2.Термометрия

1. Метод заключается в изучении ЕСТЕСТВЕННЫХ и ИСКУССТВЕННЫХ тепловых полей в установившемся и неустановившемся режимах. Измеряемая величина - температура (разность температур) - в градусах Цельсия (°С). Сокращение - Т или Терм. (международное - Term).

Измерение ЕСТЕСТВЕННЫХ полей выполняют: а) в установившемся режиме с целью геотермических исследований - определения естественной температуры пород, геотермического градиента, геотермической ступени; б) в неустановившемся режиме для сопровождения бурения и каротажа - определения температурного режима работы бурового инструмента и скважинных приборов, получения информации для учета температуры при интерпретации данных каротажа. Разница полей, измеренных на этих режимах зависит от времени пребывания скважины в покое. Она тем больше, чем меньший промежуток времени прошел после прекращения циркуляции промывочной жидкости в стволе скважины и других тепловых воздействий - заколонных перетоков, дросселирования нефти, газа и воды, прохождения фронта закачиваемых в пласт вод и т.д.

Измерения ИСКУССТВЕННЫХ полей ведут для: а) оценки технического состояния обсаженных скважин - определения высоты подъема цемента; выделения интервалов затрубных перетоков; контроля интервалов перфорации; исследований герметичности обсадных колонн и фонтанных труб; б) сопровождения процесса эксплуатации скважин в комплексе с другими методами определения притока-состава - выделения интервалов и профилей притоков и приемистости; установления обводненных интервалов в добывающих скважинах; прослеживания температурного фронта закачиваемых вод; исследования нагнетательных скважин; определения интервалов внутриколонных перетоков; контроля за внутрипластовым горением, паротепловым воздействием и термозаводнением. Результаты измерений, в том числе естественных полей, полученные в установившемся режиме, используют при этом в качестве фоновых наблюдений.

2. В зависимости от измеряемой величины различают модификации метода: обычную термометрию ("термометрия"), при которой измеряют температуру и дифференциальную термометрию, когда измеряют разность температур. Дифференциальную термометрию подразделяют на аномалий - термометрию (измерение отклонений температуры от некоторого среднего значения) и градиент - термометрию (измерение разности температур двух датчиков, разнесенных на фиксированное расстояние).

3. Для измерения температуры применяют термометр сопротивления, спускаемый на каротажном кабеле, максимальный ртутный термометр и глубинный самопишущий термометр, опускаемые на бурильных трубах в составе ИПТ.

Термометр сопротивления комплексируют с приборами остальных методов ГИС, он является частью технологического блока в сборках модулей.

4. Термометр сопротивления должен удовлетворять следующим требованиям: разрешающая способность - не хуже 0,01°С (для отдельных модификаций приборов - 0,1 - 0,3°С); погрешность измерения температур в заданном диапазоне измерений - не выше ±2%; постоянная времени - не выше 2 с; сопротивление чувствительного элемента мостикового термометра - не более 2000 Ом; погрешность измерения за счет нагревания чувствительного элемента проходящим через него током - не выше половины допустимой погрешности; сопротивление изоляции жил кабеля при работе с термометром не менее 2 МОм.

5. Первичную, периодические и полевые калибровки ведут согласно общим требованиям раздела 2. Калибровки выполняют, руководствуясь эксплуатационной документацией для конкретного типа скважинного прибора.

5.1. Контролируемыми параметрами являются постоянная времени и постоянная термометра, соответствующая изменению выходного напряжения на 1°С.

5.2. Основным средством периодических калибровок являются баки с водой различной температуры; температуру воды устанавливают с помощью образцовых ртутных манометров.

6. Исследования скважин ведут, руководствуясь следующими требованиями:

6.1. Перед спуском прибора в скважину измеряют температуру окружающей среды (допускается измерение температуры воздуха в станции) одновременно скважинным термометром и ртутным. Разница в показаниях обоих термометров не должна превышать ±0,5°С.

6.2. Примерная скорость каротажа должна составлять 1000; 800; 600 и 400 м/час, если постоянная времени равна 0,5; 1; 2 и 4 с соответственно.

Для регистрации аномалий температур, имеющих небольшую протяженность по глубине, скорость каротажа рассчитывают как v = (3600 ) / Gtд, где - порог чувствительности термометра, G - градиент температуры в скважине (для естественного поля - геотермический градиент Г), tд - динамическая тепловая инерция, которая в 1,5 - 2,5 раза больше паспортного значения постоянной времени t.

Минимальная толщина hmin прослоя в метрах, для которой аномалия температуры максимально близка к истинной, определяется выражением hmin = n·v·tд/3600. Если значение аномалии устанавливают с точностью 99,9; 99,5; 99; 95 и 90 %, то коэффициент n равен соответственно 6,9; 5,3; 4,6; 3 и 2,3.

6.3. Геотермические исследования проводят только на спуске прибора после пребывания скважины в покое не менее 10 суток. Более точный промежуток времени устанавливают для района опытным путем; реально он может составлять от нескольких месяцев до нескольких лет. В скважине не должно быть перелива, газопроявлений, затрубного движения. При определении естественной температуры необходимо: провести на ряде глубин измерения при неподвижном термометре; выполнить не менее двух повторных измерений по всему стволу с интервалом времени между ними не менее суток; в обоих вариантах разница показаний не должна превышать 1°С.

.6.4. Измерение текущей температуры в скважине для определения температурного режима работы бурового инструмента и каротажных приборов проводят при спуске и подъеме термометра.

При определении мест поглощения в открытом стволе выполняют серию разновременных диаграмм. Локализацию интервалов интенсивных поглощений производят по характерным аномалиям температуры.

6.5. Измерения температуры для оценки технического состояния обсаженных скважин выполняют при спуске скважинного прибора, повторное измерение - при его подъеме.

6.5.1. Для определения высоты подъема цемента за обсадной колонной измерения проводят от устья до забоя скважины после затвердевания цемента, но не позже, чем через двое суток после цементирования колонны для нормально схватывающихся цементов и через 15-20 часов для быстросхватывающихся цементов. Оптимальное время исследований для нормально схватывающихся цементов - через 15 - 30 часов после окончания заливки. Запрещается проведение любых работ в скважине перед измерениями во избежание нарушения температурного режима.

При применении нестандартных цементных растворов, а также в случае выполнения работ по специальным программам рекомендуется проводить временные измерения термометром в период схватывания и затвердевания цементной смеси через каждые 2 - 3 часа в течение 1 - 2 суток после окончания заливки.

Эффективность определения высоты подъема цемента по температурной аномалии снижается в высокотемпературных скважинах, при использовании низкосортных цементов (глино- и гельцементы), в случае загрязнения цементного раствора или односторонней заливки.

6.5.2. Для определения интервалов перфорации измерения проводят на спуске и подъеме прибора непосредственно после перфорации, захватывая выше интервала перфорации участок глубин протяженностью не менее 50 м. Температурная аномалия, образованная горением зарядов перфоратора, расплывается в течение 1-2 суток. Эффективность выделения максимальна для бескорпусных перфораторов.

6.5.3. При определении мест негерметичности обсадных колонн и лифтовых труб термометрию комплексируют с методами комплекса "приток-состав".

В случае хорошей приемистости скважины регистрируют термограммы в процессе закачки в нее воды под давлением, в случае низкой приемистости - после снижения уровня жидкости в скважине. Выполняют не менее двух измерений: в остановленной скважине (контрольное); после закачки воды в скважину или после снижения уровня в ней.

6.6. Измерения в эксплуатационных скважинах ведут одновременно с измерениями данных других методов "притока-состава". Последовательность операций определяется требованиями раздела 8. Дополнительные требования следующие:

6.6.1. Применение термометров с порогом чувствительности не хуже 0,01°С обязательно при решении задач выделения интервалов притока и приемистости, определения местоположений отдающих пластов и установления обводненных интервалов в добывающих скважинах, прослеживания температурного фронта закачиваемых вод.

6.6.2. Применение термометров с порогом чувствительности 0,1 - 0,3°С допускается при решении задач исследования нагнетательных скважин, определения интервалов интенсивных перетоков, мест нарушения эксплуатационных колонн и лифтовых труб, контроля за внутрипластовым горением, паротепловым воздействием и термозаводнением.

.6.6.3. Обязательна выдержка скважины перед выполнением фонового замера в течение не менее одних суток после приостановления работ, связанных с промывкой скважины.

6.6.4. В режиме притока регистрируют несколько термограмм (не менее трех), первую из которых - непосредственно после вызова притока, вторую через 1,5 ч после первой, затем через 2-3 часа проводят следующие замеры. Общее время наблюдений за формированием аномалии дроссельного эффекта зависит от дебита скважины и должно быть не менее 10 часов при дебите более 10 м3/сут и не менее 20 часов при меньших дебитах.

15