Рис.7.6. Типовое распределение температуры в зумпфе скважины

При ненарушенной и нарушенной колонне

Рис. 7.7. Характерные изменения температуры при различных замерах

в случае нарушения обсадной колонны в зумпфе

Расходометрия.

Рис.7.8. Показания дифференциальных расходограмм:

1 – колонна в зумпфе исправна; 2 – слабый приток из места нарушения колонны

может не отмечаться (из-за наличия порога срабатывания); 3 – отмечается изменение показаний в месте нарушения колонны

Ш умометрия.

а) б)

Рис.7.9. Показания шумомера: а) – колонна в зумпфе герметична; б) – колонна нарушена

Далее представлен комплекс методов для определения нарушения колонны.

Типовые диаграммы комплекса методов для определения места нарушения герметичности колонны в нагнетательной скважине:

Рис.7.10. Типовые термограммы: 1 – в режиме излива; 2 – в режиме закачки.

Расходограммы: 1 – интегральная, 2 – дифференциальная.

V пр – направление движения прибора

Определение принимающих интервалов

Термометрия

Q1, Q2 - приемистости верхнего и нижнего пластов

соответственно; 2 – Q1 > 30 м³/сут и против верхнего пласта отмечается излом кривой; 3 - Q1 < 30 м³/сут

и против верхнего пласта аномалии нет.

Рис.7.11. Температурные аномалии против принимающих пластов

Расходометрия. Шумометрия.

Рис.7.12. Признаки принимающего пласта по расходометрии и шумометрии

Типовые кривые комплекса методов для выделения принимающих пластов:

Рис.7.13. Типовые кривые комплекса методов

Определение заколонного перетока вниз от интервала перфорации.

Термометрия

Рис.7.14. Возможные распределения температуры в зумпфе при заколонном перетоке

Расходометрия. Шумометрия.

Увеличение счета в подошвенной части нижнего перфорированного пласта при заколонном перетоке вниз;

Vпр – направление движения прибора

Увеличение уровня акустических шумов в зумпфе при заколонном перетоке вниз

Рис.7.15. Типовые диаграммы расходометрии и шумометрии

Комплекс типовых кривых для определения зкц вниз:

Рис.7.16. Комплекс типовых кривых

Определение заколонного перетока вверх от интервала перфорации

Т ермометрия

1 - фон, 2 - под закачкой, 3 - на изливе

Рис.7.17. Возможные распределения температуры в интервале заколонного пертока вверх

Расходометрия Шумометрия

Рис.7.18. Признаки заколонного перетока вверх от интервала перфорации по

расходометрии и шумометрии

Комплекс типовых кривых для определения зкц вверх в нагнетательной скважине:

Рис.7.19. Комплекс типовых диаграмм

Интервал перетока выделяется по термометрии и шумометрии. Расходомер косвенно указывает на переток по увеличению показаний в кровле перфорированого пласта.

Определение нарушения обсадной колонны выше интервалов перфорации

Термометрия

Нарушение обсадной колонны выше интервалов перфорации для скважин с НКТ и без НКТ определяется по разным методикам.

Скважина с НКТ: Для определения техсостояния колонны и НКТ проводят замер термометром на подъеме прибора в режиме излива через НКТ с дебитом Q<12-15 м³/сут (кривая I). На этом замере возможна температурная аномалия. Она может быть связана либо с нарушением НКТ, либо с нарушением герметичности обсадной колонны, либо с движением жидкости по пласту за счет закачки в соседней нагнетательной скважине. Для выяснения причины возникновения этой аномалии детализируют исследования: опускают прибор ниже аномалии (глубина H) на 50-70 м (глубина H₂), пускают скважину под закачку на время не менее 15 мин, переводят скважину с закачки на излив через НКТ с дебитом Q<12-15 м³/сут и одновременно записывают на подъеме до глубины H₁ кривую 1 в течение 6-7 мин со скоростью v=3600/ м/ч ( - постоянная времени термометра), опускают прибор на глубину H₂ и записывают на подъеме кривую 2 в течение 6-7 мин. Замеры 1 и 2 на глубине H проводятся через 1-2 мин и 9-11 мин соответственно после перевода скважины с закачки на излив.

Н иже на рисунке рассмотрены случаи для описанных выше ситуаций.

Рис. 7.20. Типовые термограммы в НКТ выше перфорированного пласта

Случаи: а) – приток более горячей жидкости и б) – приток более холодной жидкости - соответствуют нарушению НКТ: здесь после детализации исследований на замерах 1 и 2 аномалии повторяют зарегистрированную аномалию на замере I. Случай с) соответствует нарушению колонны: здесь на замере 1 (сразу после перевода с закачки на излив) аномалия не повторяется (возмущение не успевает за такое короткое время дойти до колонны), а на замере 2 – повторяет зарегистрированную аномалию на замере I. Случай d) представляет движение жидкости по пласту: ни на одном из детальных замеров 1 и 2 аномалия не отмечается (НКТ и колонна герметичны).

Скважина без НКТ: При выявлении аномалии на глубине H на замере 1 - замер на подъеме после перевода скважины с закачки на излив - исследования детализируют в интервале глубин H₂-H₁: регистрируют кривую 2 через 02 мин после прекращения закачки. Ниже на рисунке представлен случай нарушения герметичности колонны: на замерах 1 и 2 отмечается температурная аномалия на глубине Н

Рис.7.21. Типовые термограммы в свободной колонне выше перфорированного пласта

Расходометрия

Рис. 7.22. Изменение показаний расходометрии против места нарушения

герметичности колонны

Шумометрия

Рис.7.23. Увеличение уровня шумов против места нарушения колонны

Особенности решения основных задач

Физическими предпосылками обнаружения заколонной циркуляции и движения закачиваемой воды по неперфорированными пластами, определения поглощающих интервалов и места негерметичности обсадной колонны являются различные условия теплообмена скважины с породой, а также дроссельный, калориметрический и адиабатический эффекты. Проявление этих эффектов в скважине зависит от многих факторов: соотношения пластового давления и давления закачки, величины приемистости интервалами перфорации и в месте негерметичности колонны, режима работы скважины и др. Поэтому выбор методики проведения термических исследований в нагнетательных скважинах определяет успех в решении поставленных задач.

Выделение принимающих закачиваемую воду пластов

При решении этой задачи можно использовать замеры термометром при трех режимах скважины - закачки, излива и простоя в состоянии покоя. При каждом из этих режимов условия формирования теплового поля в интервале перфорированных пластов различны. Рассмотрим возможности термометрии при выделении принимающих закачиваемую воду пластов при каждом режиме скважины.

На рис.7.24 приведены результаты ГИС в нагнетательной скважине №5498, куст 108, Талинской площади. Данные по скважине: интервалы перфорации: 2750 -2760 м; 2770-2775 м; воронка НКТ -2742,6 м; приемистость - 1500 м³/сут. Проведены замеры термометром при закачке (кр.1), изливе (кр.4) и в остановленной (кр.5) скважине, расходомером (кр.2) и локатором муфт (кр.1). Прежде чем приступить к интерпретации термограмм, сделаем замечание относительно привязки расходограммы. На расходограмме отмечается монотонное снижение счета в интервалах: 2746,2-2756,4м, 2766,4-2770,8 м. Так как снижение счета приходиться и к неперфорированной части скважины (см. диаграмму локатора муфт), где сечение колонны, а следовательно, и скорость потока постоянны, то отсюда следует, что расходограмма привязана по глубинам не верно. Ее надо опустить на 3,2-3,6 м.

Рис.7.24. Определение принимающих интервалов по данным ГИС в скв. №5498 Талинской пл..  - интервал перфорации.

Проведем интерпретацию термограмм. На кривой 1 (рис.7.24), зарегистрированной при закачке, отмечается резкий излом на глубине 2774 м. Так как температура ниже излома монотонно приближается к геотермической, то глубина 2774 м соответствует нижней границе закачиваемой воды. Других характерных изломов (или изменение градиента) на этой кривой нет и, следовательно, не отмечаются интервалы, принимающие закачиваемую воду.

На термограмме при изливе (кр.4) по характерным изменениям кривой отмечаются притоки воды в интервалах: 2772,4-2770 м; 2656,6- 2753 м. Как правило, интервалы притока являются и интервалами поглощения, причем принимающая закачиваемую воду мощность пласта, определена по замерам термометра при изливе, чаще всего, занижена. Отметим, что изменение характера распределения температуры в интервале 2770-2757 м обусловлено, по-видимому, посадкой (остановкой) прибора в интервале перфорации на глубине 2759,6 м.

На кривой 5, отображающей распределение температуры в остановленной скважине, вместо ожидаемого охлаждения наблюдается рост температуры в пределах перфорированных пластов. Такой характер кривой свидетельствует о движении воды вдоль ствола скважины между интервалами перфорации и выше, т.е. фактически замер проведен при отборе ( изливе).

Замеры термометром при закачке дают точно нижнюю глубину приема воды. При этом величина градиента температуры в скважине при закачке зависит от скорости потока воды. При уменьшении скорости потока увеличивается градиент температуры. Следовательно, по изменению градиента температуры можно определить интервалы пласта, принимающие закачиваемую воду.

Анализ промысловых исследований показывает, что изменение градиента температуры в интервале поглощения отмечается только при скорости потока в колонне менее 150 м/час или при приемистости менее 50 м³/час в скважине с диаметром обсадной колонны 5’’ .

Иллюстрацией этому служат результаты ГИС в скважине 5622 Талинской площади, представленных на рис.7.25. Перфорированы интервалы: 2716-2768 м; 2731,2-2744 м. Приемистость скважины составляет 350 м³/сут. Проведены замеры термометром при закачке и в остановленной скважине и замер расходомером РГД-4.

Как видно из рисунка, на термограмме при закачке отмечается изменение градиента температуры в интервале 1723-1726 м . Это изменение градиента обусловлено изменением скорости потока в стволе скважины. Отметим, что скорость потока здесь заведомо ниже порога срабатывания прибора РГД-4. С ростом глубины наблюдается повышение градиента температуры , что связано с уменьшением скорости движения жидкости в этом интервале (1723-1726 м). В пределах нижнего интервала перфорации отмечаются значительные изменения градиента температуры в кровле и подошве пласта, а также на глубине 2738 м. Выделить принимающие интервалы по этому замеру здесь затруднительно за исключением самой нижней границы, которая определяется по обычной методике и приурочена к нижней границе отметке интервала перфорации.

На рис.7.25. приведена термограмма, зарегистрированная в остановленной скважине, с целью определения принимающих интервалов. Интервалы приема, определенные по точкам перегиба на этой кривой, находятся на глубинах:2719- 2727 м; 2736-2744 м. (Глубина 2744 м установлена с учетом замера термометром при закачке).

Пример определения принимающих закачиваемую воду пластов в нагнетательной скв.1483/87 Повховской площади приведен на рис. 5.8. В скважине перфорированы пласты в интервале глубин:2810,5-2814,8; 2817,5-2819,0; 2847,0-2851,0; 2852.0-2855,0 м. Воронка НКТ на глубине 2777,0 м. Проведены замеры термометром при закачке, при

изливе и в кратковременно остановленной скважине, а также расходомером. По данным расходометрии работают верхний и два нижних перфорированных пласта. Приемистость скважины составляет 80 м³/сут, а в работающих пластах, считая сверху вниз - 32;8;40 м³/сут соответственно.

Рис. 7.25. Выявление принимающих интервалов по данным термометрии в скв 5622 Талинской площади.  - интервал перфорации. Замеры термометром:

--------- -при закачке, _____ -в остановленной скважине.

На замере термометром при закачке не отмечается изменение градиента температуры в интервале верхнего принимающего закачиваемую воду пласта. Этот случай подтверждает сделанный ранее вывод о том, что градиент температуры при закачке в интервале работающего пласта остается неизменным, если суммарная величина приемистости нижерасположенных интервалов составляет более 50 м³/сут. На этом замере отмечается незначительное изменение градиента температуры вблизи подошвы перфорированного пласта. Это указывает на то, что пласт работает. Нижняя граница ухода закачиваемой воды из скважины в пласт отмечается на глубине 2854 м по резкому излому термограммы при закачке. Ниже этой глубины температура в скважине монотонно приближается к геотермической.

По замерам термометром при изливе и в кратковременно остановленной скважине четко отмечается работа верхнего и двух нижних перфорированных пластов. Однако выделить уверенно границы работающих интервалов здесь затруднительно. Это связано со следующими причинами: 1) температура закачиваемой воды и геотермическая в двух нижних перфорированных пластах практически одинаковы; 2) отсутствуют замеры в остановленной скважине при герметичном устье. Если бы были проведены замеры термометром через 2 и более часа после прекращения закачки при герметичном устье (движение жидкости в колонне отсутствует), то принимающие закачиваемую воду интервалы пласта отметились бы на термограммах аномалиями охлаждения относительно вмещающих пород.

Из изложенного здесь следует, что для определения принимающих интервалов по данным термометрии необходимо использование замеров на всех режимах скважины. При интерпретации этих диаграмм следует иметь в виду следующее: нижняя граница приема, определенные по замеру термометром в остановленной скважине, часто завышены, а при изливе - занижены.

Выявление интервалов заколонного движения закачиваемой воды

По условиям формирования теплового поля при заколонной циркуляции закачиваемой воды ствол скважины можно разделить на две зоны: первая зона - выше интервалов перфорации; вторая - зумпф. Рассмотрим применение термометрии с целью выявления интервалов заколонной циркуляции (ЗКЦ) в каждой из выделенных зон.

Выявление интервалов ЗКЦ в зумпфе скважины.

На рис. 7.26. приведен пример определения интервала ЗКЦ в зумпфе нагнетательной скважины 5613 Талинской площади по данным термических исследований. Колонна перфорирована в интервале 2953-2982 м . Приемистость скважины 240 м³/сут. Проведены замеры термометром при закачке и в режиме остановки.

Как видно из рисунка, распределение температуры в зумпфе в процессе закачки не согласуется с расчетным (см.рис.2). Отмечается значительная разница температуры (до 2,5 ⁰С) в интервале 2981-3002 м между замерами при закачке и в остановленной скважине. Отмеченные особенности могут быть связаны как с ЗКЦ, так и с влиянием неустановившегося теплового поля в зумпфе. Однако, принимая во внимание данные расходометрии, которые указывают на значительную приемистость в подошве пласта, можно сделать однозначный вывод о ЗКЦ в интервале 2981-3002 м.

Рис.7.26. Определение интервала ЗКЦ в зумпфе скв.5614 Талинской площади.

 -интервал перфорации. Замеры термометром:-------- -при закачке; ______ - в остановленной скважине; ____х____ - расходограмма

При использовании замеров термометром при закачке и в остановленной скважине для определения ЗКЦ в зумпфе мешающим является нарушением теплового поля, не связанное с заколонным перетоком (например, при промывке скважины или соляно-кислотной обработки пласта). Для исключения этого влияния и повышения положительного эффекта необходимо проведение замеров термометром при установившемся режиме закачки и через 20-30 мин и более после перевода скважины с режима закачки на залив. Ниже приводятся примеры реализации этой методики при выявлении ЗКЦ в зумпфе скважины.

На рис.7.27 представлены результаты геофизических исследований в нагнетательной скважине 1990 Андреевской площади. Перфорированы пласты песчаников в интервалах глубин; 1376-1378 м; 1348-1386 м. Закачка воды в скважину осуществляется по колонне. Проведены исследования термометром и расходомером (РГД-5) с целью определения принимающих пластов и выявления интервалов ЗКЦ. По данным расходометрии закачиваемую воду принимают оба перфорированных пласта. Верхний пласт принимает 18% объема закачиваемой в скважину воды. Остальная часть воды уходит в пласты через нижний интервал перфорации, причем профиль приемистости здесь не указывает на присутствие ЗКЦ вниз.

Проведем интерпретацию термограммы, зарегистрированной во время закачки. Здесь четко определяется положение нижней границы ухода воды из скважины в пласт. Положение этой границы соответствует глубине 1386 м. Распределение температуры в зумпфе не согласуется с расчетным (см.рис.2.) и можно интерпретировать и как ЗКЦ в зумпфе скважины, и как охлаждение неперфорированного пласта, по которому прошел через данную скважину температурный фронт закачиваемой воды от соседней нагнетательной скважины.

Рис. 7.27. Выявление ЗКЦ в зумпфе скв №1990 Андреевской плошади.  - интервал перфорации. Замеры термометром: ______ - при закачке; ------- при изливе.

Основным критерием определения ЗКЦ в зумпфе является сопоставление термограмм зарегистрированных во время излива и закачки воды в скважину. На рис.7.27 видно, что термограммы в зумпфе расходятся на расстоянии более четырех метров, считая от подошвы неперфорированного пласта. Учитывая, что замер термометром был проведен через 0,5 часа после начала излива воды из скважины, получаем, согласно расчетам, что 0.1 температурной аномалии распространится в зумпфе за счет кондуктивной теплопроводности за это время на 10 см. Следовательно, в данном случае имеется ЗКЦ в зумпфе скважины.

Пример определения интервала ЗКЦ в зумпфе в скв. 23313 Азнакаевской площади представлен на рис.7.28. Интервал перфорации: 1712,5 – 1717 м. Забой на глубине 1742 м.

Измерения термометром и расходомером поведены в процессе капремонта скважины. По фоновому измерению термометром отмечается незначительная аномалия охлаждения в интервале перфорированного пласта. Такое поведение термограммы свидетельствует о том, что закачка воды в скважину проводится в течение небольшого времени. Если бы в скважину закачивали воду (с температурой незначительно отличающейся от температуры пласта), в течение двух –трёх месяцев и более, то в зумпфе, вблизи подошвы перфорированного пласта наблюдалась бы аномалия разогрева, обусловленная теплоотдачей разогретого пласта при дросселировании по нему закачиваемой жидкости.

Температура в зумпфе как при фоновом измерении, так и после закачки воды в скважину от агрегата монотонно приближается к геотермической. При интерпретации результатов этих измерений по отдельности можно утверждать, что техническое состояние скважины в зумпфе исправное. Однако при совместном рассмотрении этих термограмм следует однозначное заключение о наличии заколонного перетока в зумпфе от интервала перфорации вниз до 1752 м.

Косвенным признаком наличия ЗКЦ в зумпфе скважины является увеличенный профиль приёмистости, приуроченный к подошве нижнего перфорированного интервала.

Выше отмечалось, что если распределение температуры в зумпфе скважины согласуется с расчетной зависимостью (см.рис.2.), то это не является достаточным условием определения ЗКЦ. Иллюстрацией этого случая является скважина 1423 Кувашской площади (рис.7.29).

Рис.7.29. Определение техсостояния в зумпфе сква № 1423 Кувашской площади.  - интервал перфорации.

На этом рисунке представлены результаты термических исследований в скважине: кривая 1 зарегистрирована во время закачки до проведения ремонтных работ (по этой термограмме определена ЗКЦ в зумпфе); кривые 2 и 3 зарегистрированы во время закачки и при изливе соответственно после ремонтных работ (проведена цементная заливка обсадной колонны). Как видно из рисунка (см.кр.2), распределение температуры в зумпфе отличается от расчетного (см.рис.2.). Отрицательная аномалия температуры здесь обусловлена остаточным охлаждением пласта, залегающего в интервале глубин 1395-1404,8 м.

Выявления интервалов ЗКЦ выше интервалов перфорации.

Основным методом, применяемым в настоящее время для выявления интервала ЗКЦ от перфорированных пластов, является термометрия. Предпосылками для решения этой задачи являются следующие факторы:

1) различие температуры закачиваемой воды и геотермической в интервале перетока. Так при закачке в пласт холодной воды (Т_{зак,воды}Т_пласта) на замерах термометром в остановленной скважине при герметичном устье, зарегистрированных через 1,5-2 часа после прекращения закачки, пласты в интервале перетока отметятся аномалиями охлаждения относительно вмещающих пород, а при отсутствии перетока - аномалиями разогрева. Объясняются эти положения следующим. В интервале ЗКЦ радиус охлаждения в пластах, в которые ведется закачка холодной воды, во много раз больше, чем во вмещающих породах. Поэтому эти пласты отметятся аномалиями охлаждения. При отсутствии перетока эти пласты отметятся аномалиями разогрева относительно вмещающих пород, так как темп восстановления температуры в песчаниках (известняках) больше, чем в глинах. При закачке воды в пласт с температурой выше, чем геотермическая пласта, отмеченные особенности сохранятся, но вместо аномалии разогрева будут аномалии охлаждения;

2) в интервале ЗКЦ сечение канала перетока вдоль негерметичного цемента непостоянное. В интервале сужения (расширения) имеется перепад давления и как следствие - разогрев жидкости за счет эффекта Джоуля-Томпсона. Таким образом распределение температуры в цементе в интервале ЗКЦ в процессе закачки немонотонное. Однако немонотонное распределение температуры в цементе не оказывает влияние на регистрируемую температуру при закачке или изливе, если скорость потока в колонне   300м/час,т.е. при величине приемистости (дебите излива) Q > 25 м³/сут. Поэтому при закачке или при изливе (с большим дебитом) распределение температуры в скважине монотонное , которое характеризует только величину скорости потока, а не изменение температуры за колонной (или НКТ). После прекращения закачки при герметичном устье или после перевода скважины с режима большой скорости потока в колонне   300 м/час ( при закачке или изливе), на ограниченный величиной   150 м/час, начинается процесс восстановления температуры в системе скважина-пласт. В первые (0-3 мин) моменты на регистрируемую температуру оказывает влияние жидкость в колонне. Далее в течение 5 - 40 мин на регистрируемую температуру оказывает влияние и цементное кольцо, а через 1,5 - 2 часа – и температура породы. Отсюда следует, что для определения ЗКЦ вверх от интервалов перфорации надо провести три замера термометром через:5- 10 мин; 35-40 мин; 1,5-2 часа и более после прекращения закачки при герметичном устье или после перевода скважины с режима закачки на излив с дебитом Q < 10 м³/сут. При этом в интервале ЗКЦ на первых двух замерах будет немонотонное распределение температуры, а на третьем - отметятся аномалиями охлаждения пласты, в которые перетекает закачиваемая вода;

3) косвенным признаком наличия ЗКЦ является то, что при перетоке от интервала перфорации вверх (вниз) отмечается, как правило, увеличенный профиль приемистости, приуроченный к кровле верхнего перфорированного пласта (подошве нижнего перфорированного пласта).

На рис.7.30 приведены результаты термических исследований в нагнетательной скважине 2420 Тамьяновской площади. Перфорирован пласт в интервале глубин 1374,8-1383,6 м. Закачка воды проводится по колонне. На термограмме, зарегистрированной в остановленной скважине (см.кр.2), отмечаются зонами охлаждения все пласты выше интервала перфорации до глубины 1328 м.

Это может быть связанно как с ЗКЦ в данном интервале глубин, так и по другим причинам (например, с остаточным охлаждением). Однако совместное рассмотрение термограмм, зарегистрированных в остановленной скважине и во время закачки (на термограмме, зарегистрированной во время закачки (см.кр.1), отмечается то, что основная масса воды уходит в пласты через верхнюю часть интервала перфорации), однозначно свидетельствует о ЗКЦ выше интервала перфорации.

Рис.7.30. Выявление ЗКЦ выше интервала перфорации.  - интервал перфорации.

1 - при закачке; 2 - в остановленной скважине.

Следующий пример выявления ЗКЦ вверх от интервала перфорации в нагнетательной скважине 168/19 Повховского месторождения представлен на рис.7.31. Перфорированные интервалы: 2935,0-2939,0 м; 2949,5-2950,6 м. Воронка НКТ по глубине 2885,6 м. Приемистость скважины составляет 510 м³/сут. На рисунке приведены термограммы, зарегистрированные при закачке, изливе и три измерения после прекращения закачки. Проведем интерпретацию этих измерений.

Термограммы в зумпфе скважины при всех режимах повторяют друг друга по форме. Это указывает на исправное техсостояние в зумпфе. По замеру термометром при закачке отмечается нижняя граница приема закачиваемой воды на глубине - 2950 м. Эта глубина определена приблизительно, так как термограмма зарегистрирована не в квазистационарном режиме закачки. По замерам термометром в остановленной скважине закачиваемую воду принимают оба перфорированных пласта, причем основную часть - верхний пласт. Кроме того, по замерам в остановленной скважине и при изливе отмечается ЗКЦ вверх от перфорированных пластов до глубины 2903 м. Причем, основную массу закачиваемой воды в интервале ЗКЦ принимает пласт в интервале: 2910-2912 м. Признаками ЗКЦ здесь являются: немонотонный характер кривых и охлаждение пласта в интервале 2910-2912 м относительно вмещающих пород.

На рис.7.32 приведены результаты термических исследований после проведения РИР в скважине 7157/19 Ватьеганской площади с целью ликвидации ЗКЦ вверх от интервалов перфорации. Ремонтно-изоляционные работы в скважине проведены успешно. На отсутствие ЗКЦ вверх от интервала перфорации указывает то, что пласты-коллекторы отмечаются аномалиями разогрева относительно вмещающих пород.

При отсутствии ЗКЦ последнее будет наблюдаться, если в скважину закачивается холодная вода. В данном случае в скважину закачивается холодная вода. Следовательно, ЗКЦ вверх от интервала перфорации после проведения РИР в скважине не отмечается.

Рис.7.31. Пример выявления ЗКЦ вверх

Рис.7.32. Результаты термических исследований

Пример использования новой технологии исследования скважины при определении заколонной циркуляции вверх и вниз от интервала перфорации представлен на рис.33. Здесь приведены результаты исследований термометром и гамма метода вблизи интервала перфорации в нагнетательной скважине №11434 Алькеевской площади. Конструкция скважины: иск. забой-1839м.; диаметр скважены-168мм; башмак колонны-1844м; диаметр НКТ - 2,5``; башмак НКТ - 1708 м; интервал перфорации: 1815,8- 1817,2.

Рис.7.33. Определение интервала ЗКЦ вверх и вниз от интервала перфорации в нагнетательной скважине 11434 Алькеевской площади.

Измерения термометром проведены при спуске при квазистационарном режиме закачки (см. кр.1) и через: 5 мин (см. кр.2); 30 мин (см. кр.3); 90 мин (см. кр.4) после прекращения закачки при герметичном устье.

Как видно из рисунка на глубине 1819 м отмечается резкое изменение формы термограммы, зарегистрированной при закачке. Выше этой глубины температура не изменяется вдоль ствола скважины. Градиент температуры на этом участке практически равен нулю. Такое поведение термограммы указывает на то, что закачиваемая вода движется от интервала перфорации вниз до глубины 1819 м либо внутри, либо за эксплуатационной колонной со скоростью V > Q/S, где S - сечение канала перетока (если на 1819 м нарушена герметичность колонны, то S=R², где R - внутренний радиус эксплуатационной колонны, если же колонна герметична в зумпфе, то под S понимается сечение канала перетока вдоль негерметичного цемента), Q= 3040 м³/сут.

Ниже глубины 1819 м температура в скважине резко увеличивается при увеличении глубины. Градиент температуры вблизи этой глубины достигает величины Г= 5 С/м (сравни с величиной геотермического градиента Г < 0,03 С/м). Такой характер термограммы свидетельствует о том, что на глубине 1819 м находится: либо нижняя граница пласта, принимающего закачиваемую воду (в этом случае неперфорированного пласта), либо имеется ЗКЦ ниже этой глубины, но дебит перетока очень маленький (десятые доли или первые единицы м³/сут). Далее температура в скважине продолжает увеличиваться, приближаясь к геотермической. Однако ниже 1820 м монотонный характер температуры в скважине нарушается. Это может быть связано со следующими причинами: с незначительным перетоком; с движением воды по неперфорированному пласту (вследствие закачки сюда в соседней нагнетательной скважине); с влиянием технологических операций (промывка, кислотная обработка и др.) в зумпфе.

Однозначный ответ на поставленные вопросы можно получить при совместной интерпретации замеров термометром при закачке и после прекращения закачки.

Итак, рассмотрим особенности распределения температуры в зумпфе после прекращения закачки. Здесь надо выделить два участка: 1817,2 - 1819 м и 1819 - забой. На первом участке характер распределения температуры немонотонный. Это однозначно указывает на ЗКЦ в зумпфе в интервале: 1817,2 - 1819 м, то есть здесь сечение канала перетока непостоянное. Если бы в интервале 1817,2 -1819 м характер термограммы в остановленной скважине был бы монотонный, то это ещё не свидетельствовало однозначно о нарушении герметичности колонны на глубине 1819 м. Например, если сечение канала перетока будет постоянное в интервале 1817,2 - 1819 м, то характер термограммы здесь будет монотонный. В этом случае для однозначного ответа надо привлекать другие методы, например механическую расходометрию (при ЗКЦ будет увеличенный профиль приёмистости, приуроченный к подошве пласта, при нарушении герметичности колонны профиль равномерный), термокондуктивный индикатор притока (в зумпфе, в интервале нарушения герметичности колонны на диаграмме будет аномалия даже при небольших утечках, иначе не будет аномалии), акустическую шумометрию.

На втором участке глубин (1819 – забой) термограммы при закачке и в остановленной скважине термограммы не повторяют друг друга по форме. Это говорит о ЗКЦ в этом интервале глубин. Итак, по измерениям термометром при закачке и в остановленной скважине установили однозначно ЗКЦ в зумпфе скважины. Однако эффективность термометрии при определении ЗКЦ в зумпфе скважины будет значительно выше, если использовать замеры при закачке и изливе. Здесь и закачка и излив связаны непосредственно с движением воды вдоль негерметичного цемента. В этом случае термограммы расходятся значительно больше, чем при сопоставлении замеров термометром при закачке и остановке скважины.

Теперь рассмотрим особенности распределения температуры выше интервала перфорации. Температура при закачке здесь (рис.7.33) описывается прямолинейной зависимостью, то есть литология не оказывает влияния на распределение температуры. На фоне этого распределения начинается восстановление температуры в системе скважина-пласт после прекращения закачки. На термограммах, зарегистрированных в этом режиме, отмечается нарушение монотонного характера вблизи глубин: 1800 м; 1804 м; 1795 м; 1778 м. Выясним причину такого поведения кривых.

Аномалии температуры вблизи этих глубин могут быть следствием либо влияния литологии, либо заколонного перетока закачиваемой воды от интервала перфорации вверх. Проследим, как влияет литология. Из рисунка видно, что термограммы в остановленной скважине повторяют друг друга по форме так, что амплитуда аномалий увеличивается от замера к последующему замеру. Если учесть, что на замер, зарегистрированный через 90 мин после прекращения закачки, оказывает влияние литология, то как следует из рисунка она оказывает влияние и на два других замера. Но литология начинает оказывать влияние на регистрируемую (прибором без центратора ) температуру не ранее, чем через 45-60 мин после прекращения закачки. Из этих рассуждений следует, что продолжительность закачки (после которой были проведены замеры в остановленной скважине) была маленькой. В этот период влияние закачки (т.е. прямолинейное распределение температуры) распространилось в цементе на доли (максимум первые единицы) миллиметра от эксплуатационной колонны, а далее господствует влияние литологии. При увеличении времени закачки доля влияния литологии в цементном кольце уменьшается. В этом случае на первом, а при увеличении времени закачки и на втором замере в остановленной скважине была бы монотонная форма термограмм.

Другой причиной появления аномалий на термограммах в остановленной скважине является ЗКЦ вдоль негерметичного цемента. Причем амплитуда аномалий температуры здесь должна увеличиваться от замера к замеру. Однако этот признак может быть необходимым, но не достаточным для определения техсостояния обсадной колонны выше интервала перфорации.

Для ответа на рассматриваемый вопрос следует иметь в виду, что радиус охлаждения в интервале ЗКЦ больше, чем вне этого интервала. В соответствии с этим темп восстановления температуры в интервале ЗКЦ значительно меньше, чем вне этого интервала. Исходя из этой физической посылки, можно заключить, что имеется заколонный переток от интервала перфорации вверх до глубины 1808 м.

Однако из рисунка чётко видно, что темп восстановления температуры в интервале 1809 - забой, который включает и перфорированный интервал, значительно ниже, чем темп восстановления температуры в интервале 1807 - 1715 м. Следовательно имеется ЗКЦ как вверх (до глубины 1809м ), так и вниз (до забоя) от интервала перфорации. Причём, приток в интервале 1819 м - забой очень слабенький.

Определение мест нарушения герметичности колонны

Определение места негерметичности обсадной колонны.

При определении места негерметичности обсадной колонны с помощью термометрии следует рассматривать две зоны в скважине: первая - в интервалах, перекрытых НКТ, вторая - ниже воронки НКТ. В каждой из этих зон условия формирования и методика регистрации теплового поля в районе места негерметичности колонны будут различны. Рассмотрим возможности термометрии при определении места негерметичности колонны в каждой из выделенных зон.

Место негерметичности колонны находиться выше воронки НКТ.

При выявлении места негерметичности обсадной колонны могут быть использованы термические методы, т.к. металлические насосно-компрессорные трубы практически “прозрачны” для распространения тепловых потоков. Замеры термометром вдоль ствола в принципе можно провести при трех состояниях скважины - закачки, излива и покоя. Однако, только по замерам, проведенным в режиме излива воды из скважины, можно получить информацию о техническом состоянии всей колонны.

При других режимах (закачки, покоя) либо невозможно провести исследования вдоль всего ствола скважины из-за высокого давления на устье, либо иногда термограммы неинформативны в приустьевой зоне (из-за влияния воздуха).

На рис.7.34 приведены расчетные графики распределения температуры вдоль ствола при нарушении герметичности колонны выше воронки НКТ.

Из рисунка видно, что характер распределения температуры в скважине в месте негерметичности колонны, отстоящей на расстоянии z=Н от воронки НКТ, изменяется скачкообразно. Причем скачок будет отмечаться даже в случае равенства температуры воды в скважине и температуры воды, поступающей в скважину из места негерметичности колонны (т.е. при Т=0). Таким образом, по замерам термометром в процессе излива воды из скважины можно определить место негерметичности колонны в интервалах, перекрытых НКТ.

На рис.7.35 а)приведены результаты термических исследований в нагнетательной скважине 10 Манчаровской площади. Перфорированы интервалы: 1330-1332 м; 1334-1338 м; 1340-1344,8 м. Воронка НКТ находиться на глубине 1324,6 м.

Рис. 7.34. Распределение температуры при нарушении герметичности колонны выше воронки НКТ. а) - излив через НКТ; б)- излив через межтрубье. 1 - распределение температуры в НКТ; 2 - геотермическое распределение.

На термограмме от 17.08.83, зарегистрированной во время излива, четко отмечаются аномалии в интервалах глубин: 540-574 м; 642-652 м;757-796 м. Аномалия в интервале 757-796 м описывается практически экспоненциональной зависимостью роста температуры с глубиной. Такой характер термограммы можно объяснить в соответствии с рисунком 7.18 влиянием вертикального движения воды в межтрубном пространcтве, начиная с глубины 795 м - места негерметичности обсадной колонны. Кроме этого на негерметичность колонны здесь указывает то обстоятельство, что распределение температуры в этом интервале глубины не коррелируется с литологическим разрезом скважин.

Рис.7.35. Определение места нарушения герметичности колонны в интервале перекрытом НКТ, в нагнетательной скв. №10 Манчаровской пл. по замеру термометром при изливе. а) замер до ремонта; б) замер после ремонта.

Следовательно, можно заключить, что на глубине 795 м обсадная колонна негерметична.

Аномалия температуры в интервале глубин 648-652 м обусловлена дросселированием воды из межтрубного пространства в НКТ через место негерметичности последней на глубине 652 м. Эта аномалия не может быть объяснена ни изменением литологии, ни порывом колонны. В случае притока воды в межтрубье через место порыва колонны мы не имели бы резкого излома термограммы (при регистрации в НКТ), которое отмечается на глубине 652 м. Распределение температуры в интервале глубин 540-573 м указывает на негерметичность НКТ. Признаком негерметичности НКТ является калориметрический эффект в этом интервале. Причем основной приток в НКТ находится на глубинах 573-574 м. После извлечения насосно-компрессорных труб визуальный осмотр подтвердил заключение о негерметичности НКТ.

По замеру расходомером (РГД-5 без пакера) оказалось, что основная масса закачиваемой воды уходит в пласт через место негерметичности колонны на глубине 573 м. Выше колонна не исследована, т.к. прибор РГД-5 "прихватило" на глубине 573 м.

Таким образом, по замеру термометром затруднительно отделить место негерметичности колонны от места негерметичности НКТ, если глубина этих мест негерметичности совпадают. Поэтому необходимо комплексировать термометрию (в случае обнаружения места негерметичности НКТ по данным термометрии) с замерами расходомером. В этом случае интерпретация этого комплекса исследований позволит однозначно ответить на вопрос о целостности обсадной колонны. Опыт показывает, что напротив места негерметичности в НКТ может находится место негерметичности колонны (т.е. место негерметичности в НКТ выполняет роль гидроперфоратора).

На рис.7.35 б) приведены результаты термических исследований, выполненных через три месяца после проведения в скважине ремонтно-изоляционных работ. Из термограммы видно, что имеющиеся аномалии температуры (замер от 17.08.83) исчезли за исключением интервала, где было отмечено основное поглощение закачиваемой воды. Аномалия температуры на глубине 600 м обусловлена остаточным охлаждением пласта.

Обнаружение места негерметичности колонны в интервалах, перекрытых НКТ, по данным замера термометром, проведенного через 15-20 мин после режима закачки на излив, затруднительно. В этом случае распределение температуры в НКТ обусловлено как температурой пород, так и температурой воды в межтрубном пространстве.

При проведении термических исследований в режиме излива с целью определения места негерметичности обсадной колонны полезной информацией является только распределение температуры в межтрубье. Распределение температуры в межтрубье зависит не только от температуры окружающих пород и в НКТ, но и от динамического состояния воды здесь, т.е. движется или стоит вода в межтрубье. Начало движения воды в межтрубье соответствует месту негерметичности в колонне. Поэтому для обнаружения места негерметичности обсадной колонны необходимо "отсечь" влияние температуры окружающих пород на распределение температуры в НКТ.

Методика проведения термических исследований нагнетательных скважин с целью контроля технического состояния скважины заключается в следующем: 1) проводят замер термометром при подъеме вдоль всего ствола скважины через 15-20 мин после смены режима закачки на излив воды через НКТ с дебитом Q < 10-12 м³/сут. Если на термограмме нет аномалии, то выдается заключение, что колонна и НКТ герметичны и отсутствует движение жидкости за эксплуатационной колонной. Если на термограмме имеются аномалии температуры, то для выяснения причины возникновения аномалии проводятся дальнейшие исследования; 2) опускают термометр на 50-70 м ниже места аномалии, переводят скважину под закачку на такое время, чтобы температурный фронт с устья дошел до прибора, но не менее чем 12-15 мин. После смены режима закачки на излив воды через НКТ с дебитом Q <10-12 м³/сут проводят два временных замера термометром при подъеме: первый - сразу; второй - через 8-10 минут. Каждый временной замер проводят в течение 5 мин. Скорость регистрации термограмм должна составлять V=4000-4500 м/час. Следующим (к приведенным выше) доводом в пользу такой «большой» скорости является то, что аномальное изменение температуры (или его отсутствие) легче установить на большом, чем на маленьком интервале (по протяженности) временного измерения температуры.

В основу изложенной здесь методики "временной фильтрации температурных аномалий" положено следующее: 1) во время закачки через НКТ воды в скважину распределение температуры в НКТ будет монотонным даже в случае, если нарушена герметичность колонны выше ворнки НКТ; 2) на фоне этого монотонного распределения будет формироваться температура в НКТ после перевода скважины с режима закачки на излив воды через НКТ с дебитом Q12 м³/сут; 3) распределение температуры в межтрубье как при закачке, так и при изливе немонотонное вблизи места нарушения герметичности колонны; 4) так как дебит излива небольшой (характер потока ламинарный), то на распределение температуры в потоке (в НКТ) оказывают влияние и межтрубье и породы. После перевода скважины с режима закачки на излив с дебитом Q < 12 м³/сут на регистрируемую температуру в НКТ влияние межтрубья начинается через 2,5-3,5 мин для приборов с диаметром _пр = 28 мм и через 3,5-4,5 мин для приборов с _пр = 36 мм, а влияние пород через 12-15 мин для _пр = 28 мм и через 15-18 мин для _пр = 36 мм. В соответствии с этими временами методика интерпретации заключается в следующем: 1) если на первом временном замере нет аномалии температуры, то это значит, что НКТ герметичны, иначе нарушена герметичность НКТ; 2) если на первом временном замере нет аномалии, а на втором есть, в этом случае герметичны НКТ, нарушена герметичность колонны; 3) если и на первом и на втором временных замерах нет аномалии, то аномалия температуры, зарегистрированная в процессе замера вдоль ствола, обусловлена движением жидкости за эксплуатационной колонной. В этом случае надо искать нарушение герметичности в соседней нагнетательной скважине.

Н а рис.7.36 a) приведены результаты термических исследований в нагнетательной скважине 425 Абдулинской площади. НКТ с пакером опущены до глубины 1308 м. По замеру термометром при изливе в интервале 0 - 1160 м отмечается аномальное изменение температуры на глубине 200 м. На замере термометром в интервале 0 - 300 м, проведенному по изложенной здесь методике, также отмечается аномальное изменение температуры на глубине 200 м. Причем аномалии по форме повторяют друг друга. Следовательно, на глубине 200 м негерметична обсадная колонна. Это заключение подтверждается тем, что между колонной и кондуктором на устье изливает закачиваемая вода.

Рис.7.36. Определение техсостояний нагнетательных скважин. Условные обозначения: 1 - замер через 30 мин. (скв.425), 80 мин (скв.306) после перевода с закачки на излив; 2,3,4,5 - замеры сразу (6 - через 5 мин) после перевода с закачки на излив. а) скв. 425 Абдуллинской пл.; б) скв. 306 Яркеевской пл.

Иллюстрацией герметичности колонны служат материалы термических исследований через НКТ в нагнетательной скважине 306 Яркеевской площади (см. рис. 7.36 б). Термические исследования проведены по усеченной методике "временной фильтрации температурных сигналов". Из результатов исследований видно, что аномалии температуры, имеющиеся при замере термометром в интервале 0 - 1220 м, не отмечаются на замерах, проведенных термометром поинтервально. Это свидетельствует о герметичности колонны, а аномалии температуры при замере термометром в интервале 0 - 1220 м обусловлены температурой пород.

На рис.7.37 приведены результаты исследований через НКТ термометром в нагнетательной скважине 11448 Алькеевской площади. Башмак НКТ находится на глубине 1723 м. Интервалы перфорации: 1752,8-1756,8 м. Все замеры проведены при подъеме прибора. Кривая 1 (рис. 7.37а) зарегистрирована через 5 мин после прекращения закачки. Кривые 2-9 (рис. 7.37б) зарегистрированы для детализации аномалии температуры вблизи глубины 400м, отмеченной на кр. 1.

Р ис.7.37 Применение методики временной фильтрации температурных аномалий в нагнетательной скважине 11448 Алькеевской площади.

Зарегистрированные, кр. 2 и 3 при закачке; кр.4 и 5 - сразу и через 7 мин после прекращения закачки соответственно; кр. 6 и 7 - сразу и через 7 мин после перевода с режима максимальной закачки на ограниченную (по величине приемистости ) закачку соответственно; кр. 8 и 9 - сразу и через 7 мин после перевода с режима максимальной закачки на небольшой дебит излива воды через НКТ соответственно.

Как видно из рисунка отмечаются аномалии температуры вблизи глубины 400 м уже через 1,5 мин после перевода скважины с режима максимальной закачки на остановку (или небольшой излив, или ограниченную закачку ). Это однозначно свидетельствует о том, что аномалия температуры вблизи глубины 400 м на кр. 1 связана с нарушением герметичности НКТ. На кр. 1 отмечается аномальное изменение температуры вблизи глубины 1723 м. Эта аномалия связана с башмаком НКТ. На других глубинах выше башмака НКТ аномалий температуры на кр. 1 нет. Это указывает на герметичность колонны и НКТ и на отсутствие движения жидкости за колонной. Последнее свидетельствует о том, что техническое состояние в соседних скважинах в радиусе до 400-450 м исправно на февраль месяц 1999 года.

Пример использования автономной аппаратуры для определения как места нарушения герметичности НКТ, так и интервала движения жидкости за эксплуатационной колонной приведен на рис.7.38. Здесь представлены термограммы и барограмма зарегистрированные вдоль ствола нагнетательной скважины 2213д Альметьвской площади. В скважине перфорированы интервалы: 1598 - 1601,6 м; 1616,8 - 1619,2 м; 1623 - 1624,4 м. Башмак НКТ находится на глубине 1475 м. Башмак кондуктора находится на глубине 280 м. Все замеры проведены при подъёме прибора. Так замер термометром (кр.1) проведён через 10 мин после прекращения закачки. Замеры термометром - кр.2, кр.3 и кр.4 - проведены при закачке, сразу и через 7 мин после прекращения закачки. Проведём интерпретацию этих замеров.

Рис.7.38. Определение движения жидкости за эксплуатационной колонной.

На кр.1 отмечается аномальное изменение температуры на глубине 1475 м, связанное с нижним концом НКТ. Кроме того на этой кривой отмечаются аномалии температуры выше глубины 600 м. Для определения причины возникновения аномалии температуры вблизи глубины 600 м проведены (для детализации) замеры термометром при закачке (см. кр.2), а также сразу (см. кр.3) и через 7 мин (см. кр.4) после прекращения закачки. Как видно из рисунка форма кр.2 монотонная, распределение температуры описывается практически линейной зависимостью. В этот период по термометру в скважине основное влияние оказывает конвективная осевая составляющая теплопроводности, а не радиальная кондуктивная составляющая теплопроводности. Поэтому аномальные изменения температуры в межтрубном пространстве практически не влияют на температуру в НКТ.

Далее, на фоне этого практически прямолинейного распределения начинается восстановление температуры в системе скважина - пласт после прекращения закачки. В этот период на температуру в скважине основное влияние оказывает радиальная составляющая теплопроводности. Влияние кондуктивной составляющей теплопроводности после отключения закачки резко падает, становится незначительным, а затем постепенно уменьшается в соответствии с уменьшением буферного давления (то есть в соответствии с этим уменьшается и скорости движения воды в скважине). Кривая 3 зарегистрирована в течение 3 мин после прекращения закачки. Влияния межтрубного пространства (за счёт кондуктивной теплопроводности) на регистрируемую температуру в НКТ ещё не сказывается. Для автономного прибора ГЕО – 1, использованного при проведении исследований, влияние межтрубного пространства начнёт сказываться (заметно) через 3,5 - 4,5 мин после прекращения закачки. Следовательно, аномалии температуры в интервале глубин: 570 - 600 м обусловлены не кондуктивной, а конвективной составляющей теплопроводности (вклад лучистого теплообмена в скважине пренебрежимо мало); то есть связаны с нарушением герметичности НКТ. Причём форма аномалии температуры, а именно - охлаждение на участке глубин 570 - 600 м на фоне температуры в интервале : 700 - 600 м; 570 - 300 м может свидетельствовать о нарушении герметичности в виде щели вдоль НКТ в интервале: 570 - 600 м.

На кривой 1 отмечается аномальное изменение температуры на глубинах : 535 - 545 м. Это изменение температуры может быть связано как с нарушением герметичности НКТ и колонны, так и с заколонным движением жидкости. Однозначный ответ на причину этого аномального изменения температуры даёт кр 4. Эта кривая на участке глубин: 560 - 525 м зарегистрирована через: 8,5 - 9 мин после прекращения закачки. На измерения в этот промежуток времени оказывает влияние только НКТ и межтрубное пространство. Отсутствие аномалии температуры здесь свидетельствует о герметичности НКТ и эксплуатационной колонны. Таким образом, сравнивая результаты интерпретации кр.1 и кр.4 приходим к однозначному заключению: аномалия температуры на глубине (см. кр. 1): 535 - 545 м связана с заколонным движением воды.

Если же рассматривать кр.1 вдоль всего ствола скважины выше воронки НКТ, то, учитывая только что полученные заключения, можно сделать следующий вывод: в интервале 570 - 600 м нарушена герметичность НКТ; в интервале 1475 - 535 м колонна герметична; выше 525 м имеется ЗКЦ практически до устья скважины.

Кроме того, сравнивая между собой кр.1 и кр.4 можно сделать вывод о стабильности тепловых полей в скважине, кривые повторяют друг друга по форме несмотря на то, что измерения проведены при подъёме прибора через время t > 25 мин со скоростью V= 4000 м/час и через t>8 мин со скоростью V= 6000 м/час после прекращения закачки соответственно. Пикообразные аномалии на этих кривых выше 430м связаны с нестационарностью тепловых процессов в скважине. Минимумы температуры соответствуют муфтам НКТ, у которых идеальный тепловой контакт с эксплуатационной колонной.

Если провести усреднение кр.1 и кр.4, выше 535 м то можно выделить два прямолинейных участка в интервале глубин: 535 - 300 м; 300 - 80 м. Для уточнения причин аномального изменения температуры на глубинах: 300 м и 80 м необходимо провести дополнительные исследования аналогично тому, какие были проведены исследования в интервале: 700 - 560 м с целью определения причины аномалии температуры на глубине 600 м, отмеченной на кр.1.

Определение места негерметичности колонны ниже воронки НКТ

Определение места негерметичности колонны ниже воронки НКТ по своей сути есть не что иное, как определение принимающих интервалов в многопластовой нагнетательной скважине; в которой работают несколько перфорированных интервалов. Так определение места негерметичности колонны в интервале между воронкой НКТ и интервалом перфорации представляет собой выделение верхнего принимающего интервала, а определение места негерметичности колонны в зумпфе - нижнего принимающего пласта. Поэтому методика проведения термических исследований при определении места негерметичности колонны ниже воронки НКТ та же, что и при выделении интервалов поглощения закачиваемой воды перфорированными пластами. Исключение из этого составляют только замеры термометром в простаивающей скважине, т.к. эти замеры указывают не место ухода закачиваемой воды из скважины в пласт, а только интервалы пласта, поглотившие воду.

На рис.7.39 а) приведены результаты термических исследований в нагнетательной скважине 6188 Юсуповской площади. Закачка воды проводится по колонне. Перфорирован интервал на глубине 1216,4-1220,2 м. По замеру термометром во время закачки воды в скважину на глубине 1187 м отмечается изменение градиента температуры с 0,0016 С/м (в интервале глубин 1148-1187 м) до 0,0075 С/м (в интервале 1187-1216 м). По замеру термометром при изливе воды из скважины на глубине 1187 м отмечается отрицательная аномалия калориметрического смешивания. Таким образом, по данным термических исследований на глубине 1187 м нарушена герметичность колонны.

Место негерметичности колонны ниже воронки НКТ не отметится на термограмме, зарегистрированной во время закачки в случае большой приемистости (100 м³/сут и более ) нижележащих принимающих интервалов. Примером этого являются результаты ГИС в нагнетательной скважине 210 Холмогорской площади (см. рис.7.39-б). На термограмме, зарегистрированной во время закачки воды выше интервала перфорации, не отмечается в исследованной части скважины изменение градиента температуры. По замеру термометром при изливе отмечается пик внедрения "горячей воды" на глубине 2628-2629,5 м, свидетельствующий о негерметичности колонны здесь в муфтовом соединении. Выявление места негерметичности обсадной колонны в зумпфе нагнетательной скважины и определение нижней границы приема закачиваемой воды в скважине аналогичны между собой.

Определение технического состояния скв. 8 Бавлинской площади при использовании способа продавки и закачки радиоактивных изотопов представлено на рис.7.40. Здесь представлены результаты измерений температуры и ГК фоновый и после закачки изотопов. Кроме того, здесь также приведена разностная термограмма, построенная при вычитании температуры после закачки из фоновой температуры. Проведём интерпретацию результатов этих измерений.

Из рисунка видно, что после закачки изотопов повысился гамма-фон в скважине в интервале глубин: 50 – 400 м; 1100 –1400 м. Это указывает на нарушение герметичности эксплуатационной колонны в этих интервалах, однако определить глубину нарушения колонны по этим измерениям невозможно

Рис.7.39. Определение места нарушения герметичности колонны в нагнетательной скважине. а) №6188 Юсуповской пл.; б) № 210 Холмолгорской пл.

Так же сложно определить место нарушения герметичности колонны и по результатам измерения температуры. Фактором, затрудняющим интерпретацию термограмм, является значительное различие в радиусе зоны влияния на регистрируемую температуру на устье и на забое при переходных (нестационарных) процессах в скважине после прекращения закачки изотопов. Так, если на регистрируемую температуру на устье оказывает влияние внутриколонное пространство, а также первые миллиметры пространства между эксплуатационной колонной и кондуктором, то на забое на регистрируемую температуру оказывает влияние (при скорости регистрации V=1500м/час) не только цементное кольцо, но и породы. Поэтому скорость измерения температуры при подъёме следует увеличить до V=4000 – 4500 м/час.

Несмотря на указанное замечание можно отметить нарушение герметичности колонны на глубине приблизительно  75 м и движение воды за колонной вниз до глубины 400 м.

Определить место нарушения колонны в интервале: 1100 – 1400 м затруднительно. По–видимому, нарушена герметичность колонны на глубине 1170 м.

Рис.7.40 Определение техсостояния скв.8

Технологии исследований нагнетательных скважин

Технологическая карточка проведения исследований в нагнетательной скважине комплексной аппаратурой на кабеле

1. Монтаж лубрикаторного оборудования и спуск прибора на точку начала детальных исследований (Н₀). Лубрикаторное оборудование, используемое для исследования нагнетательных скважин, должно обеспечивать возможность организации управляемого излива и полного его перекрытия в процессе проведения исследований. В процессе спуско-монтажных работ не допускается разрядка скважины путем излива.

2. Регистрация фонового распределения температуры (Т), давления (МН), муфтовых соединений колонны и НКТ (ЛМ), ГК в остановленной скважине, отбивка забоя, привязка к разрезу и к конструкции скважины Фоновое распределение Т, регистрируемое на спуске, позволяет выделить основные принимающие пласты по остаточным аномалиям охлаждения, а в некоторых случаях - уровень осадка. По диаграмме МН определяется искусственный забой и уровень вязкого осадка в зумпфе скважины. По кривой ГК путем сравнения с фоновым распределением выделяются радиогеохимические аномалии, как правило, приуроченные к поглощающим интервалам и интервалам заколонных перетоков.

Скорость регистрации Т. МН, ЛМ при спуске составляет:

600-1200 м/ч - в интервале обзорных исследований, 200-400 м/ч - в интервале детальных исследований; [м/час] = 1400/ [с] - в интервале Н₀ - 10 м выше перфорированных пластов;

[м/час] = 630/ [с] - в интервале - 10 м выше перфорированных пластов - забой.

Более точно скорость регистрации определяется исходя из реальной тепловой инерции датчика температуры скважинного прибора.

Для учета вытяжки кабеля при спуске и подъеме, а также учета вытяжки за счет потока нагнетательной жидкости необходима повсеместная одновременная регистрация термометра и локатора муфт, что позволяет с высокой точностью привязать регистрируемые диаграммы и конструкции скважины по ЛМ.

3. Контроль чистоты датчиков по , промывка. После завершения фоновых замеров необходимо промыть датчик термометра путем быстрого движения прибора вверх и вниз (  5000-7000 м/час) в колонне или НКТ на участке  70  100 м и оценить реальную тепловую инерцию датчика (см.п.4 фонт.скв.). В дальнейшем прибор не допускать до уровня осадка на 2  3 м.

4. Установка прибора на глубине Н₀ и включение закачки. Технологическое ожидание установления режима закачки не менее 2 часов. Контроль выхода на режим по Т и МН. Контроль режима закачки ведется по изменению забойного давления и температуры жидкости в точке Н₀ вплоть до стабилизации показаний.

5. Замер под закачкой Т, ЛМ на спуске и контрольный - на подъеме. Скорость регистрации та же, что и в п.2.

6. Отключение закачки и полная герметизация устья. Замер Т на спуске в остановленной скважине через 5 и 40 минут после отключения закачки. Герметизация устья необходима для формирования температурного поля в интервале пласта за счет кондуктивной теплопередачи. Наличие излива приводит к искажению температурных аномалий и затрудняет интерпретацию материалов. В интервалах с конвективной составляющей теплопереноса, характерной для интервалов с заколонной циркуляцией (ЗКЦ), темп формирования температурного поля существенно выше, чем в интервалах, не охваченных ЗКЦ.

7. Кратковременная закачка для восстановления воронки репрессии в принимающих пластах и обеспечения излива.

8. Закрытие закачки и перевод скважины на излив с малым дебитом (Q < 10 м³/сут). Регистрация Т и ЛМ на спуске и на подъеме в интервале пласта. По термограмме выделяются работающие пласты и интервалы ЗКЦ. Замер на подъеме продолжается до устья для оценки технического состояния НКТ и эксплуатационной колонны. При выявлении признаков нарушения герметичности НКТ или колонны, исследования продолжаются по специальной технологии - проводится детализация выявленных аномалий по технологии временной фильтрации. (См. Детализация выявленных аномалий).

9. Потокометрические исследования. После замены комплексного прибора на модуль РГД, прибор спускается на точку начала регистрации Н₀, герметизируется устье и включается закачка. Началу потокометрических исследований предшествует технологическое дежурство (не менее 2 часов) необходимое для стабилизации режима закачки. При отсутствии выдержки результаты замеров приемистости скважины будут сильно завышены по сравнению с реальными значениями при длительной работе скважины. Контроль стабилизации приемистости скважины по времени ведется по скорости счета на точке Н₀ , (РГ_т ).

Регистрация профиля приемистости и оценка общей приемистости проводится на протяжке РГ1 РГ2 и по точкам РГ_т .

Основной режим регистрации РГД в нагнетательных скважинах - на подъеме. При этом скорость потока нагнетаемой жидкости направлена навстречу движению прибора и скорость счета увеличивается. При движении прибора вниз, скорость прибора вычитается из скорости потока и скорость счета уменьшается. В идеальном случае отсутствие счета соответствует совпадению скоростей прибора и потока.

При проведении потокометрических исследований недопустимо опускать прибор в зону вязкого осадка для предотвращения загрязнения турбинки.

Типовые диаграммы, регистрируемые в нагнетательной скважине на спуске и подъеме при различных скоростях:

а) подъем б) спуск

₁ , ₂, ₃ , ₄ , ₅ - диаграммы РГД, зарегистрированные при соответствующих скоростях движения прибора; _П1 , _П2, _П = 0 скорость потока жидкости на глубинах А, В и С соответственно.

Результаты обработки

По результатам обработки зарегистрированных диаграмм РГД оценивается скорость потока на интересующих глубинах. Наиболее достоверный результат получается при наличии чистого зумпфа достаточной длины, что позволяет учесть порог срабатывания прибора, возникающий за счет торможения в подшипниках турбинки при их загрязнении или износе.

Наличие 5 и более точек по шкале скорости значительно повышает помехозащищенность метода и обеспечивает исключение замеров с загрязненной турбинкой. Построение профиля приемистости скважины проводится по одной из диаграмм РГД, наиболее качественной из имеющихся по стандартной технологии. Пример обработки приведен ниже:

а) подъем б) спуск

_ср - скорость срабатывания (страгивания) турбинки расходомера..

_П1 , _П2 - скорость потока нагнетаемой жидкости на глубинах А и В.

Исследования по точкам проводятся при наличии пакерного расходомера, объемного складывающегося расходомера типа РС-36, либо при высокой приемистости скважины расходомерами малого диаметра. Для построения качественной диаграммы профиля приемистости скважины по результатам точечных замеров, необходима скорость счета выше интервала перфорации (в зоне максимальной скорости потока) не менее 100 градаций шкалы расходомера (например, 100 имп/минуты).

Технологическая карточка проведения детализации температурных аномалий по методу временной фильтрации

.