Система и способ оценки в режиме реального времени эффективности матричной кислотной обработки с использованием гибких труб

Изобретение относится к оценке эффективности матричной кислотной обработки. Техническим результатом является значительное сокращение объема получаемых данных, что ускоряет процесс интерпретации данных и делает его менее чувствительным к ошибкам. Система содержит компоновку низа бурильной колонны для проведения матричной кислотной обработки в скважине, группу датчиков, функционально связанную с компоновкой низа бурильной колонны и включающую первый и второй наборы датчиков, каждый из которых выполнен с возможностью регистрации рабочего параметра матричной кислотной обработки по месту в скважине. Причем первый набор датчиков обеспечивает регистрацию параметра в упомянутом месте в первый момент времени, а второй набор датчиков обеспечивает регистрацию параметра в указанном месте во второй момент времени. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится в целом к использованию матричной кислотной обработки в подземных углеводородных пластах. В частности, настоящее изобретение относится к способам, помогающим оценить эффективность матричной кислотной обработки.

Уровень техники

Матричная кислотная обработка представляет собой процесс стимуляции, в ходе которого кислоту закачивают в скважину с целью ее проникновения в поры породы. Матричная кислотная обработка - это способ, применяемый для устранения повреждений продуктивного пласта в результате закупорки пор, вызванной осаждением минералов. Кислоты, обычно неорганические, такие как фтористоводородная кислота (HF) и/или хлористоводородная кислота (HCl), закачивают в пласт под давлением гидроразрыва пласта или под меньшим давлением с целью растворения минеральных частиц в результате химических реакций. Кислота создает высокопроницаемые, высокопроводящие каналы притока флюидов в скважину, называемые "червоточинами", и образует обходные пути вокруг поврежденных зон в околоскважинном пространстве. Продолжительность операции зависит от таких параметров как длина скважины, тип породы, степень тяжести повреждения, скорость закачки кислоты, скважинные условия и т.д.

Матричная кислотная обработка также полезна для стимуляции как песчаных, так и карбонатных продуктивных пластов. Эффективность матричной кислотной обработки в отношении устранения повреждения пласта зависит в сильной степени от температуры, при которой происходит кислотная обработка, и в слабой степени - от соответствующего давления. Температура кислоты в пласте зависит от конвективной передачи теплоты по мере движения потока кислоты сквозь пласт и от передачи теплоты реакции, возникающей между кислотой и минералами.

Конвективная передача теплоты представляет собой основной механизм изменения температуры во время движения потока кислоты по червоточинам. Температура кислоты в червоточинах может изменяться на 10-20°С (18-36°F) в зависимости от начальной разности температур между скважиной и пластом. В зависимости от закачиваемого объема кислоты температура последней в конце червоточин на расстоянии примерно 1-10 м (3,3-33 фута) от скважины может увеличиваться до значения, превышающего температуру пласта на этих участках на 1-5°С (1,8-8°F).

Температурные изменения, происходящие с течением времени вдоль червоточин, показаны на фиг. 4. Температура вблизи ствола скважины на начальном этапе представляет собой температуру кислоты внутри скважины (T_w при t=0). Предполагается, что остальная часть червоточины, которая может быть частично или полностью неразвитой, находится при температуре породы или пласта (Т_r при t=0), превышающей температуру в скважине. С течением времени и по мере закачки кислоты и проникновения ее в червоточину на небольшое радиальное расстояние вблизи ствола скважины, составляющее приблизительно до 1 м (3,3 фута), температура кислоты уменьшается с Т_r до T_w со скоростью, зависящей от перепада температуры флюида, вытекающего из скважины. Другими словами, в околоскважинной области ход температуры зависит только от конвективной передачи теплоты вследствие прохождения потока кислоты по червоточине.

На расстояниях, превышающих приблизительно 1 метр (3,3 фута), и в области продвигающегося вперед фронта кислоты температура последней возрастает от значения в скважине до значения в пласте. Этот рост температуры по-прежнему обусловлен, в основном, конвективной передачей теплоты. Тем не менее, на переходном участке между двумя этими значениями температуры передача теплоты реакции между кислотой и минералами вносит изменения в температурный режим, сглаживая, с одной стороны, температурное изменение до значения, близкого к скважинному, и поднимая, с другой стороны, температуру пласта приблизительно на 1-5°С (1,8-8°F) как показано на фиг. 4. Изменение температуры кислоты происходит в обеих областях (в околоскважинной области и в области фронта кислоты). Рост температуры со временем и с расстоянием обусловлен двумя механизмами. Во-первых, он зависит от времени, необходимого для того, чтобы кислота и минералы полностью вступили в реакцию. Во-вторых, он зависит от площади контакта кислоты с минералами, которая быстро возрастает с расстоянием. По завершении закачки кислоты реакции между кислотой и минералами могут продолжаться еще в течение некоторого времени. Однако эти реакции протекают уже вдали от скважины в месте нахождения фронта кислоты. По завершении закачки кислоты может продолжаться даже локальный рост температуры в области ее фронта. Этот рост температуры является небольшим и не регистрируется в околоскважинной области, поэтому во всех дополнительных расчетах им можно пренебречь. В момент окончания закачки кислоты температура вдоль червоточины уменьшается от почти пластового значения на конце червоточины, удаленном от скважины (Т_r при t=t_s), до скважинного значения (T_w при t=t_s) вблизи скважины. С течением времени температурная волна движется по направлению к скважине со скоростью, зависящей от характеристик червоточины (геометрии, длины, теплопроводности) и породы пласта (пористости, проницаемости, теплопроводности и т.д.). В отсутствие потока кислоты скважинная температура (T_w) в итоге возрастает, пока не достигнет значения пластовой температуры (Т_r) в момент времени t=t_f. Таким образом, t_f представляет собой общее время, в течение которого происходит изменение температуры. Если закачка кислоты начинается и заканчивается соответственно в моменты времени t=0 и t=t_s, то между 0 и t_s скважинная температура уменьшается от T_w при t=0 до T_w при t=t_s. Это показано на фиг. 5. Между t_s и t_f скважинная температура возрастает от T_w при t=t_s до T_w при t=t_f. Таким образом, в зависимости от метода оценки можно оценить степень эффективности матричной кислотной обработки в периоды времени от 0 до t_f или от t_s до t_f. Изменение площади сечения потока кислоты (от площади затрубного пространства до площади червоточин), проходящего между скважиной (затрубное пространство) и пластом по червоточинам, вызывает, наряду с изменением температуры, локальное падение давления. В отсутствие потока кислоты это падение давления может быть несущественным. Кроме того, следует отметить, что температура и давление могут существенно изменяться только вокруг червоточин (то есть там, где имеется радиальный поток кислоты между скважиной и пластом).

Способы мониторинга и оценки стимуляции посредством матричной кислотной обработки давно изучены. В настоящее время признанным инструментом для получения и интерпретации данных в режиме реального времени с целью оценки эффективности матричной кислотной обработки является технология распределенного измерения температуры - DTS (от англ. Distributed Temperature Sensing). Хотя основные преимущества этого способа (а именно получение в режиме реального времени данных по температуре вдоль всей скважины и очень большая чувствительность) являются весьма впечатляющими, у него имеется и ряд существенных недостатков. Во-первых, DTS-волокно размещают внутри колонны гибких насосно-компрессорных труб. Регистрация данных измерения температуры с достаточным разрешением предполагает, что волокно должно оставаться неподвижным в течение всего времени, необходимого для получения этих данных. Во-вторых, поскольку DTS-волокно представляет собой многоточечный датчик температуры (то есть это волокно может регистрировать данные измерения температуры вдоль скважины во многих точках), это обусловливает получение значительного объема данных измерения температуры, передаваемых в наземную аппаратуру и обрабатываемых на протяжении всего времени для многих точек вдоль скважины. В литературе описан ряд решений, в которых предприняты попытки обойти указанные недостатки. Однако эти предлагаемые решения являются дорогостоящими и ненадежными.

Раскрытие изобретения

В настоящем изобретении предлагаются устройства и способы, применимые для оказания помощи в вопросе оценки эффективности матричной кислотной обработки. Настоящее изобретение предоставляет альтернативу технологии DTS для оценки эффективности матричной кислотной обработки. В описываемом примере осуществления настоящего изобретения располагают группу (решетку) датчиков на конце или рядом с концом инструментальной колонны. Эти датчики способны регистрировать один из рабочих параметров, связанных с матричной кислотной обработкой. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения рабочими параметрами матричной кислотной обработки являются температура, давление, скорость потока, направление потока, гамма-излучение и т.д. или любая комбинация перечисленного. Эти датчики располагают в каком-нибудь месте вдоль инструмента на внешней радиальной поверхности компоновки низа бурильной колонны (КНБК), используемой для выполнения матричной кислотной обработки. Датчики функционально связаны с наземной аппаратурой обработки сигналов.

Группа датчиков подразделяется на первый набор, включающий один или более датчиков, и второй набор, включающий один или более датчиков. Каждый из этих наборов датчиков выполнен с возможностью регистрации некоторого рабочего параметра матричной кислотной обработки в конкретном месте/точке скважины в разные моменты времени. Следовательно, перемещение КНБК мимо конкретной точки с конкретной скоростью позволяет первому и второму наборам датчиков регистрировать рабочий параметр в этой точке в два разных момента времени. Если необходимо, можно использовать более двух наборов датчиков, что позволит измерять рабочий(-е) параметр(-ы) в единственной точке в разные моменты времени.

В процессе работы инструментальную колонну и КНБК спускают в скважину, пока датчики не окажутся в непосредственной близости к пласту, подлежащему кислотной обработке. В предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения КНБК сначала располагают в непосредственной близости к нижней границе пласта или части пласта, подлежащего(-й) кислотной обработке. Во время кислотной обработки датчики регистрируют параметры, такие как температуру, давление и т.д., связанные с операцией кислотной обработки, в некотором фиксированном положении и передают полученные значения в аппаратуру для обработки данных. Если необходимо, КНБК и датчики можно перемещать во время проведения кислотной обработки в пределах интервала пласта, чтобы выполнять эту обработку в разных частях пласта. Это позволяет получить от датчиков данные по температуре и/или давлению из разных частей пласта в пределах его интервала.

По завершении кислотной обработки инструментальную колонну и КНБК извлекают из скважины. Во время извлечения из скважины датчики продолжают передавать в аппаратуру для обработки данных полученные значения температуры и/или давления. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения инструментальную колонну и КНБК извлекают из скважины с заданной скоростью, так что первый набор датчиков оказывается вблизи требуемой точки внутри скважины в некоторый первый момент времени, а второй набор датчиков оказывается вблизи той же точки в некоторый второй момент времени. Требуемый рабочий параметр сначала регистрируется первым набором датчиков в первый момент времени, а затем регистрируется вторым набором датчиков во второй момент времени, чем обеспечивается регистрация рабочих параметров в единственной точке в разные моменты времени. Систему мониторинга матричной кислотной обработки, соответствующую настоящему изобретению, можно использовать для выполнения многократных измерений рабочих параметров во многих точках внутри пласта.

Аппаратура для обработки данных, предпочтительно наземная, интерпретирует полученные данные. Например, выполняется сравнение значений температуры, зарегистрированных в конкретной точке вдоль интервала пласта в первый и второй моменты времени, чтобы определить, имеет ли место увеличение, уменьшение температуры в этой точке или же она остается неизменной. Изменения давления в этой точке можно определить аналогичным образом. Если изменения давления/температуры зарегистрированы в нескольких точках вдоль интервала пласта, то можно выполнить моделирование изменений вдоль этого интервала, помогающее оценить эффективность операции матричной кислотной обработки.

Краткое описание чертежей

Для обеспечения ясного понимания настоящего изобретения ниже приведено подробное описание предпочтительных вариантов его осуществления в сочетании с приложенными чертежами, на которых численные ссылочные обозначения относятся к одинаковым или схожим элементам и на которых показано:

фиг. 1 - вид сбоку в поперечном разрезе скважины, представленной в качестве примера и содержащей внутри инструментальную колонну для проведения стимуляции посредством матричной кислотной обработки и мониторинга в соответствии с настоящим изобретением,

фиг. 2 - увеличенное изображение, демонстрирующее вид сбоку в поперечном разрезе компоновки низа бурильной колонны, представленной в качестве примера и включающей некоторое количество датчиков в соответствии с настоящим изобретением,

фиг. 3 - осевой разрез вдоль линии 3-3, показанной на фиг. 2,

фиг. 4 - график, иллюстрирующий пример изменений температуры в зависимости от радиального расстояния от ствола скважины во время закачки кислоты,

фиг. 5 - график, иллюстрирующий пример изменений температуры в зависимости от радиального расстояния от ствола скважины во время закачки кислоты,

фиг. 6 - схематическое изображение в поперечном разрезе, демонстрирующее компоновку низа бурильной колонны, расположенную в непосредственной близости к точке внутри пласта, в которой необходимо выполнить регистрацию рабочих параметров матричной кислотной обработки в первый момент времени,

фиг. 7 - схематическое изображение в поперечном разрезе, демонстрирующее компоновку низа бурильной колонны, расположенную в непосредственной близости к точке внутри пласта, в которой необходимо выполнить регистрацию рабочих параметров матричной кислотной обработки в следующий (второй) момент времени.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

На фиг. 1 показана в качестве примера операция матричной кислотной обработки, которая проводится внутри скважины и включает использование системы мониторинга матричной кислотной обработки в соответствии с настоящим изобретением. Скважина 10 пробурена с земной поверхности 12 вниз сквозь земную толщу 14 до нефтегазоносного пласта 16, внутри которого требуется провести матричную кислотную обработку. Пласт 16 расположен по вертикали в пределах интервала 17. Инструментальная колонна 18 спущена в скважину 10 с поверхности 12 и несет на себе компоновку 20 низа бурильной колонны (КНБК) в форме инструмента для проведения матричной кислотной обработки. Этот инструмент - КНБК 20 предпочтительно представляет собой металлический цилиндр, снабженный датчиками температуры и давления, расположенными на его наружной поверхности и соединенными таким образом, чтобы обеспечивалась передача сигналов в наземную аппаратуру как описано ниже. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения инструментальная колонна 18 выполнена в виде гибкой насосно-компрессорной трубы (ГНКТ), которая относится к одному из типов, известных специалистам в данной области, и может быть спущена в скважину 10. Затрубное пространство 22 сформировано радиально между инструментальной колонной 18/КНБК 20 и внутренней стенкой скважины 10. Следует отметить, что вертикальная скважина 10, показанная на фиг. 1, представлена лишь в качестве примера. В действительности же системы и способы, предлагаемые в настоящем изобретении, применимы к искривленным, наклонным и даже горизонтальным скважинам.

В процессе работы кислоту закачивают в инструментальную колонну 18 и далее под давлением через КНБК 20 в пласт 16. Закачиваемая кислота поступает в червоточины 24.

На фиг. 2 и 3 более подробно показана КНБК 20, представленная в качестве примера. В этом примере КНБК 20 включает в целом цилиндрический корпус 26 инструмента, в котором выполнен центральный осевой канал 28 в продольном направлении. На дальнем конце корпуса 26 инструмента сформировано выпускное отверстие 30, обеспечивающее поступление в пласт 16 кислоты, закачиваемой в инструментальную колонну 18. Следует отметить, что на чертежах представлено упрощенное изображение инструмента, содержащего лишь одно выпускное отверстие 30. На практике КНБК 20 может содержать несколько выпускных отверстий или насадок, обеспечивающих рассеивание кислоты на нескольких участках и в нескольких направлениях.

От центрального осевого канала 28 в направлении наружной поверхности корпуса 26 инструмента и сквозь этот корпус 26 просверлены радиальные каналы 32. В непосредственной близости к нижнему концу инструментальной колонны 18 и предпочтительно на корпусе 26 инструмента КНБК 20 предусмотрена группа 33 датчиков. Группа 33 датчиков включает несколько датчиков 34, разделенных на два набора 34а, 34b. Первый набор 34а датчиков отделен от второго набора 34b расстоянием "х" в осевом продольном направлении корпуса 26 инструмента (см. фиг. 2). Каждый датчик 34 предпочтительно расположен на радиально наиболее удаленном от центра участке каждого канала 32. В особенно предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения датчики 34 представляют собой преобразователи, выполненные с возможностью регистрации температуры и генерирования сигнала, индикативного для зарегистрированной температуры. В альтернативных вариантах осуществления настоящего изобретения один или более датчиков 34 выполнены с возможностью регистрации давления. Датчики 34 предпочтительно располагаются по окружности корпуса 26 инструмента под углом друг к другу с целью получения регистрируемых параметров с разных радиальных направлений вокруг корпуса 26 инструмента. В показанном на чертеже варианте осуществления настоящего изобретения датчики 34 расположены под углом приблизительно 90 градусов друг к другу по окружности корпуса 26 инструмента (всего восемь датчиков 34). Тем не менее, если необходимо, число датчиков может быть больше или меньше восьми.

Электрические кабели 36 проходят от датчиков 34 в кабелепровод 38, расположенный внутри центрального канала 40 инструментальной колонны 18. В особенно предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения кабелепровод 38 содержит проводящий компонент, который известен в отрасли как трубокабель и который может быть размещен внутри гибкой насосно-компрессорной трубы (ГНКТ) с образованием системы Telecoil для передачи данных/электроэнергии. В контексте настоящего описания термин "трубокабель" относится к трубчатой оболочке, заключающей или не заключающей в себе проводник или другие средства связи, и представляет собой, например, кабель с трубчатой оболочкой производства компании Canada Tech Corporation (Калгари, Канада). В альтернативном варианте трубчатая оболочка может заключать в себе один или более волоконно-оптических кабелей, используемых для передачи сигналов, генерируемых датчиками 34, выполненными в виде волоконно-оптических датчиков. Трубокабель может содержать несколько трубчатых оболочек, может быть концентрическим или иметь пластмассовое либо резиновое наружное покрытие.

Кабелепровод 38 простирается до наземной аппаратуры обработки сигналов, расположенной на поверхности 12. На фиг. 1 показан пример наземной аппаратуры, к которой может быть проложен кабелепровод 38. Кабелепровод 38 функционально соединен с устройством 40 известного типа, предназначенным для обработки сигналов и выполненным с возможностью анализа и, в некоторых случаях, регистрации и/или визуального отображения зарегистрированных параметров температуры и/или давления. Для обработки, записи и/или отображения сигналов, полученных от датчиков 34, может быть использовано подходящее программное обеспечение известного в отрасли типа. В случаях, когда кабелепровод 38 заключает в себе волоконно-оптические линии, а не электрические провода, наземное устройство 40 для обработки сигналов включает волоконно-оптический процессор сигналов. Типичный волоконно-оптический процессор сигналов включает оптический рефлектометр во временной области - OTDR (от англ. Optical Time Domain Reflectometer), выполненный с возможностью передачи оптических импульсов в оптическое волокно и анализа возвратившегося светового сигнала (отраженного или рассеянного). Изменения коэффициента преломления в оптическом волокне предоставляют возможность определения точек рассеяния или отражения. Устройство 40 для обработки сигналов может включать программное обеспечение для генерирования сигналов или данных, характеризующих условия измерений.

В сочетании с устройством 40 для обработки сигналов первый набор 34а датчиков обладает функциональной возможностью регистрации по меньшей мере одного рабочего параметра матричной кислотной обработки в первый момент времени, а второй набор датчиков 34b обладает функциональной возможностью регистрации по меньшей мере одного рабочего параметра матричной кислотной обработки во второй момент времени, который следует за первым моментом времени. Разница между первым и вторым моментами времени зависит от скорости движения группы 33 датчиков внутри пласта 16 относительно конкретной точки, представляющей интерес. На фиг. 6 и 7 показана КНБК 20, движущаяся внутри скважины 10 мимо точки 50 пласта 16, в которой требуется зарегистрировать по меньшей мере один рабочий параметр матричной кислотной обработки. На фиг. 6 первый набор 34а датчиков находится в непосредственной близости к точке 50. В этом положении датчики 34а регистрируют в точке 50 один из рабочих параметров матричной кислотной обработки. Затем инструментальную колонну 18 вытягивают вверх в направлении стрелки 52, пока КНБК 20 не окажется в положении, показанном на фиг. 7. На фиг. 7 показан второй набор 34b датчиков, находящийся в непосредственной близости к точке 50. В этом положении второй набор 34b датчиков регистрирует тот (те) же рабочий(-е) параметр(-ы) матричной кислотной обработки, что и первый набор 34а. Первый набор 34а датчиков регистрирует параметр(-ы) в первый момент времени (t1), тогда как второй набор 34b датчиков регистрирует этот (эти) параметр(-ы) во второй момент времени (t2). Скорость движения инструментальной колонны 18 и КНБК 20 в направлении 52 должна быть согласована с выбором моментов времени для регистрации рабочего(-их) параметра(-ов) двумя наборами 34а, 34b датчиков. Такое согласование может быть выполнено, например, посредством устройства 40 для обработки сигналов, если последнее оснащено блоком управления скоростью движения. Устройство 40 для обработки сигналов сравнивает рабочий(-е) параметр(-ы), регистрируемый(-е) первым набором 34а датчиков, с рабочим(-и) параметром(-ами), регистрируемым(-и) вторым набором 34b датчиков. Таким путем можно определить, имеет ли место увеличение, уменьшение рабочего параметра или же он остается неизменным. Описанные измерения рабочих параметров можно повторить во многих точках или на многих участках вдоль интервала 17 пласта. Кроме того, для получения большей информации в отношении измеряемых рабочих параметров можно использовать наборы датчиков в количестве больше двух.

Согласно способу проведения операции, представленному в качестве примера, размещают инструментальную колонну 18 и КНБК 20 в скважине 10 и продвигают вперед, пока КНБК 20 не окажется в непосредственной близости к пласту 16, в котором требуется выполнить матричную кислотную обработку. Если необходимо, можно установить пакеры (не показаны) в затрубном пространстве 22, чтобы изолировать зону, в которую будет подаваться кислота. Затем в инструментальную колонну 18 закачивают кислоту, проходящую через выпускное отверстие 30 КНБК 20 и поступающую в червоточины 24 пласта 16. В ходе кислотной обработки датчики 34 регистрируют температуру и/или давление и передают полученные данные на поверхность 12 в устройство 40 для обработки сигналов. Во время кислотной обработки КНБК 20 может перемещаться из одного положения в другое в пределах интервала 17 пласта. Следовательно, датчики 34 предоставляют данные о температуре и/или давлении в разных точках внутри пласта 16.

После остановки закачки кислоты в момент времени t_s вытягивают рабочую колонну 18 из скважины с постоянной скоростью, которую можно рассчитать исходя из временной разницы t_f-t_s и протяженности стимулируемой зоны вдоль скважины. Таким образом, значение t_f может представлять собой время, за которое КНБК 20, выполняющая матричную кислотную обработку, проходит через весь интересующий интервал в скважине. Число датчиков 34 определяется требуемой точностью получения данных. Например, единственного датчика температуры может оказаться недостаточно для интерпретации данных по перепаду температуры, поскольку любая зарегистрированная разница температур может быть обусловлена или осевым потоком (потоком внутри затрубного пространства 22), или радиальным потоком (потоком между скважиной 10 и червоточиной 24). Несколько же датчиков 34 могут точно определить, обусловлены ли зарегистрированные колебания температуры осевым или радиальным потоком. По меньшей мере два датчика 34 температуры должны быть смонтированы достаточно далеко друг от друга, чтобы они могли зафиксировать разницу температур, вызванную радиальным потоком кислоты. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения минимальное расстояние между двумя датчиками 34 температуры превышает диаметр червоточин. Таким образом, предпочтительное расстояние датчиков 34 друг от друга на корпусе 26 инструмента превышает диаметр червоточин 24. Теоретические расчеты показывают, что минимальное расстояние между двумя датчиками 34 температуры должно составлять от 4 до 20 метров (13-66 футов) в зависимости от характеристик пласта (пористости, проницаемости, размеров и формы червоточин, геотермического градиента, теплопроводности и т.д.) и параметров скважины (формы, размеров, типа заканчивания и т.д.). Способ можно усовершенствовать, добавив датчики температуры между двумя датчиками на концах. Добавление между ними дополнительных датчиков температуры повышает точность измерения колебаний температуры. Кроме датчиков температуры, можно использовать датчики других типов. Например, можно также смонтировать датчики давления. Измерения температуры и давления полезны для точной оценки эффективности матричной кислотной обработки, когда они объединяются с математической моделью, в которой решается классическое уравнение, описывающее поток энергии внутри скважины:

где ρ - плотность кислоты, t и z - время и криволинейная координата вдоль траектории скважины, ν - скорость кислоты, u=с_р (T-T_ref) и h=u+p/ρ - соответственно удельная внутренняя энергия и энтальпия, с_р - удельная теплота, определяемая при референсной температуре Т_ref, а Т и р - температура и давление кислоты. Следует также отметить, что Q представляет собой член уравнения, включающий все прочие эффекты теплообмена, такие как теплопотеря, обусловленная продвижением потока кислоты в пласт и из него.

Авторы настоящей заявки установили, что использование группы одноточечных датчиков температуры и давления на конце инструментальной колонны 18 и вытягивание их из скважины 10 с предварительно рассчитанной скоростью обеспечивают основные преимущества по сравнению с технологией DTS. Во-первых, значительно сокращается объем получаемых данных. Это ускоряет процесс интерпретации данных и делает его менее чувствительным к ошибкам. Во-вторых, поскольку инструментальная колонна 18 и одноточечные датчики 34 вытягиваются из скважины 10 после остановки закачки кислоты (в момент времени t=t_s), оператор извлекает инструментальную колонну 18 обратно на поверхность 12 за более короткое время. DTS-волокно и ГНКТ должны оставаться неподвижными вплоть до завершения регистрации всех данных (обычно до момента времени t_f), после чего они вытягиваются из скважины. Системы и способ, соответствующие настоящему изобретению, позволяют использовать прочные кабелепроводы с длительным сроком эксплуатации, такие как трубокабели в системе Telecoil. Эти преимущества выражаются в снижении эксплуатационных затрат, связанных с процессом оценки эффективности матричной кислотной обработки, когда на конце инструментальной колонны 18 используется группа одноточечных датчиков 34. После получения и интерпретации данных по температуре и давлению в скважине в режиме реального времени можно получить представление об эффективности кислотной обработки, зная, какое количество кислоты было закачано на конкретном участке. Эта информация является полезной в смысле понимания степени воздействия на пласт 16 и необходимости дополнительной кислотной обработки для получения ожидаемых результатов последней.

Специалистам в данной области будет ясно, что в представленных в настоящем описании примерах и вариантах осуществления, соответствующих изобретению, возможно выполнение многочисленных модификаций и изменений и что настоящее изобретение ограничено лишь приведенной ниже формулой изобретения и любыми соответствующими эквивалентами.

1. Система мониторинга матричной кислотной обработки, содержащая:

компоновку низа бурильной колонны для проведения матричной кислотной обработки в скважине,

группу датчиков, функционально связанную с компоновкой низа бурильной колонны и включающую первый и второй наборы датчиков, каждый из которых выполнен с возможностью регистрации рабочего параметра матричной кислотной обработки по месту в скважине, причем

первый набор датчиков обеспечивает регистрацию параметра в упомянутом месте в первый момент времени, а

второй набор датчиков обеспечивает регистрацию параметра в указанном месте во второй момент времени.

2. Система мониторинга матричной кислотной обработки по п. 1, в которой по меньшей мере один из группы датчиков содержит преобразователь для измерения температуры и/или давления.

3. Система мониторинга матричной кислотной обработки по п. 1, содержащая устройство для обработки сигналов, функционально взаимосвязанное с группой датчиков для сравнения рабочего параметра, регистрируемого первым набором датчиков, с рабочим параметром, регистрируемым вторым набором датчиков.

4. Система мониторинга матричной кислотной обработки по п. 1, в которой первый набор датчиков и второй набор датчиков расположены на компоновке низа бурильной колонны.

5. Система мониторинга матричной кислотной обработки по п. 4, в которой первый и второй наборы датчиков расположены на компоновке низа бурильной колонны на расстоянии друг от друга в осевом направлении.

6. Система мониторинга матричной кислотной обработки по п. 5, в которой компоновка низа бурильной колонны имеет возможность перемещения внутри скважины из первого положения, в котором параметр регистрируется первым набором датчиков, во второе положение, в котором параметр регистрируется вторым набором датчиков.

7. Система мониторинга матричной кислотной обработки по п. 3, содержащая проводник для передачи сигналов от группы датчиков к устройству для обработки сигналов.

8. Система мониторинга матричной кислотной обработки по п. 1, в которой рабочий параметр матричной кислотной обработки включает температуру и/или давление.

9. Система мониторинга матричной кислотной обработки, содержащая:

компоновку низа бурильной колонны для проведения матричной кислотной обработки в скважине,

группу датчиков, функционально связанную с компоновкой низа бурильной колонны и включающую первый и второй наборы датчиков, каждый из которых выполнен с возможностью регистрации рабочего параметра матричной кислотной обработки по месту в скважине, причем первый набор датчиков обеспечивает регистрацию параметра в упомянутом месте в первый момент времени, а второй набор датчиков обеспечивает регистрацию параметра в указанном месте во второй момент времени, и

аппаратуру для обработки данных, предназначенную для получения сигналов датчиков, соответствующих регистрируемым параметрам, и сравнения параметра, регистрируемого первым набором датчиков, с параметром, регистрируемым вторым набором датчиков.

10. Система мониторинга матричной кислотной обработки по п. 9, в которой по меньшей мере один из группы датчиков содержит преобразователь для измерения температуры и/или давления.

11. Система мониторинга матричной кислотной обработки по п. 9, в которой первый набор датчиков и второй набор датчиков расположены на компоновке низа бурильной колонны.

12. Система мониторинга матричной кислотной обработки по п. 11, в которой первый и второй наборы датчиков расположены на компоновке низа бурильной колонны на расстоянии друг от друга в осевом направлении.

13. Система мониторинга матричной кислотной обработки по п. 12, в которой компоновка низа бурильной колонны имеет возможность перемещения внутри скважины из первого положения, в котором параметр регистрируется первым набором датчиков, во второе положение, в котором параметр регистрируется вторым набором датчиков.

14. Система мониторинга матричной кислотной обработки по п. 9, содержащая проводник для передачи сигналов от группы датчиков к устройству для обработки сигналов.

15. Система мониторинга матричной кислотной обработки по п. 9, в которой рабочий параметр матричной кислотной обработки включает температуру и/или давление.

16. Способ мониторинга операции матричной кислотной обработки внутри подземного пласта в скважине, включающий:

размещение компоновки низа бурильной колонны в непосредственной близости к пласту в скважине;

проведение через эту компоновку низа бурильной колонны операции матричной кислотной обработки в пласте;

регистрацию рабочего параметра матричной кислотной обработки по месту внутри скважины посредством первого набора датчиков;

регистрацию рабочего параметра матричной кислотной обработки в указанном месте посредством второго набора датчиков; и

сравнение параметра, зарегистрированного первым набором датчиков, с параметром, зарегистрированным вторым набором датчиков.

17. Способ по п. 16, в котором первый и второй наборы датчиков расположены на компоновке низа бурильной колонны на расстоянии друг от друга в осевом направлении, и компоновку низа бурильной колонны перемещают внутри скважины из первого положения, в котором параметр регистрируется первым набором датчиков, во второе положение, в котором параметр регистрируется вторым набором датчиков.

18. Способ по п. 16, в котором первый и второй наборы датчиков регистрируют рабочий параметр во многих точках вдоль скважины.