Способ определения температурных полейнефтегазоносных структур

 

ОП ИСАЙИ Е

И ЗОБ то Е ТЕ Н Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союэ Советскик

Социалистических

Республик

>804823 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 02.10.78 (21) 2700637/22-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

Е 21 В 47/06

Гооударстоеииый комитет

СССР по делам иаобретеиий и открытий

Опубликовано 15.02.81. Бюллетень № 6

Дата опубликования описания 25.02.81 (53) УДК 622.241 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. А. Брук (7 I Заявитель

Украинский научно-исследовательский институт природных газов «УкрНИИГаз» Министерства газовой промышленности СССР (54) спОсОБ ОпРеделения темпеРАтуРных пОлеи

НЕФТЕГАЗОНОСНЫХ СТРУКТУР

Изобретение относится к нефтегазовой геологии, а конкретно к определению температурных полей в земной коре в зоне расположения нефтяных и газовых месторождений.

Известны методы аналитического расче- 5 та температур в земной коре (1).

Однако аналитический расчет возможен лишь для некоторых частных случаев формы и характера залегания пород. В этих методах не учитывается также влияние залежи на температурное поле.

Известен способ определения температурных полей в земной коре с помощью электромоделирования (2). Этот способ основывается на математической аналогии между уравнениями электропроводности и теплопроводности. На электрической модели разность потенциалов du пропорциональна разности температур dt.

du = Ст .d (1). проводимость 6 пропорциональна тейлопроводности Я, 20

6 = ст,,л. (2) и плотность тока 1 = Q.Ьи пропорциональна плотности теплового потока — — g ЬТ, J = с(1,-сь (Ъ) Коэффициенты подобия с, с;4ст. связаHbI соотношением с,а С л4 — - — — ((4) где М вЂ” масштаб модели.

В качестве граничных условий на верхней и нижней границах изучаемой области задают постоянные температуры То и Т».

Значения То и Т» определяют по термограмме какой-либо одной скважины, в которой проведено измерение температуры. На верхней и нижней границах модели задают постоянные потенциалы ||о и Uq. Коэффициент подобия С „находят по формуле т =» -г (5)

По значению электрического потенциала на модели с помощью формул (1) и (5) определяют температуру в каждой точке изу-. чаемой области т=т,+(т,— т,) р, где (р U o

Этот метод цмеет тот недостаток, что теплопроводность пород, закладываемая в модель, выбирается ориентировочно в зависимости,от того являются породы осадочными отложениями или кристаллическим фундаментом. Неточность в выборе значений теплопроводности приводит к неточности в

804823 определении распределения температур. При электромоделировании не учитывается влияние залежи. На верхней границе модели за дается постоянная температура, а фактически она меняется по площади.

Цель изобретения — повышение точности определения температур по всему объему нефтегазоносной структуры.

Указанная цель достигается тем, что измеряют изменение температур в приповерхностном слое земли и температуру в скважине на структуре, а по результатам измерений изменений температур в приповерхностном слое земли и по температуре в скважине на структуре корректируют распределение температур, полученных на электрической модели.

Способ заключается в следующем.

После окончания бурения дают выстойку только двум скважинам, одна из которых находится в центральной части структуры, а другая — за ее пределами. Снимают термограммы этих двух скважин. По результатам промысловых геофизических исследований определяют границы литологических комплексов, отличающихся по теплопроврдности. Отношения теплопроводности этих комплексов равны соответствующим отношениям значений геотермических градиентов в том случае, когда породы залегают горизонтально и, следовательно, тепловой поток вертикален. Горизонтальное залегание пород обычно имеет место за пределами структуры. Поэтому по термограмме скважины, расположенной за пределами структуры, можено определить отношения теплопроводностей.

Для построения электрической модели достаточно лишь знание отношений этих величин и расположения границ пород, отличающихся по теплопроводности.

Отношения проводимостей равны соответствующим отношениям теплопроводностей.

Выбор конкретных значений проводимостей без изменения их отношений означает лишь изменение коэффициента с>. Величина с> остается незивестной, поскольку неизвестно ни одно значение Л. То же самое касается коэффициента подобия С<, связанного с С равенством (4), и плотности теплового потока. Все эти величины остаются неизвестными. Однако знание их значений не требуется для нахождения распределения температур по формуле (6). Таким образом, знание термограммы одной скважины и использование результатов промысловых геофизических исследованйй позволяет построить электрическую модель для определения температурного поля.

При этом на верхней границе модели в. отличие от известного способа моделирования температурного поля в земной коре задают не постоянную, а изменяющуюся по площади температуру. Изменение температуры по площади на верхней границе опре15

50.

5 о

25 эо

4О

45 деляют посредством замеров температур в приповерхностном слое.

При формировагии залежей углеводородов в зоне формирования возможно появление дополнительных температурных аномалий, связанных с вертикальными перетоками углеводородов. Эти аномал.. и рассасываются со временем и, таким образом, являются нестационарной добавкой к стационарному температурному полю, получаемому по результатам электромоделирования.

Посредством сравнения термограммы скважины, расположенной в центре структуры, с модельными температурами определяют величину hT (z) нестационарной добавки в области вблизи данной скважины (х — вертикальная координата). Величину такой добавки ЬТ (ъ) вдали от данной скважины определяют по формуле

ЬТ (1) = h7©(z) (7) где h < — мощность залежи вблизи центральной скважины, h — мощность залежи на рассматриваемой вертикали.

Формула (7) следует из того, что величина температурной аномалии при вертикальном перетоке прямо пропорциональна скорости V времени t перетока, т. е. прямо пропорциональна величина h = Vt. Для перетока, связанного с формированием залежи, величина 11 = Vt равна мощности формируюшейся залежи. Следовательно, величина возможной дополнительной температурной аномалии, обусловленной присутствием залежи, прямо пропорциональна мощности

h залежи., Таким образом, по термограммам двух скважин с помощью электромоделирования и расчетов определяется температурное поле нефтегазоносной структуры.

Использование предлагаемого способа по сравнению с расчетными методами и электромоделированием повышает. точность определения температурного поля. Увеличение точности обусловлено тем, что при построении модели используют значения отношений теплопроводностей определяемые по термограмме, на верхней границе модели задают меняющуюся по площади температуру и учитывают влияние залежи, на температурное поле.

По сравнению с непосредственными изменениями температур в скважинах с помощью глубинных термометров преимуществом предлагаемого способа состоит в том, что значительно сокращается (до двух) количество исследуемых скважин, а также в том, что предлагаемый способ позволяет получить информацию о температуре не только вблизи, но и вдали от скважин. Сокращение количества исследуемых скважин позволяет избежать простоя бурового оборудования и задержки ввода скважин в эксплуатацию месторождений. Экономический эффект, ко804823

Формула изобретения

Составитель И. Карбач инская

Редактор Т. Веселова Техвед А, Бойкас Корректор М. Шароши

Заказ !0572 47 Тираж 638 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! !3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская иаб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 торый достигается при использовании предлагаемого спос ба составляет более 300 тыс. руб.

Способ определения температурных по: лей нефтегазоносных, структур, включающий определение на электрической модели распределения температур в литологическом комплексе, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения температур по всему объему нефтегазоносной структуры, измеряют изменение температур в приповерхностном слое земли и температуру в скважине на структуре, а по результатам измерений изменений температур в приповерхностном слое земли и по температуре в скважине на структуре корректируют распределение температур, полученных на электрической модели.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Череменский Г. А. Прикладная геотермия. М., «Недра», 1977.

2. Кутас P. И. Применение электромоделирования для изучения влияния геологоструктурных факторов на распределение теплового потока. Сборник -«Проблемы гидрогеологии и инженерного грунтоведения».

«Наукова думка», 197), с. 202 — 206.