Способ определения интервалов заколонного движения жидкости в скважине

 

Изобретение относится к исследованию скважин геофизическими методами. Цель изобретения - повышение однозначности определения интервалов заколонного движения жидкости в скважине. Для выделения интервалов заколонного движения жидкости в скважине проводят двукратную регистрацию распределения т-ры по стволу скважины: первую в момент закачки жидкости в пласт, а вторую в момент подхода возмущающего температурного фронта из зоны заколонного движения к датчику т-ры. Возможность выявления заколонного перетока при наличии зоны охлаждения в зумпфе скважины обусловлена наличием отрицательного градиента разности первой и второй термограмм вследствие эффекта Джоуля-Томсона и ряда других. Приводится расчет времени подхода возмущающего температурного фронта к датчику т-р. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„Я0„„14761 19 (51) 4 E 21 В 47/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬГГИЯМ

ПРИ CHHT СССР опислник изоБркткиияГ ф фЪ ь г

Щ (21) 4249894/23-03 (22) 08.04.87 (46) 30.04.89 . Бюл. Р 16 (71) Башкирский государственный университет им. 40-летия Октября (72) В.Ф. Назаров, P.Ô. И!арафутдинов, P.A. Валиуллин, И.Л. Дворкин, P.Á. Булгаков, П.Т. Фойкин, М.H. Таюпов и A,N. Осипов (53) 622.241(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 672333, кл. Е 21 В 47/00, 1977.

Авторское свидетельство СССР

987082, кл. Е 21 В 47/00, 1980. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИНТЕРВАЛОВ

ЗАКОЛОННОГО ДВИЖЕНИЯ ЖИДКОСТИ В СКВА-ЖИНЕ (57) Изобретение относится к исследованию скважин геофизическими мето1

Изобретение относится к исследованию разреза скважин геофизическими методами.

Цель изобретения — повышение точности определения интервалов заколонного движения жидкости в скважине.

На чертеже представлены термограммы для выделения заколонного перетока жидкости в скважине. (кривая 1 снята в момент закачки флюида в пласты, кривая ? — в момент его отбора, а кривая -3 изображает градиент разности термограмм).

Способ реализуют следующим образом.

Для выделения интервалов заколонного движения жидкости в скважине про= водят спуск датчика температуры в скважину и регистрируют распределение температуры по стволу скважины в модами. Цель изобретения — повышение однозначности определения интервалов заколонного движения жидкости в скважине. Для выделения интервалов зако лонного движенчя жидкости в скважине проводят двукратную регистрацию распределения т-ры по стволу скважины: первую — в момент закачки жидкости в пласт, а вторую в момент подхода возмущающеrn температурного фронта из зоны эаколонного движения к датчику т-ры. Возможность выявления заколонного перетока при наличии зоны охлаждения в зумпфе скважины обусловлена наличием о"рицательного градиента разности первой и второй термограмм вследствие эффекта Джоуля-Том- ф сона и ряда других. Приводится расчет времени подхода возмущающего температурного фронта к датчику т-р. 1 ил. в

2 мент закачки флюида в пласты, а вторую термограмму регистрируют при от боре в момент подхода температурного возмущения из зоны заколонного движения к датчику температуры, сопоста ляют полученные термограммы и по наличию отрицательного градиента разности первой и второй термограмм в зумпфе скважины судят об интервале заколонногс движения.

Возможность выявления интервала заколонного движения жидкости даже при наличии зоны охлаждения в эумпфе скважины обусловлена наличием отрицательного градиента разности первой и второй термограмм вследствие дроссельного разогрева (эффекта ДжоуляТомсона) жидкости, движущейся за колонной, приводящего к повышению температуры при изливе по сравнению

1476119 с температурой при закачке. Градиент разности температур Т(я,, t)-Т, (z,,t) в интервале перетока описывается зависимостью а (т(вг)-Т. CpGK -к<н-z> а z 2er,с(где Н вЂ” расстояние до нулевого градиента от, подошвы перфорированного пласта; температура при закачке; — теплоемкость воды; . — радиус скважины; — коэффициент теплопередачи от потока воды;

Тз

Ср г, 0(А — механический эквивалент работы; — плотность жидкости; забойное и устьевое давления;

У

Рз, Р„

К = 2Пг d/С р Г;

G — массовый расход жидкости.

Отсюда следует, что даже при отсутствии эффекта. Джоуля-Томсона в

:интервале заколонного движения,наб» людается отрицательный градиент раз- 30 ности температур при изливе и закачке..

Температурный сигнал от среды, находящейся за колонной, достигает датчика прибора через время, которое можно оценить, используя известную зависимость

Т I (Wn г/г, ) -OI o

1-2Š— — — —.— -е (1)

То

Рп Ро 40 где.Т вЂ” температура в скважине на расстоянии r от ее оси;

Т, — аномалия температуры за колонной;

r, — радиус скважины; 45

F,=à t/r2 — число Фурье; а — температуропроводность воды, заполняющей ствол скважины; — время; — параметр, определяемый из 50 уравнения

z,(p„) = о;

Т (pnr/rî.) и Т, (Р„) — функция Бес-55 селя нулевого и первого порядка соответственно.

Поскольку средняя величина геотермического градиента составляет

Г = 0,03 С/м, а точность привязки термограмм равна d h = 1 м, минимальную величину регистрируемой температурной аномалии за породой примем равной: dT = h Г = 0,03 С.

С другой стороны, задаваясь минимальной величиной регистрируемой в скважине температуры, равной 0,01 С, имеем, что минимальная величина отношения регистрируемой в скважине аномалии температуры к минимальной величине аномалии температуры за обсадной колонной составляет 0,01 С/

/О,ОЗ = О,ЗЗ.

Определим расстояние, которое про" ходит температурный сигнал из области за колонной через цементное кольцо и воду, заполняющую обсадную колонну до датчика. Радиус датчика равен 2мм-, обсадной колонны — 73 мм, радиус долота - 98,5 мм, радиус прибора14 мм. Тогда, если прибор прижат к обсадной колонне, минимальное расстояние от датчика до .наружной поверхности цементного кольца r = 98,573 + 14 - 2 = 37,5 мм.

r 375

Отношение — = — - = 0,38..»Из г 98,5

1" чертежа при — = 0,38 и учитывая эксцентриситет прибора и — 0,33, наО ходим F = 0,03. Тогда время, необходимое для выдержки регистрации температурной аномалии при а = 0,4 х

x10- м /ч и г, = 98,5 мм = 0 0985 м будет равно: е = Г, г, /а = 0,03 х (О, 0985) /0,4 ° 10 з = О, 73 ч или

t 43 мин.

При заколонном движении жидкости непосредственно за обсадной колонной имеем r = 14 — 2 = 12 мм.

Отношение r/r,= 12/73 = 0,16. Из чертежа при r/r, = 0,16 и учитывая, что прибор прижат к обсадной колонне и Т/Т, = 0,33, находим F, = 0,01.

Тогда нижняя граница задержки времени равна t = F,r /а = 0,01 (0,073)2 /

/0,4 10 = 0,13 ч.

Пример практической реализации способа приведен на чертеже.

Перфорированы пласты песчаников в интервалах глубин 1376-1378 м и

1384-1386-м. Закачка воды в скважину осуществляется по колонне. Проведены исследования термометром и расходомером (РГД-5) с целью определения принимающих интервалов пластов и вы14761 явления эаколонного движения жидкости. По данным расходометрии закачиваемую воду принимают оба перфорированных пласта. Верхний пласт принимает 18 объема закачиваемой в скважину воды. Остальная часть воды уходит в пласты через нижний интервал перфорации, причем профиль приемистости здесь не указывает на присутствие заколонного движения вниз. Проведем интерпретацию термограммы, зарегистрированной во время закачки.

Здесь четко определяется положение нижней границы ухода воды из скважины в пласт. Положение этой границы соответствует глубине 1386 м. Ðàñпределение температуры в зумпфе скважины можно интерпретировать и как заколонное движение, и как охлажде- рО ние неперфорированного пласта, по которому прошел через данную скважину температурный фронт закачиваемой воды от соседней нагнетательной сква- жины. Основным критерием определения 25 заколонного движения в зумпфе является наличие отрицательного градиента разности температур, зарегистри19

6 рованных во время закачки и изливаводы из скважины. На чертеже видно, что отрицательный градиент формируется ниже интервала перфорации, который указывает на наличие эаколонного движения жидкости.

Формула изобретения

Способ определения интервалов эаколонного движения жидкости в скважине, включающий спуск датчика температуры в скважину, регистрацию распределения температуры вдоль ствола скважины в режиме закачки и отбора жидкости с последующим сопоставлением полученных термограмм, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности определения интервалов эаколонного движения жидкости., вторую термограмму регистрируют в момент подхода температурного возмущения из зоны заколонного движения к датчику температуры и по наличию отрицательного градиента разности первой и второй термограмм в зумпфе скважины судят об интервале заколонного движения.