Способ исследования пластов в необсаженных скважинах

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ii 964124 (6l ) Дополнительное w авт. с вид-ву (22) Заявлено 06. 03. 81 (21) 3256426/22-03 (5! )М. Кл. с присоединением заявки,%

Е 21 В 49/08

3ЪеудорстиаииыИ комитет

СССР (23) Приоритет ио делом иэаоретеиий и открытий

Опубликовано 07 ° 10 82 ° Бюллетень Ют37

Дата опубликования описания 08. 10. 82 (53) УДК622.243. . 68 (088. 8) M. M. Аглиуллин, В. А. Исякаев, А. И. Пашали и Л. Н. Тюменев (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский институт нефтепроиысловой геофизики (7!) Заявитель (54) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ПЛАСТОВ В НЕОБСАЖЕННЫХ

СКВАЖИНАХ

Изобретение относится к нефтепро« мыоловой геофизике, в частности к способам исследования пластов путем отбора проб пластового флюида из стенок необсаженных скважин.

Известен способ исследования пластов путем отбора проб пластового флюида, который определяет насыщенность пласта и проницаемость пласта, а также измеряет пластовое давление. По нему после отбора пробы пластового флюида с регистрацией давления и скорости отбора производят герметизацию пробы и подъем ее на поверхность для анализа P1 ).

Недостаток такого способа заклюяается в том, что количество точек для исследования за один спуско-подьем ограничено необходимостью подьема пробы для анализа. го

Наиболее близок к предлагаемому способ исследования пластов в необсаженных скважинах, включающий изолирование участков стенки скважины, вы"

2 зов притока пластового флюида и его отбор с регулированием давления в процессе отбора, герметизацию пробы, регистрацию температуры при измене" нии давления в пробоприемной камерв -„ также регистрацию электриЧеского сопротивления и скорости поступающего флюида, выброс пробы в скважину.

О насыщенности пласта судят по характеру изменения температуры в про боприемной камере при изменении давления загерметизированной пробы. Эти операции повторяются на других точках и сравнение результатов указанной операции позволяет произвести разделение пластов по водонефтегазонасыщенности f2 1.

Недостатками данного способа являются сложность интерпретации зависимости температуры от давления, а при наличии в пробе смеси воды и нефти невозможность определения их соотношения, а также подьем пробы жидкос-ти на поверхность при определении ее

3 96412 вязкости. Величина вязкости необходима при расчете проницаемости пласта, и она должна определяться в условиях, подобных пластовым, и с тем же количеством растворенного газа.

В противном случае может возникать значительная погрешность. Например, для Ромашкинской нефти при изменении температуры с 40 до 26 С вязкость возрастает в 2 раза и соответственно пог-to решность в определении проницаемости без учета этого фактора будет равна 1003.

Цель изобретения - повышение эффективности определения насыщенности и is повышение точности определения про ницаемости пластов.

Указанная цель достигается тем, что после герметизации разделяют пробу флюида на фазы, затем при выбро- щ се пробы измеряют объем и вязкость каждой фазы и о насыщенности судят по величине вязкости и процентному содержанию каждой фазы.

Проба пластового флюида представляет собой многофазную смесь. Например, в нефтяных месторождениях проба обычно бывает представлена смесью нефти и фильтрата бурового раствора (воды). В газоконденсатных месторож- зв дениях проба может быть представлена смесью газа, конденсата и воды.

Также при отборе смеси воды и нефти в приемной камере имеется эмульсия вода-нефть. В предлагаемом способе с

ss целью определения насыщенности пробы производится разделение пробы на фазы. Разделение может осуществлятьcR путем пропускания через пробу электрического тока, отстоя, центри". фугирования и др. При этом происходит слияние капелек нефти или воды, которые соответственно их плотности пере-: мещаются вверх или вниз приемной камеры. Таким образом происходит разде-

45 ление пробы флюида по высоте приемной камеры в зависимости от плотности фаз.

При выборе пробы из камеры имеет место поочередный выброс каждой фазы.

Измеряя при этом объем и вязкость каждой фазы, можно судить о водонефтегазонасыщенности пробы, так как вязкость воды, нефти и газа резко отличаются друг от друга. Наименьшей вязкостью обладает газ, вязкость во95 ды близка к 1 сП, вязкость нефти достигает нескольких десятков сантипауз.

Повышение точности определения прони4 4 цаемости достигается измерением вязкости при температуре и давлении, близких к пластовым, без изменения компонентного состава пробы. Определение состава пробы произведено по величинам вязкости каждой фазы.

На фиг. 1 изображена зависимость изменения вязкости выбрасываемой пробы; на фиг. 2 — устройство для исследования пластов в необсаженных скважинах.

Устройство включает электропривод 1, связанный с насосом 2 с системой регулирования давления и управления рабочими органами 3, децентратор 4 для прижатия устройства к стенке скважины, герметизирующий элемент

5, изолирующий участок пласта на стенке скважины, клапан 6 на линии отбора, клапан 7 на линии выброса, калиброванное отверстие 8 на линии выброса для измерения вязкости выбрасываемой пробы, разделительный поршень 9 и электроды 10, находящиеся в пробоприемной камере 11, компенсатор с дифференциальным поршнем 12, полость 13 которого заполнена воздухом под атмосферным давлением, датчик 14 давления, датчик 15 объема пробы, соединенный с разделительным поршнем 9., Устройство работает следующим образом.

Опускают прибор в скважину на кабеле в положении, показанном на фиг, 2, и устанавливают в точке исследования пласта. Герметизирующий элемент 5 прижимают децентратором 4 к стенке скважины. При этом пробо" приемная камера оказывается изолированной от скважины. Включают электропривод 1, и насосом 2 перекачивают рабочую жидкость из-под разделительного поршня 9 в полость компенсатора 12, разрежая воздух в полости 13.

При этом система регулирования и управления рабочими органами 3 позволяет производить отбор с регулированием депресии на пласт.

Поршень перемещается, и в пробоприемную камеру 11 поступает из пласта флюид. В процессе работы устройства производится измерение давления в камере 11 датчиком 14 и перемещения поршня датчиком 15 объема пробы. После отбора пробы из исследуемой точки пласта клапан 6 перекрывает канал отбора пробы,: герметизируя приемную камеру. Между электродами 10 пропускл4 6 сыщения выделяется, гаэ из пробы и величина приращения объема камеры характеризует газовый фактор пробы.

Подобным образом можно исследовать все интересующие интервалы за один спуск без подъема пробы на поверхность.

Предлагаемый способ был опробован на скважине Ромашкинского месторождения. Исследованию подвергался нефтеносный пласт песчаника в интервале 1811,2-1813,2 м на глубине

1812,2 м. Исследование производилось картотажным испытателем пластов

ИПК-7-10.

Калибровочный коэффициент линии выброса для данного прибора был равен К=2,47 1К м. Результаты измере ний приведены в таблице.

Как видно из таблицы, результаты определения насыщенности и вязкости пробы в скважине и на поверхности подтверждают возможность достижения поставленной цели, Расхождение результатов измерений в скважине и на поверхности обусловливаются изменением температуры и давления после подьема пробы на поверхность и ее дегазацией.

Использование изобретения позволит повысить эффективность и качество исследования пластов в необсаженных скважинах. Способ позволяет без подьема пробы на поверхность определить ее насыщенность и вязкость. Кроме того, измерение вязкости пробы в пластовых условиях повышает точность ее измерения и, в конечном счете, точность определения проницаемости пласта. Последнее является важным при выборе режима эксплуатации нефтяного гЬаста.

Зкономический эффект достигается за счет сокращения времени простоя буровой, сокращения воемени работы геофизической партии, исключения операции по исследованию пробы, повышения точности определения проницаемости пластов, повышения оперативности выдачи материалов по исследованию пластов заказчику, что ведет к ускорению ввода скважины в эксплуатацию.

Результаты расчета показывают, :что годовая эффективность одного комплекта с учетом уменьшения простоя буровой под геофизические работы, уменьшения стоимости работы геофизической партии повышается с 36,13 до

38,46 тыс. руб., т.е. на 2,33 тыс.руб.

t-лР ф=К,и.- динамическая вязкость фазы, Па с;

20 где

ЬР- перепад давления на концах калиброванного отверстия, Па; ч- объем выбрасываемо" Фазы пробы, м

3.

t-время выброса фазы пробы, с

К-коэффициент, определяемый при градуировке и учитывающий геометрические размеры калиброванного отверстия, м .

Диаграммы измерения давления и объема пробы с метками времени, полученные при выбросе пластового флюида, позволяют производить определение .насыщенности пробы и измерить величи" ну вязкости каждой фазы пробы и вязкость всей пробы флюида. В последнем случае при измерении вязкости всей пробы возможно исключение процесса разделения на фазы.

Перемещение поршня 9 при выбросе осуществляется под действием давле-! ния, возникающего за счет дифферен-! циального поршня 12. Величина этого ,давления равна гидростатическому, умноженному на соотношение площадей дифференциального поршня.

При необходимости откачки фильтрата из призабойной зоны пласта процесс отбора и выброса пробы повторяется до получения чистого пластового флюида. О поступлении чистого флюида судят по стабилизации величины его вязкости, точнее времени выб» роса пробы, Устройство позволяет производить .

S5 измерение объема растворенного газа путем снижения давления в камере. При давлении в камере ниже давления на5 96412 ется переменный ток, производящий разрушение водонефтяной эмульсии и ускоряющий разделение пробы на фазы.

После разделения пробы на фазы открывается клапан 7 и проба вытесняется в скважину. Вначале вытесняется фаза с меньшей плотностью, например газ, затем нефть и в последнюю очередь вода. Вытеснение пробы происходит через калиброванное отверстие 10

8, которое позволяет измерить величину вязкости каждой фазы. Здесь вязкость фазы будет определяться по формуле

964124 (>I, (О (в

K

z

I Э э о

I о о и (U I

51 S

3E1 I(О! и

m! o

Yl о! щ

1 К

m1 m

1

I (1

1 «( л

LA

1

1

1

1

1 >5

1 I ю z

1 а Э

1 Э

X Э

Я

1

1 .а (- (и о о

z xo (2

Э m ( (L >5 о s с r м

S

1

1 т—

1

I

1 (»

«А л ! СО

I т,«>

1

I

I!

I Z!

t а

1 (О

1 (g (- (О и а о (5 Ц:) s и а о с

1 Х

1 X

1 «L

1 Э

1 Ш о с

1! (О т м (D ((>

1 Ю т(° ! о

l т,«> !

1 (М л

Ю (D л м м (м (»

1 Z (1О о

1 D

1

1

1

1

I

I.

1

1

1

1 (1 о

1 Э

1 (g

1 1

1 (О с

Ц

1 Э

1 О.

t C

I О>

o tQ с о и э о х с

I S И

1 3

I (О

1 Ш х и

I СО

l (» «> (Ч

Э

S л о (> х m

Э (О

2 е м

>С т«А

OO

Ю.а

I Iи о

l Ш

l СО л (О

m c

CQ

Е т

t»

Ю л

1

1 I о а

1 (Q

1 S

1 (О

1 т((Р л (» м

Ь

LA (» м

>s

X ((I

zeX р

Ш (Q

m о>

t

1 (О И л

Э (> 1

I

1

1 Э

1 «L

CO м LA

I Ц

1 (О ! C

1 Э а

I Э ! с

l (S

Х (О эс

Ц ф л (О а

М) Ю ((> (Ю т

LA

LA

CV.а (в

Ц о

1

1 !

1 (1

t

1

1

1

I

1

I !

1

1

1

I

i

I !

I ! lQ о

1 «L

t C

Ш о

«1 ! 1I Э

l.

1 (ll а

1 (О

1 C

I >S

I S

1 Э

1 Д

I (II

X (т)

1 S

1

1 I-! (О ((1 .а

1 1

1 0ъ

1 Ш

1 Э а

О

Б 1ZLOu O (ООШ ща(» о с с

1 m

1 S

1 Z

Qj °

1 О (О т> (>

z e

1 1о о

l D

1

I .а

1 . I- O

I O л °

orna

l Y >ОС

1 Ш

, Л

1 (>

1 X X

Э а (>! л

1 \Q (О О о е) т(>

1 Э Ш K

1 Р (О ((ое > о

I P

O lQ

Э55 ХО

t-zroz

И Э e a (О O

O Y IQ Ш L

I

I

1

I

t

1

1

I

I

CV

° m DS, о z

Э

1 CV

1 Э

1 S II а

I C Ш !

9 к

tQ o

О ta и

С Iо

1 >S

О

1 Z Э

z 11 (О

I Ш C

О а .а

s o

Ш О

1 (О С (x

Э (Z m

Iш и

I Х Э

1 9 .а и и

О с.

5 Э ц z о s (6

Ш (О

s m о а и

Ш

l- (О о ц

О 5 х я х (.ДЕ

О (О с о

О. ! m c

1 (L S

Х Э

Э

Э Ц

Ш (9 Ш ("Е «(1 (I х

t0

l г

I . а

1

1

1

964124

Формула изобретения

Способ исследования пластов,в необсаженных скважинах, включающий изолирование участка стенки скважины, 1 вызов притока пластового флюида, отбор пробы пластового флюида с регулированием давления в процессе отбора, регистрацию давления в пробоприемной камере и скорости притока флюида, 10 герметизацию пробы и выброс пробы в скважину, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности определения насыщенности пластов и повышения точности определения 15 проницаемости пластов, после герметизации разделяют пробу флюида на фазы, затем при выбросе пробы измеряют объем и вязкость каждой фазы и о насыщенности судят по величине вязкости и процентному содержанию каждой фазы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Патент ClllA У 3577781, кл. 73-155, опублик, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2806700/22-03, кл. E 21 В 47/00, 1979.