Способ электрокаротажа нефтяных и газовых скважин

 

Изобретение относится к нефтяной и газовой пром-сти, в частности к методам электрокаротажа скважин, обсаженных стеклопластиковыми трубами. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей . Способ электрокаротажа нефтяных и газовых скважин, обсаженных трубами из непроводящего электрический ток материала, включает выполнение в трубах сквозных отверстий, герметизацию отверстий пробками, выполненными из проводящего электрический ток высокопрочного неметаллического материала Удельное электрическое сопротивление этого материала находится в пределах изменения удельного электрического сопротивления , заполняющего обсадную колонну раствора. Затем осуществляют заполнение обсадной колонны труб раствором на водной основе. Спускают в колонну электрокаротажное устройство и измеряют против исследуемого участка ствола скважины. При этом пробки могут быть выполнены из углеоодволоконного материала. 1 з.п. ф-лы, 2 ил k/i t vj о ю о о

СО1ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1s1)s Е 21 В 47/00

ГОСУДАРCTBЕ ННЫЙ KOMMTET

Г10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ (21) 4758751/03 (22) 23.10,89 (46) 30.12.91. Бюл. ¹ 48 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт нефтепромысловой геофизики (72) Д. А. Бернштейн, В. Г. Дворецкий, И. М, Барский, В. А. Рапин и В. А. Чесноков (53) 622.243(088.8) (56) Юсупов И. Г„Голышкин В. Г., Дворецкий В. Г, и др, Крепление скважин стеклопластиковыми трубами. — Нефтяное хозяйство, N .6,,Ы.: 1981, Голышкин В, Г, и Дворецкий В, Г. Крепление скважин стеклопластиковыми трубами. — Нефтяное хозяйство, № 2, M.: 1987, Дворецкий В. Г„Голышкин В, Г. и др.

Разработка технологии геофизического контроля выработки продуктивных пластов через стеклопластиковую колонну. — Развитие методов проектирования, анализа и контроля за разработкой нефтяных месторождений, М.: ВНИИОЭНГ, 1984.

Авторское свидетельство СССР

N..206475, .кл. .Е 21 В 47/00, 1968.

Токарев M. А. и Шевкунов Е, Н. о применении метода сопротивлений в обсаженных скважинах для контроля за перемещением водонефтя ного контакта в продуктивном пласте.

Известия высших учебных заведений—

Нефть и газ, № 3, 1970.

Изобретение относится к способам геофизических исследований скважин, в частности к методам электрокаротажа скважин, обсаженных стеклопластиковыми трубами, В практике крепления нефтяных скважин используются обладающие высокой

„,, 5U„„1701900 А1 (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОКАРОТАЖА НЕФТЯHblX И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН (57) Изобретение относится к нефтяной и газовой пром-сти, в частности к методам электрокаротажа скважин, обсаженных стеклопластиковыми трубами. Цель изобретечия — расширение функциональных возможностей. Способ электрокаротажа нефтяных и газовых скважин, обсаженных трубами из непроводящего электрический ток материала, включает выполнение в трубах сквозных отверстий, герметизацию отверстий пробками, выполненными из проводящего электрический ток высокопрочного неметаллического материала.

Удельное электрическое сопротивление этого материала находится в пределах изменения удельного электрического сопротивления, заполняющего обсадную колонну раствора, Затем осуществляют заполнение обсадной колонны труб раствором на водной основе. Спускают в колонну электрокаротажное устройство и измеряют против исследуемого участка ствола скважины, При ь этом пробки могут быть выполнены из углеродволоконного материала. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. прочностью и корозионной стойкостью стеклопластиковые обсадные трубы. Обьясняется это стремлением повысить срок службы обсадной колонны в условиях воздействия агрессивных пластовых вод, а главное, возможностью использовать для I 701900

15 целей контроля выработки нефтяного пласта в процессе эксплуатации скважины высокочастотные электрические методы промысловой геофизики — индукционный и диэлектрический, которые в стальных.обсадных трубах не работают. Как правило, стеклопластиковыми трубами обсаживается не весь ствол скважины, а только нижняя ее часть, охватывающая интервалы продуктивных отложений (100-200 м).

Поскольку стеклопластиковые трубы для обсадки скважин выполнены из непроводящего электрический ток материала, они исключают возможность проведения исследований контактными (гальваническими) методами электрометрии (градиент-зонды, потенциал-зонды, ЕКЗ), а также измерения естественной поляризации П(", что в значительной степени ограничивает функциональные возможности электрокаротажа в обсаженных скважинах.

Известен способ электрокаротажа, позволяющий проводить исследования KGIHxax se методами электрометрии в нефтяных и газовых скважинах, обсаженных стеклопластиковь ми трубами. Этот способ принят за прототип, (3н заключается в том, что в обсадных стеклопластиковых трубах выполняют сквозные отверстия, равномерно распределенные l.ic) поверхности трубы, и герметично устанавливают в них металлические пробки. При этом хорошие результаты могут быть получены при длине пробок, равной толщине стенки трубы, и при диаметре 4 — 8 мм, Наиболее оптимальным является распределение отверстий с пробками на четырех равноотстоящих друг от друга образующих цилиндрической поверхности трубы при расстоянии между отверстиями по вертикали около 10 см, Причем отверстия с пробками, расположенные на разных образующих, выполняют таким образом, что при сечении трубы плоскостью, перпендикулярной оси трубы и проходящей через ось одного отверстия, эта плоскость будет пересекать оси четырех отверстий.

Как показывают результаты экспериментальных лабораторных и скважинных измерений, проведенные с помощью градиент-зонда, по данным электрокаротажа в скважинах, обсаженных такой колонной, можно уверенно выделить нефтенасыщенную и водонасыщенную части продуктивного пласта и надежно отбить ":ðàíèöó между ними.

Однако способ электрокаротажа нефтяных и газовых скважин имеет существенный недостаток, связанный с тем, что наличие в стеклопластиковых обсадных трубах метал20

55 лических пробок исключает возможность применения высокочастотных (бесконтактных) методов электрометрии, в частности, индукционного каротажа, что в значительной степени ограничивает функциональные возможности электрокаротажа в обсаженных скважинах, Наличие металлических пробок в стенке стеклопластиковой трубы настолько сильно искажа от диаграмму индукционного каротажа, что делает ее практически неинтерпретируемой, Цель изобретения — расширение функциональных возможностей электрокаротажа в обсаженных скважинах путем обеспечения возможности проведения исследований всеми основными методами электрометрии, включая как высокочастотные (бесконтактные), так и гальванические (конта ктн ы е) методы.

Цель достигается тем, что в способе электрокаротажа нефтяных и газовых скважин, обсаженных трубами из непроводящего электрический ток материала, включающем выполнение в трубах сквозных отверстий, герметизацию отверстий пробками из проводящего электрический ток материала, заполнение обсадной колонны труб раствором на водной основе, спуск в колонну электрокаротажного устройства и осуществление измерений против исследуемого участка скважины, герметизацию отверстий осуществляют пробками, выполненными из высокопрочного неметаллического материала, удельное электрическое сопротивление которого находится в пределах изменения удельного электрического сопротивления заполняющего обсадную колонну раствора, в частности, пробки выполняют из углеродволоконного материала.

Воэможность проведения исследований высокочастотными (бесконтактными) методами электрометрии обусловлена отсутствием металлических деталей в корпусе обсадных труб, Металлические материалы имеют удельную проводимость порядка

10 -10 сим/м и как показывают расчеты, при наличии металлических пробок в стенке обсадной стеклопластиковой трубы при их диаметре 8-10 мин и плотности 50 пробок на 1 м трубы, вносится искажение (погрешность) в диаграмму индукционного каротажа порядка 500 — 800 мсим/м.

Снижение удельной проводимости материала пробки до значений проводимости бурового раствора (жидкости на водной основе) 0,2 — 10 мсим/м (0,1 — 5 Ом м) приводит к соответствующему снижению помех, т.е, примерно в 10 — 10 раз, что значительно б ниже диапазона регистрируемых значений

1701900

50 удельной проводимости горных пород и не превышает допустимой погрешности измерений при индукционном каротаже, Вместе с тем, предлагаемый способ электрокаротажа нефтяных и газовых сt;важин, так же как и способ-прототип, полностью сохраняет возможность проведения исследований гал..ваническими (контактными} методами электрометрии. Это обусловлено тем, что выполнение пробок va неметаллического материала, удельнсе электрическое сопротивление которо о лежит в пределах 0,1 — 5 Ом м, обеспечивает необходимый гальванический электрический контакт электродов измерительного зонда через заполняющую колонну жидкость (буровой раствор) с заколонным пространствОм (Горными породами и пластами).

Увеличение удельного сопротивления материала пробок до значения 0,1-5 Ом и по сравнению с металлическими пробками приводит к увеличению контактного сопротивления электродов зонда через скважинную жидкость (раствор) с исследуемыми горными пооодами и пластами, что эквивалентно некоторому общему увеличению обьемного сопротивления скважинной жидкости и легко учитывается при интерпретации результатов измерений по аналогии с колоннами с металлическими пробками.

С целью практического обоснования и подтверждения проведен цикл исследований на модели скважины с использованием стеклопластиковых труб с наружным диаметром 140 мм и толщиной стенки 12 мм, Для экспериментальных исследований были подготовлены отрезки четырех типов стеклопластиковых труб: — сплошные обычные трубы; — трубы с открытыми отверстиями, выполненными в стенке трубы в количестве 50 отверстий на 1 м, равномерно расположенными по четырем ее образующим; — трубы с отверстиями, герметично закрытыми пробками, выполненными из углеродволоконного материала с удельным электрическим сопротивлением 0,5 Ом м;— трубы с отверстиями, герметично закрытыми металлическими (латунными) пробками, При проведении экспериментов в модельную 12-метровую скважину диаметром

220 мм поочередно опускались трубы различных типов, в которых проводились измерения с помощью прибора индукционного каротажа ПИК-1М и потенциал-зонда АО, 4

МО,1М.

На фиг. 1 приведено сопоставление диаграмм, зарегистрированных прибором индукционного каротажа; на фиг. 2

40 сопоставление диаграмм, зарегистрированнл.х потенциал-зондом АО, 4 МО, 1 N.

Как i..ëåöóeò из фиг. 1, наличие металлических и! Обок в стенке стеклоплдстиковой трубы приводит к значительному искажению диаграммы индукционного каротажа (диаграмма ".}, что практически полностью исключает его применение при использовании обсадных труб по прототипу. При использовании обсадных труб по изобретени1О (фиГ. 1) диаГрамма индукцион НОГО карОтажа, зарегистрированная в обсадной .,-:Олонне с отверстиями, герметично закрытыми пробками, выполненными из углеродволоконного материала (диаграмма Г), полностью соответствует диаграмме 3, зарегистрированной в сплошной стеклопластиковой трубе, в которой индукционный каротаж работает практически без искажений.

Что касается контактных (гальванических} методов электрометрии, то предлагаемос решение, как это следует из сопоставления диаграмм, зарегистрированных потенциал-зондом АО, 4 МО, 1 N (фиг.

2, диаграммы 4-б), полностью сохраняет возможность проведения исследований контактными (гал ьва ничес кими) методами электрометрия.

Углеродволоконные материалы обладают уникальными ф",лзико-механическими и электрическими свойствами, в частности, с очень широким диапазоном изменения как прочности (1,0-35G МПа), так и удельного электрического соп;зотивления (1 10

-5

1 10 Ом м), Для реализации способа для пробок выбран углеродволоконный материал марки HT", выпускаемый промышленностью с удельным сорротиелением, равным 0,5 Ом м.

Оптимальными являются диаметры пробок и соответственно сквозных отвеостий порядка 10 мм. При этом отверстия с пробками должны быть равномерно распределены вдоль четырех равноотстоящих друг ст друга образующих трубы в количестве

50 — 60 пробок на 1 и трубы.

Способ может быть реализован следующей последовательностью операций.

В стеклопластнковых обсадных трубах перед Обсадкой скважины в стенке труб выполняют сквозные отверстия, равномерно распределяя их по периметру и длине трубы. Диаметр сквозных отверстий составляет

8 — 10 мм, Производят герметизацию отверстий пробками, выполненными из высокопрочного неметаллического материала, удельное электрическое сопротивление которого находится в пределах изменения удельного электрического сопротивления применяемого раствора (порядка 0,1-5 (л м), в частности, пробки выполняют из углеродволоконно о материала, Производят обсадку скважины указанными трубами, вкл;очая цементирование скважины, Заполняют обсадную колонну труб раствором íа водной основе, Производят спуск в;оло::ну элек;— рокаротажного устройства и осуществляют измерения против исследуемого участка ствола скважины.

По сравнению с прототипом способ электрокаротажа скважин обладае- более высокой геологиче:кой эф<вективн" стьь-, так как обеспечивает возможность проведния исследований как высокоча=тотным (бесконтактными) MGTopBMM электрометрии. например, индукционными L1 диэлектрическими, Tai< и гальваническими (Kaнтактнь ми) "етодами электрометрии, B астности, зондами КС и ПС, что способствует решению проблемы контроля за разработкой нефтяных и газовых месторо>кде ий и, Kal< следствие, более полному извлечению нефти и газа из пласта.

Формула изобретения

1. Способ электрокаротажа нефтяных и газовых скважин, обсаженных трубами из

5 непроводящего электрический ток материала, включающий выполнение в трубахсквозных отверстий, герметизаци.о отверстий пробками из проводящего электрический ток материала, заполнение обсадной колон10 ны труб раствором на водной основе, спуск в колонну электрокаротажного устройства и

v.çìåðeíèÿ против исследуемого участка ствола скважины, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных

15 возможностей, герметизацию отверстий осуществляют пробками, выполненными иэ высокопрочного неметаллического материала, удельное электрическое сопротивление которого находится в пределах изменения

20 удельного электрического сопротивления заполняющего обсадную колонну раствора.

2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что пробки выполняют из углеродволо25 конного материала.

Составитель В.Петрова

Редактор И.Касарда Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор Э,Лончакова

Заказ 4520 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР.

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101