЯНЫХ СКВАЖИН (57) Изобретение относится к геофизическим методам исследования нефтяных коллекторов, поровое пространство которых заполнено водонефтяной эмульсией| Целью изобретения нефтяных скважин является повышение достоверности способа путем измерения паÄÄSUÄÄ 1293683 А1 раметрических зависимостей, однозначно связанных с наличием эмульсии в коллекторе. Поставленная цель дости-. гается тем, что возбуждают упругие колебания диспергироваиного вещества в скважине переменным электрическим полем. Частоту переменного электрического поля изменяют от 10 до

5 кГц. По появлению резонансных акустических спектров на частотах ниже

5 кГц судят о наличии нефти в коллекторе.- В процессе наложения переменного электрического поля капля нефти совершает поступательные колебательные движения, изменяет длину и форму, становясь вторичным из- с лучателем акустических волн. При совпадении частоты электрического поля с собственной частотой колебаний нефтяной эмульсии возникают механические упругие резонансы, спектры которых, связанные с изменениями реологических свойств капель, лежат в области низких частот и возникают только в двухфазных системах с границей раздела жидкость †. жидкость, что является прямым поисковым признаком наличия нефти в коллекторе. 2 ил. ©

СЮ

1 12

Изобретение относится к геофизическим методам исследования нефтяных коллекторов, поровое пространство которых заполнено водонефтяной эмульсией.

Целью изобретения является повышение достоверности способа путем измерения параметрических зависимос- . тей, однозначно связанных с наличием эмульсии в коллекторе.

На фиг.1 показана схема реализации способа на фиг.2 — спектральные характеристики, Способ осуществляют следующим образом, Электроакустический каротажный зонд 1 перемещают вдоль стенок скважины с постоянно заданной скоростью на одножильном бронированном кабеле 2. По кабелю от источника постоянного тока подается электрический ток мощностью 1 кВт. В зонде постоянный ток преобразуют генератором качаиицейся частоты. Преобразовательный ток проникает в пласт через задающие электроды 3-5. Таким образом, возбуждают упругие колебания дисцергированного вещества, Оптимальное расстоя-. ние между электродами 3 и 4 составляет 3-4 и вследствие быстрого затухания акустических волн с одной стороны и необходимостью преодоления зоны кольматации с другой. В случае, если задачей является выявление глубины зоны кольматации, расстояние между электродами 3 и 4 может быть переменным. Вторичное возбуждение водонефтяной эмульсии фиксируют датчиками 5 упругих колебаний и через усилитель по кабелю подают в каротажную станцию. Интерпретация геофизических данных поясняется графическим изображением на фиг.2, где приведены функции зависимости

А F (2 3 f), где А — амплитуда электрических колебаний, измеренная на входе датчика упругих колебаний, f — частота электрического поля.

Появление акустических резонансных спектров на частотах 850-900 Гц (пик 6 на фиг.2) свидетельствует о наличии нефти в пласте-коллекторе. Резонансный спектр 7 (фиг.2) на частоте 32 кГц также свидетельствует о наличии нефти в пласте.

Пик 8 на фоне размазанного спектра позволяет предположить о существовании зоны кольматации прискважин

93683

2 ного пространства. В данном случае однозначное выделение степени кольматацни прискважннного пространства возможно путем увеличения расстояния между задающими электродамн 3 и 4, при этом сохранение пика при расстоянии между задающими электродами, равном 20 м, с достаточной степенью достоверности свидетельствует о нефтяном происхождении пика.

Отсутствие резонансного спектра на

10 частотах менее 5 кГц и появление резонансных спектров на частотах 18 кГц (пик 9 на фиг.2) интерпретируется как кольматация прискважинного пространства. Если с увеличением расстояния между электродами 3 и 4 спектр пропадает, то глубину кольматации скважины следует принимать равной

1/3 расстояния между электродами

3 и 4.

В предлагаемом способе о наличии нефти судят по появлению резонансных акустических спектров на частотах до 5 кГц„ с достаточной степенью достоверности — появлению акустических спектров на частотах свыше

5 кГц. Определяют характер зоны кольматации по появлению резонансных спектров на частотах свыше 5 кГц.

Нефть в коллекторах находится в диспергированном виде. Наложение переменного электрического поля на эмульсию нефти в воде дисперсная фаза — нефть, дисперсионная среда— пластовая вода приводит к колеба- . тельным движениям эмульгированного вещества (нефти), а также к изменению линейных размеров и формы неф40 тяных капель..

Релаксацию нефтяных капель целесообразно разделить на две группы:

g$

1. Релаксация без изменения реологических свойств капель — электрофоретическая. Скорость релаксации лимитирована силами электростатического взаимодействия.

2. Релаксация с изменением реологических свойств нефти — скорость релаксации лимитирована силами гидро, динамического взаимодействия. Поступательное движение нефтяных капель вызывается их электрофоретическим сдвигом и возникновением взаимодействия между каплей и ее ионной атмосферой. Частота собственных колебаний эмульсии зависит от времени ре3 1129368 лаксации ионной атмосферы. Резонансные частоты, обусловленные указанным механизмом колебательных движений, ожидаются на частотах свыше

5 кГц.

Частота экспериментально установленной дисперсии составляет 36 кГц.

Перераспределение зарядов в электрическом поле на грачице раздела нефть-пластовая вода приводят к 10 возникновению градиента поверхностного натяжения, который компенсируется изменением радиусов кривизны участ.,ков капли. Для сферических частиц о степени вытянутости капли в электри- 15 ческом поле можно судить, измеряя ее эксцентриситет.

Соотношение для малых капель подтверждено экспериментально изменением расклинивающего давления, обус- Ю ловленного электроосмотическим вхождением воды между нефтью и породой, что приводит к увеличению толщины сольватной оболочки, а также гидродинамическому давлению на торцовой поверхности капель, вызванные электроосмотическим потоком пластовой воды.

Время принятия каплей первоначальной формы {при снятии электрического поля} зависит от эластичности систе- 30 мы. Эластичность системы возрастает с ростом поверхностной активности вещества. Эластичность нефтяной эмульсии составляет 1 — 10 м/н. Такое значение соответствует у ругому типу 35 деформации, а скорость релаксации находится в области низких акустических частот, характерных для релаксации гидродинамического типа.

Таким образом, в процессе наложения переменного электрического поля капля нефти совершает поступательные колебательные движения, изменяет длину и форму, становясь вторичным Д5 излучателем акустических волн. При совпадении частоты электрического поля с собственной частотой колебаний нефтяной эмульсий возникает механический упругий .резонанс, которому присущ спектр, вызванный различными физическими причинами, вызывающими колебания различных размеров капель.

Все резонансные спектры, связанные с изменением реологических свойств капель, лежат в области низких частат и возникают только в двухфазных системах с границей раздела жидкость-жидкость, что является прямым поисковым признаком наличия нефти в коллекторе.

Злектрофоретический резонансный эффект, возникающий также на границе раздела твердое тело-жидкость, не является прямым поисковым признаком наличия нефти, но резонансные частоты, связанные с этим эффектом, лежат в ультразвуковых областях, являясь показателем наличия дисперсной фазы в коллекторе.

Формула изобретения

Способ каротажа нефтяных скважин, включающий непрерывное перемещение скважинного прибора, возбуждение и прием в скважине упругих колебаний, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности способа путем измерения параметрических зависимостей, однозначно связанных с наличием эмульсии в коллекторе, упругие колебания диспергированного вещества возбуждают переменным электрическим полем, изменяют частоту переменного электрического поля от

10 Гц до 5 кГц, а о наличии нефти судят по появлению резонансных акустических спектров на частотах ниже

5 кГц.

1293683

° °

°, ю

O ° ° °

Гц

Составитель Н. Журавлева

Редактор Ю.Середа Техред В.Кадар Корректор Г.Решетник

Заказ 383/51 Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 5/4

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фиг,Z

Ю

Ф Д