способ исследования скважин

Формула изобретения

1. Способ исследования скважин, включающий предварительный нагрев ствола скважины, непрерывную регистрацию температуры вдоль ствола скважины с помощью термометра, спускаемого в скважину на каротажном кабеле и определение по величине температурных аномалий тепловых свойств пород, отличающийся тем, что на каротажном кабеле на расстоянии выше термометра вдоль оси скважины закрепляют электронагреватель и нагрев ствола скважины осуществляют равномерно по всей длине ствола скважины в процессе подъема термометра с нагревателем с постоянной скоростью, одновременно регистрируя температуру по стволу скважины.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что радиус зоны исследований изменяют путем изменения расстояния между нагревателем и термометром, причем с увеличением расстояния радиус зоны исследований увеличивается.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что радиус зоны исследований изменяют путем изменения скорости регистрации термограммы, причем с уменьшением скорости регистрации радиус зоны исследований увеличивается.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к области бурения и эксплуатации скважин, в частности к проведению геофизических исследований скважин.

Известен способ исследования скважин методом термометрии (В.И.Дахнов "Интерпретация результатов геофизических исследований разрезов скважин", Гостоптехиздат, M, 1962, с. 328-356), который заключается в том, что с помощью термометра, спускаемого в скважину на каротажном кабеле, регистрируют термограмму по стволу скважины. По величине зарегистрированных температурных аномалий определяют тепловые свойства пород, пересекаемых скважиной пластов. При этом широко используется понятие температурного градиента, выражающего угол наклона термограммы к оси скважины. Чем ниже теплопроводность пластов, тем выше температурный градиент. Таким образом, измеряя температурный градиент, определяют теплопроводность пластов горных пород, пересекаемых скважиной. Однако величина температурного градиента зависит не только от теплопроводности пластов, но и от интенсивности теплового потока, поступающего из глубинных зон земной коры. Так в складчатых районах он интенсивней и позволяет четче разделять породы по теплопроводности, а в областях выхода на поверхность кристаллической породы он более слабый и не обеспечивает достаточной точности расчленения разреза.

Известен способ исследования скважин методом искусственного теплового поля (В.И.Дахнов "Интерпретация результатов геофизических исследований разрезов скважин", Гостоптехиздат, M, 1962, с.340-344), по которому используют искусственные тепловые поля, созданные буровым раствором с температурой, отличающейся от температуры окружающих пород, экзотермической реакцией схватывания цемента или откачкой (закачкой) продукции из скважины при ее эксплуатации. При указанных воздействиях происходит нагревание или охлаждение ствола скважины. Разогретый (охлажденный) ствол скважины после окончания воздействия начинает охлаждаться, передавая тепло окружающим породам. При этом чем выше теплопроводность пород, тем интенсивнее охлаждается (прогревается) ствол скважины. Это приводит к возникновению температурных аномалий в стволе скважины. Проводя регистрацию термограммы после окончания температурного воздействия на ствол скважины, регистрируют возникшие температурные аномалии и по их величине судят о теплопроводности пород, пересекаемых скважиной. Недостатком известного способа исследования скважин методом искусственного теплового поля является неравномерность прогрева ствола скважины по его длине, что может приводить к значительным погрешностям определения тепловых свойств пластов.

Задачей изобретения является повышение точности исследований скважин.

Поставленная задача решается тем, что на каротажном кабеле на расстоянии выше термометра вдоль оси скважины закрепляют электронагреватель и нагрев ствола скважины осуществляют равномерно по всей длине ствола скважины в процессе подъема термометра с нагревателем с постоянной скоростью, одновременно регистрируя температуру по стволу скважины. При этом радиус зоны исследований изменяют путем изменения расстояния между нагревателем и термометром, причем с увеличением указанного расстояния радиус зоны исследований увеличивается. Радиус зоны исследований изменяют также путем изменения скорости регистрации термограммы, причем с уменьшением скорости регистрации радиус зоны исследований увеличивается.

Сопоставительный анализ предложенного способа с прототипом показал, что заявленный способ отличается от известного тем, что:

на каротажном кабеле на расстоянии выше термометра вдоль оси скважины закрепляют электронагреватель и нагрев ствола скважины осуществляют равномерно по всей длине ствола скважины в процессе поднятия термометра с нагревателем с постоянной скоростью, одновременно регистрируя температуру по стволу скважины;

радиус зоны исследований изменяют путем изменения расстояния между нагревателем и термометром, причем с увеличением указанного расстояния радиус зоны исследований увеличивается;

радиус зоны исследований изменяют путем изменения скорости регистрации термограммы, причем с уменьшением скорости регистрации радиус зоны исследований увеличивается.

Заявителю не известны технические решения, содержащие сходные признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии его критериям "Новизна" и "Изобретательский уровень".

В связи с тем, что предложенный способ реализуется путем того, что на каротажном кабеле на расстоянии выше термометра вдоль оси скважины закрепляют электронагреватель и нагрев ствола скважины осуществляют равномерно по всей длине ствола скважины в процессе подъема термометра с нагревателем с постоянной скоростью, одновременно регистрируя температуру по стволу скважины, обеспечивается равномерный прогрев ствола скважины вдоль ее оси и в связи с этим повышается точность измерений тепловых свойств горных пород. В связи с тем, что радиус зоны исследований изменяют путем изменения расстояния между нагревателем и термометром и путем изменения скорости регистрации термограммы, причем радиус зоны исследований увеличивается с увеличением расстояния между термометром и нагревателем и с уменьшением скорости регистрации термограммы и тем самым исключается влияние зоны проникновения промывочной жидкости на результаты исследований.

Исследования скважин по предлагаемому способу осуществляются в следующей последовательности. В скважину спускают термометр с закрепленным выше него на каротажном кабеле электрическим нагревателем. При достижении забоя скважины включают ток питания нагревателя и производят подъем термометра с нагревателем с постоянной скоростью, одновременно регистрируя термограмму по стволу скважины. Посредством нагревателя происходит разогревание ствола скважины. После того как нагреватель переместится из нагретого участка скважины, последний начинает остывать. При этом его охлаждение будет происходить тем интенсивнее, чем выше теплопроводность пород, окружающих нагретый участок скважины. Соответственно интервалы глубин, представленные породами с высокой теплопроводностью, будут отмечаться пониженными значениями температуры, а с низкой теплопроводностью повышенными значениями температуры. Радиус зоны исследований по предлагаемому способу можно изменить путем изменения расстояния между нагревателем и термометром или путем изменения скорости перемещения прибора по стволу скважины. При этом с увеличением расстояния между нагревателем и термометром или с уменьшением скорости перемещения прибора термометр будет достигать разогретого участка скважины с большей задержкой, в течение которой прогревается более удаленная от скважины зона пласта, и в связи с этим регистрируемая величина температуры зависит от теплопроводности этой зоны пласта. С увеличением теплопроводности пласта температура в стволе скважины снижается, а при уменьшении - растет. В связи с тем, что нагреватель выделяет постоянное количество тепла, а скорость перемещения термометра с нагревателем по стволу скважины равномерна, происходит равномерный прогрев ствола скважины в каждой точке измерений, что обеспечивает повышение точности определений тепловых свойств пластов по сравнению с прототипом.

По предлагаемому способу была исследована горизонтальная скважина 11485 Арланского месторождения. Горизонтальный ствол скважины проведен по продуктивному пласту. Скважина эксплуатируется с открытым забоем, давая обводненную продукцию. Исследования в остановленной скважине позволили выделить в горизонтальном стволе нефтенасыщенные и водонасыщенные участки пласта. При этом нефтенасыщенные интервалы выделялись повышением температуры, а водонасыщенные - снижением.

Внедрение предложенного способа исследований скважин позволяет повысить точность расчленения разреза скважин по тепловым свойствам пород. Вместе с этим метод позволяет повысить оперативность и снизить стоимость исследований скважин, т.к. не требует специальных технологических операций (закачку нагретой жидкости) для проведения исследований.