Определение интервалов затрубной циркуляции флюидов по данным высокочувствительной термометрии

Естественная радиактивность горных пород.

1. Индукционный метод Изучение разрезов скважин индукционным методом основано на различии в электропроводности пород.

Индукционный метод позволяет получить хорошо расчлененные кривые электропроводности с четкими аномалиями. Метод наиболее эффективен при использовании в низкоомных разрезах. Небольшое влияние мощности пластов, а также хорошая глубинность исследований дают возможность с высокой точностью определить истинное сопротивление относительно низкоомных пород.

С помощью индукционного метода можно исследовать сухие, заполненные нефтью или буровым раствором на нефтяной основе скважины. Во всех перечисленных случаях обычные методы электрометрии использовать нельзя.

2. Радиометрией скважин называют совокупность методов, основанных на регистрации различных ядерных излучений, главным образом гамма-квантов и нейтронов.

МЕТОД ЕСТЕСТВЕННОЙ РАДИОАКТИВНОСТИ (ГАММА-МЕТОД)

Во всех горных породах в небольших количествах присутствуют радиоактивные элементы. Содержание радиоактивных элементов в различных горных породах, а, следовательно, и интенсивность испускаемых ими ядерных излучений различны. Поэтому, регистрируя их, можно судить о типе горных пород, пройденных скважиной.

Метод исследования геологического разреза скважин, основанный на регистрации излучений, испускаемых естественно радиоактивными элементами горных пород, носит название метода естественной радиоактивности.

Ядра некоторых изотопов могут самопроизвольно превращаться в ядра других элементов. Этот процесс называется радиоактивностью.

Превращение ядра обычно происходит путем излучения альфа- или бета-частицы (альфа- и бетта-распад), реже наблюдается захват ядром одного из электронов оболочки атома (К- захват).

Каждый вид распада сопровождается испусканием гамма-квантов.

Альфа- и бета-лучи представляют собой соответственно поток ядер гелия (т. е. частиц, состоящих из двух протонов и двух нейтро­нов) и поток быстрых электронов. Проходя через вещество, они замедляются, затрачивая энергию на ионизацию атомов. Пробег бета-частиц в твердых телах и жидкостях составляет обычно не более нескольких миллиметров; пробег альфа-частиц в несколько сот раз меньше.

Гамма-лучи представляют поток «частиц» (квантов) высокочастотного электромагнитного излучения наподобие света, но с гораздо меньшей длиной волны, т. е. с большей энергией кванта. Пробег гамма-квантов в веществе в несколько десятков раз больше пробега для бета-частиц той же энергии.

Поскольку альфа- и бета-лучи, имеющие малый пробег, в веществе полностью поглощаются буровым раствором и корпусом скважинного снаряда, а индикатора достигают лишь гамма-лучи, этот метод называют также гамма-методом и сокращенно обозначают ГМ.

Ядра некоторых изотопов могут самопроизвольно превращаться в ядра других элементов. Этот процесс называется радиоактивностью.

Превращение ядра обычно происходит путем излучения альфа- или бета-частицы (альфа- и бетта-распад), реже наблюдается захват ядром одного из электронов оболочки атома (К- захват). Каждый вид распада сопровождается испусканием гамма-квантов.Альфа- и бета-лучи представляют собой соответственно поток ядер гелия (т. е. частиц, состоящих из двух протонов и двух нейтро­нов) и поток быстрых электронов. Проходя через вещество, они замедляются, затрачивая энергию на ионизацию атомов. Пробег бета-частиц в твердых телах и жидкостях составляет обычно не более нескольких миллиметров; пробег альфа-частиц в несколько сот раз меньше.Гамма-лучи представляют поток «частиц» (квантов) высокочастотного электромагнитного излучения наподобие света, но с гораздо меньшей длиной волны, т. е. с большей энергией кванта. Пробег гамма-квантов в веществе в несколько десятков раз больше пробега для бета-частиц той же энергии.Поскольку альфа- и бета-лучи, имеющие малый пробег, в веществе полностью поглощаются буровым раствором и корпусом скважинного снаряда, а индикатора достигают лишь гамма-лучи, этот метод называют также гамма-методом и сокращенно обозначают ГМ.

Интегральный (ГМ) и Спектральный (ГМ-С). Естественная радиоактивность обусловлена, в основном, присутствием урана 238U и продуктов его распада, радия Ra, тория Th и радиоактивного изотопа калия 40К.

3. Температурные измерения в скважине.

Проводятся с целью:изучения распределения температуры в геологическом разрезе, вскрытом скважиной, и определения геотермического градиента. В условиях установившегося теплового режима (скважина в длительном простое) на термограммах переломы температурной кривой связаны с горными породами разной удельной теплопроводности. Угол наклона температурной кривой к вертикали соответствует определенному литологическому типу горной породы. При неустановившемся тепловом режиме после прекращения циркуляции изучается скорость восприятия промывочной жидкостью температуры пластов, которая также зависит от удельной теплопроводности горных пород, пройденных скважиной. Осуществление термометрии скважины для этих целей связано с длительной остановкой скважины, и в этом основная причина редкого применения метода на практике.определения температуры по стволу бурящейся скважины.Данные используются при интерпретации каротажных материалов и для оценки условий работы бурового инструмента и геофизических приборов.определения высоты подъема цемента в затрубном пространстве (см. методы контроля качества цементирования скважины);исследования технического состояния скважины. По выявленным в скважине локальным температурным аномалиям определяют места притока пластового флюида в скважину, зоны потери циркуляции, интервалы затрубного движения жидкости и т. д.Применяются максимальный ртутный термометр и резисторные термометры, обеспечивающие непрерывную запись кривой температуры. Использование данных термометрии По данным термометрии в неперфорированных пластах прослеживают местоположение закачиваемых вод по площади и возможный их переток в затрубном пространстве. В связи с различием температур нагнетаемых и

пластовых вод процесс вытеснения нефти водой сопровождается изменением температуры пласта. В перфорированных пластах термометрия применяется для выделения интервалов обводнения (отдающих жидкость в эксплуатационной и поглощающих – в нагнетательной скважине). Решение задачи производится путем сравнения геотермы (базисной температурной кривой, замеренной в простаивающей скважине, удаленной от мест отбора флюида и закачки, находящейся в режиме теплового равновесия с окружающими породами) с тер-мограммами исследуемых скважин.

Прослеживание фронта распространения по пласту закачиваемой воды производится следующим образом. Обводненный пласт, в который закачивается вода с меньшей температурой, чем температура пластовой воды, отмечается на термограмме отрицательной аномалией по сравнению с геотермой (рис. 34).

Обводненный пласт определяется по положению точки М, характеризую-щейся минимальной температурой t. Границы распространения температурного фронта нагнетаемых вод, определяются проведением вспомогательной прямой ав. Вспомогательная прямая проводится параллельно геотерме на расстоянии

t / 2 от нее с учетом погрешности записи термограммы. Границы темпера-турного фронта соответствуют точкам пересечения а и в. В наклонных скважинах геотерма, являющаяся типовой для данного района, перестраивается с учетом угла наклона скважины.

Общим признаком затрубной циркуляции между пластами-коллекторами является резкое понижение геотермического градиента в интервале перетока, вплоть до нулевых значений. В зависимости от местоположения пласта-источника изменяется расположение термограммы относительно геотермы. Термограммы могут располагаться выше, ниже и пересекать геотермы. Весьма перспективен метод высокочувствительной термометрии при выделении газоносных, нефтеносных и водоносных интервалов в эксплуатационных действующих и остановленных скважинах с использованием дроссельного эффекта (эффект Джоуля-Томсона). В этом случае изменение температуры определяется выражением:

t = E t p

где p = p пл. – р заб. - депрессия на пласт,

р пл. - пластовое давление,

Расчеты показывают, что при депрессии на пласт 2 МПа изменение температуры за счет дроссельного эффекта на контакте нефть-газ должно составлять от 5,8 до 9,2 0 С, на разделе вода – нефть - от 0,33 до 0,73 0 С и на границе вода-газ - от 5,47 до 8,47 0 С.

Наличие в скважине притока газа или нефти фиксируется температурной аномалией. При поступлении газа фиксируется заметным снижением температуры, при движении нефти на фоне изменения геотермического градиента за счет дроссельного эффекта возникают небольшие положительные аномалии. Измерение таких низких перепадов температур возможно термометрами с порогом чувствительности 0,02 – 0,03 0 С. Для получения максимального температурного эффекта против нефтеносных пластов необходимо проводить исследования высокочувствительной термометрией не более чем через 2-3 суток после остановки скважины (рис. 35).

Нефтеотдающие интервалы отличаются положительными приращениями температуры, обводнившиеся пониженными значениями относительно соседних участков.

Билет 29 Упругие свойства горных пород. Определения, единицы измерения, основные регистрируемые величины в методе акустического каротажа

Дата добавления: 2015-05-10