Способ выделения проницаемых интервалов в скважине

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗЬБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<»>941556 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 07.07.80 (21) 2952528/22-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

Е 21 В 47/00

Гееуддрстееиимй кемитет

СССР (53) УДК 622.24 (088.8) Опубликовано 07.07.82. Бюллетень № 25 пв делам изееретеиий и еткрмтий

Дата опубликования описания 17.07.82 (72) Автор изобретения

М. И. Кременецкий

Московский ордена Трудового Красного Знамени институт нефтехимической и газовой промышленности им. И. М. Губкина (71) Заявитель (54) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ПРОНИЦАЕМЫХ ИНТЕРВАЛОВ

В СКВАЖИНЕ

Изобретение относится к области промысловой геофизики и может быть использовано при выделении проницаемых интервалов в разрезе цементируемой скважины промыслово-геофизическими методами.

Известны методы выявления проницаемых интервалов, основанные на измерении кажущегося сопротивления зондами различного размера, потенциалов собственной поляризации, интенсивности нейтронного и гамма-излучения и др. (1).

Эти методы достаточно эффективны лищь в высокопористых гранулярных коллекторах х.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является способ выделения низкопористых проницаемых пластов в цементируемой скважине, основанный на определении времени схватывания цемента путем серии измерений амплитуды продольной акустической волны по обсадной колонне. Измерения начинают сразу же после заливки цемента и повторяют каждые 1,5 — 3 ч до момента его схватывания по всему стволу.

Время схватывания определяют по резкому уменьшению амплитуды. Амплитуда уменьшается вследствие происходящего одновременно со схватыванием сцепления цемент. ного камня с обсадной колонной. О наличии в разрезе скважины проницаемых пластов судят по уменьшению времени схватывания.

Время схватывания уменьшается, потому что происходит фильтрация части, содержащейся в цементном растворе воды в породе (2).

Недостаток способа состоит в том, что он не позволяет выделять проницаемые пласты с достаточной точностью, их можно выделить только в случае, если при схватывании происходит сцепление цемента с обсадной колонной.

Цель изобретения — повышение точности выделения за счет обеспечения определения проницаемых интервалов в зонах отсутствия сцепления цементного камня с обсадной колонной.

Указанная цель достигается тем, что в скважине регистрируют термограммы до цементирования — в процессе восстановления теплового псгля, сформированного при бурении, и термограммы после цементирования — в процессе выделения тепла цементом в промежутках времени, соответ941556 (1) 25 где Si (i = 1,2,3) — площади аномалий температуры после цементирования. гг

S; = f (T; — ҄,.), (2) 30

z, где Тр,-— глубины подошвы и кровли интервала обработки.

Tcp(i = 1,2,3) — фоновое распределение температуры рассчитывают по формуле (Т," -Т, )(Г -Г;) Т,;— + Т, (1,* - r, ) (3) Г;" (i = 1,2) и Г (i = 1,2,3) — средние 4о градиенты термограмм Т, и Т, определяют с помощью соотношений

»»

"н1 — т к1

ZH Z, г, т i Т I (4) н к

45 где Т i Тк, " Тн1 C, — температуры, определенные по термограммам соответственно Т1 и Т", на глубинах Z è Хк .

Глубины Хн и Z выбирают в интервалах с номинальным диаметром скважины соответственно в начале и в конце исследуемого участка ствола.

Техническими операциями, необходимыми для реализации данного способа являют55 ся: регистрация двух термограмм до цементирования и трех после цементирования, определение средних градиентов термограмм по формуле (4), определение фоновых расствующих возрастанию и убыванию температуры в стволе скважины, после чего поинтервально определяют площади аномалий температуры после цементирования, по отношению которых судят о времени схватывания. 5

На чертеже представлена схема реализации способа.

Способ осуществляется следующим образом.

В скважине регистрируют несколько тер- 1п мограмм: Т, и Т вЂ” во время простоя скважины перед промывкой для спуска обсадной колонны соответственно через 3—

5 и 10 в 12 ч после подъема инструмента из ствола: Т,, Tz и Тз — соответственно через 6 — 10, 15 — 20, 40 — 50 ч после заливки <5 цемента. В пределах исследуемого участка ствола выделяют интервалы мощностью не менее 3 — 5 м. Для каждого из них по зарегистрированным термограммам определяется безразмерный параметр Р, по величине которого судят о сроке схватывания цемента, а значит и о наличии проницаемых пластов.

Величинуф рассчитывают по формуле пределений температуры по формуле (3), определение площадей аномалий температуры после цементирования по формуле (2) расчет величиныф по формуле (1).

Особенности зарегистрированных термограмм обусловлены происходящим при схватывании цемента процессом выделения тепла. П ричем рассчитываемое по термограммам значение 8 практически не зависит от общего количества тепла, выделяемого цементом (т. е. количества цемента- за колонной), а определяется в основном темпом выделения тепла во времени: чем он выше, тем больше Р

В интервалах, где состав цементного раствора не меняется, одинаков темп выделения тепла во времени и величина ф постоянна. Однако там, где чагть воды из цементного раствора поступила в пласты, время схватывания уменьшается. Это приводит к росту интенсивности тепловыделения и увеличению р.

Пример. Термограммы перед спуском обсадной колонны Т» и Тг (кривые 1 и 2) получены соответственно через 3 и 15 м после подъема инструмента из ствола. Термограммы Т, Т2. и Тз (кривые 3, 4 и 5) соответственно через 7, 20 и 50 ч после заливки цемента. Термограммы зарегистрированы термометром ТЭà — 60.

На чертеже показана также диаграмма амплитуды продольной волны по колоьне, полученная акустическим цементомером после схватывания цемента (кривая 6). В пределах пятнадцати интервалов 1 — ХУ рассчитаны величины Р.

В большинстве интервалов значения Р примерно одинаковы (ф = 0,44 — 0,46) . Это показывает, что аномалии на термограммах, зарегистрированных после заливки цемента (T>, T2 и T> ), в данном случае связаны с изменением количества цемента за колонной. Аномально высокими значения Я, свидетельствующими об ускорении схватывания цементного раствора вследствие фильтрации части содержащейся в нем воды и породы, характеризуются интервалы IX — XI, XIII и ХУ.

Все эти проницаемые интервалы за исключением 1Х нельзя выделить по результатам измерений акустическим цементомером, поскольку в их пределах отсутствует сцепление цементного камня с колонной. Об отсутствии сцепления свидетельствуют высокие значения амплитуды продольной волны по колонне, зарегистрированной в этих интервалах после схватывания цемента (кривая 6).

Таким образом, предложенный способ повышает точность выделения проницаемых пластов, поскольку, решает эту задачу вне зависимости от качества сцепления цементного камня с обсадной колонной.

Кроме того, этот способ позволяет снизить затраты на проведение скважинных

941556

Формула изобретения

Составитель И. Карбачинская

Редактор Л. Веселовская Техред А. Бойкас Корректор М. Шароши

Заказ 4785/16 Тираж 623 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! 13035, Москва, K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП <Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 исследований, так как стоимость термозамера ниже исследований акустическим цементомером, затраты сокращаются также за счет уменьшения необходимого числа измерений с 8 — 10 до 5. Так, стоимость исследований скважины глубиной до 2000 м снижается примерно на 900 руб.

Способ выделения проницаемых интвервалов в скважине, основанный на определении времени схватывания цемента по разрезу скважины, отличающийся тем, что, с целью повышения точности выделения за счет обеспечения определения проницаемых интервалов в зонах отсутствия сцепления цементного камня с обсадной колонной, в скважине регистрируют термограмм ы до цементирования — в процессе восстановления теплового поля, сформированного при бурении, и термограммы после цементирования — в процессе выделения тепла цементом в промежутках времени, соответствующих возрастанию и убыванию температуры в стволе скважины, после чего поинтервально определяют площади аномалий температуры после цементирования, по отношению которых судят о времени схватывания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Дахнов В. Н. Интерпретация результатов геофизических исследований разрезов скважин. М., «Недра», 1972, с. 365.

2. Авторское свидетельство СССР № 315757, кл. Е 21 В 47/00, 1971 (прототип) .