Способ определения характера движения жидкости за обсадной колонной

 

О П И С А Н И Е (933964

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (6I ) Дополнительное к авт. с вид-ву (22) Заявлено 14.07.80 (2l) 2960697/22-0Э (51) М. Кд.

Е 21 В 47/00 с присоединением заявки № ЬеударстеакаыМ комитет

СССР ае делам кзабретеник и аткрмткй (23) Приоритет

Опубликовано 07.06.82. Бюллетень № 21 (53) УДК 622, .251 (088.8) Дата опубликования описания 07.06.82

P.A. Валиуллин, А. С. Буевич, А.И. Филиппов, H„JI. Дв фкин,.:." : "

И.М. Довгополкж и В.Н. Расторгуев 1 (72) Авторы изобретения (73) Заявитель

Башкирский госуцарственный университет им. 4 (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ XAPAKTEPA ДВИЖЕНИЯ

ЖИДКОСТИ 3А ОБСАДНОЙ КОЛОННОЙ

Изобретение относится к нефтедобыче и может быть использовано щтя определения характера движения жидкости за обсадной колонной в нефтегазовых и нагнетательных скважинах.

Известен способ определения затруб- . ного движеняя жидкости в действующей скважине, основанный на том, что регистрируют серию термограмм непосредственно после пуска скважины в эксплуатацию и по увеличенному темпу установ» ления теплового поля в зумпфе скважины судят о наличии затрубного движения жидкости (1);

Недостатком данного способа является неоднозначность интерпретации при определении затрубного движения жидкости в эумпфе скважины. Это связано с. тем, что увеличенный темп установпения теплового поля может быть вызван и вертикальным движением жидкости по проницаемому пласту к перфорированному интервалу, так как в случаях заколонного двтжения жидкости и вертикального движения по пласту темп установления температурного поля в эумпфе скважины определяется лишь наличием конвективного переноса ° тепла потоком жидкости, т. е. не зависит от характера движения жидкости за обсадной колонной.

Известен также способ контроля технического состояния скважины, включающий регистрацию исходного распределения

10 температуры при заданном режиме работы скважины и изменение режима работы скважины с последующим измерением температуры у стенок скважины и на ее оси, и определения темпа выравнивания раэносIS ти температур по сечению скважины f2).

Однако известный способ также не обеспечивает однозначного определения характера движения жидкости за обсадной колонной, поскольку как в том, так и в другом случае темп выравнивания разности температур по сечению скважины определяется, в основном, теплоемкостью и температуропроводностью жидкости, заполняющей ее ствол. о (< +o) + о (" "о ) Ехр(С„аг)ак 4„

3 93396

Белью изобретения является обеспечение однозначности определения характера движения жидкости за обсадной колонной.

Поставленная пель достигается тем, что после регистрации исходного распределения температуры при заданном режиме работы скважины изменение режима работы скважины осуществляют путем увеличенного отбора жидкости в течение нн tO тервала времени, определяемого из следующей зависимости о с

4 4

В случае наличия затрубного движения жидкости процесс восстановления темпе» ратуры после црекрашения отбора описывается зависимостью

Т(0,6) 4 -

"o o(

/ производят повторную регистрацию температуры вдоль ствола скважины„. причем по увеличенному темпу восстановления теп» лового поля судят о наличии затрубного движения жидкости.

Способ осуществляют спедуюшим образом.

Опускают термометр в скважину, ре.гистрируют исходное распределение температуры при заданном режиме работы, увеличивают отбор жидкости из скважины, обеспечивают работу скважины при данном отборе до выравнивания температуры жидкости по ее поперечному сечению, т. е. в течение времени С = о /ol, прекращают отбор жидкости из скважины (пласта), регистрируют серию термограмм вдоль ствола скважины, по. увеличенному темпу восстановления теплового поля в скважине судят о наличии затрубного дви кения жидкости.

Сущность способа заключается в следующем.

B случае наличия движении за обсад ной колонной после увеличения отбора

45 жидкости изменяется до какой-то определенной величины и в процессе дальнейшей эксплуатащщ остается постоянной.

При этом происходит нарушение установившегося ранее теплового поля в окружающих скважину породах и в самой скважине. После прекращения:движенияжидкости в скважине и, следовательно, за колонной (прекрыцение отбора) проио ходит восстановление температуры, причем темп восстановления определяется в основном, радиусом эоны нарушения теплового поля в окружающих породах. в случае наличия вертикального движения жидкости в прискважинной зоне пласта процесс восстановления температуры описывается зависимостью

Т(О;Ы 4C äô. (R 1

=1 ere(— 3 т. = R i 2 a+ (2) где T(o,t)- температура на оси скважины в зависимости от времени - после прекращения отбора жидкостИ из скважины, С, - максимальное значение температуры в исследуемом интервале в момент прекращения отбора жидкости, С, -о - радиус скважины, м, - радиус зоны нарушения теплового поля в окружающей скважину породе вследствие наличия вертикальн го движения жидкости по пласту, м, - время работы скважины с увеличенным оборотом, или время возмущения, с, Ct - коэффициент температуропроводности окружающих скважину пород, м /с.

Построенные по формулам (1) и (2) зависимости показывают, что темп восстановления теплового поля в зумпфе скважин для случая вертикального движения жидкости в пласте значительно медленней, чем для случая затрубного движения жидкостИ. Связано это с размерами (радиусом) зоны нарушения теплового поля в окружающей скважину среде. В случае движения жидкости по пласту радиус зоны нарушения значителен (может быть до нескольких метров), так как установление теплового поля в окружаюших породах обусловлено движущейся по всему плаоту жидкостью. Во втором случае радиус

Способ определения характера дви-. жения жидкости за обсадной колонной, включающий регистрацию исходного рас нределения температуры при заданном режиме работы скважины и изменение режима работы скважины с последующей повторной регистрацией распределения температуры, отличающийся тем, что, с целью обеспечения однозначности определения, изменение режима . работы скважины осуществляют путем увеличенного отбора жидкости в течение интервала. времени, определяемого из следующей зависимости

<- -го/> где l o - радиус скважины, м, - коэффипиент температуропроводности флюида, заполняющещего ствол скважины, м /с, после чего прекращают отбор жидкости и производят повторную регистрацию температуры вдоль ствола скважины, причем по увеличенному темпу восстановления теп» лового поля судят о наличии затрубного движения жидкости.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

М 665082, кл. Е 21 В 47/10, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2865985/03, кл. Е 21 8 47/00, 07.01.80 (прототип).

5 9339 зоны нарушения определяется, в первую очередь, временем работы скважины при данном отборе жидкости Т . При этом установление теплового поля в окружающих скважину породах происходит пу- 5 тем теплопроводности,. а это процесс очень медленный. Следовательно, радиус зоны нарушения при продолжительной ра боте скважины незначителен. При больших значениях С радиус зоны нару- 10 щения теплового поля возрастает, и дифференциация рассматриваемых двух случаев по темпу восстанойленкя теплового поля затрудняется. Так, pns времени 5 **500 ч и k =1 м, как показывают 15 . расчеты, темп восстаиовления температурного поля в скважине в обоих случаях практически одинаков. Поэтому для реализации способа обязательным усло вием является непродолжительная ра- -20 бота .скважины в режиме повышенно-. го отбора. Минимальное время работы

s измененном режиме определяется временем выравнивания температуры по сечению скважины, что необходимо для 25 устранения искажающего влияния радиального градиента температуры при темпе---ратурных исследованиях в.скважине;

8 общем. случае для йолного выравнивания температуры по сечению скважины за время выравнивания определяется из зависимости . "- . о /> где Г - радиус скважины, м, д - коэффипиент температуропроводности жидкости, заполняющей ствол скважины, м /с.

Так, например, полное равновесие в сис ° теме заколонное пространство - сква» жина дш О =0,5 10 м /ч (вода) и 40 о "О;073 м наступает через 5 =10 ч.

Таким образом, для осуществления способа регистрируют исходное рас-. пределение температуры в скважине, затем увеличивают отбор жидкости нз нее и обеспечивают работу скважины в -дан-ном режиме в течение времени T,=1" tot, после чего прекращают отбор жидкости из скважины и регистрируют серию термограмм, причем по увеличенному темпу восстановления теплового оля в скважине судят о наличии затрубного дви- . жения жидкости, Регистрируемый темп восстановления температурного поля можно сравнивать с теоретическими кривыми, расчитанными по формуле (1)

Наиболее эффективно предлагаемый способ реализуется после пуска скважины в эксплуатацию, например при опробовании скважин компрессором, и в скважинах, которые перед увеличением отбора в исходном состоянии проработали время, равное или -большее 500 ч. При этом восстановление температурного поля происходит до значения температуры, зафиксированного в исходном режиме работы скважины. Возможно применение предлагаемого способа и в нагнетательных скважинах.

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 3880/20 Тираж 623 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул . Проектная, 4