ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Рис. 4.2. Принцип действия оптоволоконной термометрии

каналах в электрические сигналы, усиление и электронная обработка. Из отношения кривых обратного рассеивания света получают температуру волокна вдоль световодного кабеля. Для устранения влияния агрессивной скважинной среды оптоволокно помещается в бронированный геофизический кабель или металлическую трубку (рис. 4.3).

Рис. 4.3. Конструкция оптоволоконного кабеля

Высокую надежность и длительный срок работы системы дает отсутствие в скважине сложных электронных и механических устройств, герметичных разъемов. Распределенный датчик характеризуетсявысокой стабильностьюи помехозащищенностью.

Основными техническими параметрами ОВ-систем для определения работы пластов являются:

211

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

–разрешение по длине подключенного распределенного датчика (не менее 0,2 м);

–минимально доступная величина изменения показателя температуры (чувствительность) на единичном отрезке распределенного датчика не менее 0,1 °С;

–максимально возможная длина подключенного распределенного датчика температуры (зависит от глубины скважины, как правило, достаточно 3–5 км);

–контролируемый температурный диапазон (от –20° до

+250 °С);

–инерционность измерительной системы (учитывающей время накопления сигнала и инерционность геофизического кабеля) – не более 20 минут.

Поскольку эти параметры взаимосвязаны, подбор ОВ-сис- темы должен вестись по сумме всех параметров. Многие предлагаемые на рынке ОВ-системы разрабатывались для более простых

стехнической точки зрения задач, и они не могут обеспечить необходимые технические параметры в комплексе и не пригодны для решения задач контроля разработки месторождения.

Построение системы непрерывного мониторинга на основе оптико-волоконных технологий возможно на имеющихся программно-аппаратных средствах.

Оптоволоконные системы в комплексе со стандартными системами манометров и анализа состава способны предоставить полную информацию о работе пластов при освоении скважин.

Получаемая информация позволяет проводить:

–подбор оптимального режима работы скважинного оборудования;

–фиксацию и предотвращение работы ЭЦН в «экстремальных» режимах;

–определение изменений в работе пластов в режиме реального времени;

–определение проблем в скважине (негерметичность, заколонные перетоки);

212

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

– мониторинг работы скважины в течение всего межремонтного периода.

Варианты расположения оптоволоконного кабеля (схема подключения оборудования при работе с оптоволоконным кабелем) приведены на рис. 4.4, 4.5.

Рис. 4.4. Варианты расположения оптоволоконного кабеля

Рис. 4.5. Схема подключения оборудования

213

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Оптоволоконные технологии перспективны на газовых месторождениях ввиду большого различия термодинамических свойств жидкости и газа, отсутствия необходимости движения кабеля во время замера и длительному времени эксплуатации без необходимости глушения скважины.

Примеры решения задач с помощью термограмм ОВ

В скважине 1 (рис. 4.6) во время освоения проведены замеры температуры по стволу скважины с помощью оптоволокна, замер дебита, замер динамического уровня, замер давлений на забое, в линии и затрубном пространстве.

По результатам исследования в интервале 1350,0–1577,7 м были сделаны следующие выводы:

1.Текущий забой – 1577,7 м.

Глубина спуска НКТ – 1483,4 м, пакера – 1471,3 м.

2.Жидкостьвскважинупоступаетизследующихинтервалов:

	№	Интервалы	Интервалыпритокаподаннымзамеров
	п/п	перфорации, м	термометрииоптоволокномприработе ШГН, м
	1	1518,5–1522,0	1518,5–1519,7 (Нефть+ вода)
			1520,6–1522,0 (Нефть+ вода)
	2	1530,5–1533,5	1530,5–1533,5 (Вода)

Основной приток жидкости наблюдается из интервала перфорации 1 (1518,5–1522,0).

3. Заколонных перетоков в интервале 1533,5–1575,0 не отмечается. Ниже глубины 1575,0 на забое грязь.

По данным термограмм ОВ (рис. 4.7) выделяются интервалы негерметичности эксплуатационной колонны, аномалии заколонного перетока и аномалии, связанные с работой пласта. При работе струйного насоса наблюдаются аномалии, связанные с дроссельным разогревом жидкости, поступающей из пласта.

214

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Рис. 4.6. Аномалия разделения фазового состава жидкости. По данным замеров ОВ предполагается уменьшение обводненности продукции скважины

215

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Рис. 4.7. Примеры решения задач с помощью термограмм ОВ

216

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Таким образом, одним из наиболее перспективных направлений использования оптоволоконных технологий на данный момент является мониторинг скважин. Он позволяет весьма успешно решать задачи при контроле разработки. Стандартное же исследование отражает лишь фиксированное состояние системы «скважина – пласт» на коротком промежутке времени. Некоторые виды аномалий, уровень жидкости, например, или положение ВНР, и их развитие можно оценить только при долговременном измерении (возможно по удаленному доступу on-line).

Уникальность распределенных датчиков на основе оптоволоконных технологий заключается в их высоком временном и глубинном разрешении. Переходные процессы, происходящие при изменении режима работы скважины и хорошо видимые на записях распределенной ОВ-термометрии, но скрытые при реализации традиционной термометрии на кабеле, несут информацию о дебите, составе притока и других параметрах, не доступную во время исследований при условно-стабильном режиме работы скважины.

При этом за счет мгновенного измерения температуры по всему стволу скважины минимизируется эффект от взаимодействия флюида с окружающей средой (обсадной колонной, вмещающими породами). Системы непрерывного мониторинга на основе оптико-волоконных технологий осуществляют скважинные измерения и контроль, которые играют важную роль в получении и краткосрочнойхарактеристикепластаи долгосрочномуправлении.

Стоимость оптоволоконных исследований незначительно выше, чем при стандартном исследовании, однако это компенсируется отсутствием необходимости останавливать скважину, кроме того, постоянный мониторинг позволяет вовремя предупреждать ее заводнение.

Оптоволоконные технологии обладают значительным преимуществом в отношении производительности, надежности, стоимости и удобства монтажа. Позволяют быстрее обнаружить проблемные участки скважин и предоставляют особые

217

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

возможности при работе в скважинах с несколькими продуктивными интервалами.

Дальнейшее развитие ОВ-технологий и построение на их основе системы «Интеллектуальное месторождение» лежит в обеспечении более устойчивого определения дебита пластов и состава поступающего продукта. Это возможно с помощью распределенных датчиков расходометрии и состава флюида, оптоволоконных систем измерения давления, распределенной скважинной шумометрии.

Кроме того, необходимо построение систем автоматического сбора всей скважинной информации и передачи ее в центры обработки, систем распознавания и реагирования на нештатные ситуации, это позволит более достоверно и оперативно принимать управляющие решения, а с появлением систем управления работой скважинного оборудования автоматизировать весь процесс работы скважины.

4.2. Комплекс электромагнитных методов индукционного и диэлектрического каротажа МИК–MFDI

Комплекс электромагнитных методов МИК–MFDI служит для определения характера насыщения коллекторов в условиях заводнения пластов пресными водами, применения инвертных буровых растворов и стеклопластиковых обсадных труб.

Определение характера насыщения коллекторов является основой для оценки текущих запасов нефти. Наиболее просто эта задача решается в условиях открытого ствола скважины при его заполнении полимерсолевым раствором (или другим раствором с низким удельным сопротивлением). В этом случае используется стандартный комплекс, включающий боковой каротаж, микробоковой каротаж и БКЗ. Однако в некоторых случаях, например, если пласты частично заполнены пресными водами, используется непроводящий раствор на нефтяной осно-

218

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

ве (ИЭБР, РИЭР и т.д.), или если скважина обсажена стеклопластиковой колонной, стандартный комплекс дает неоднозначные результаты или вовсе неприменим. В этих случаях оказывается эффективным комплексное применение таких новых отечественных разработок электромагнитных методов, как многозондовый индукционный каротаж (метод МИК с аппаратурой «КарСар 5ИК-73П») и многочастотная диэлектрическая интроскопия (метод ДИ-МЧ с аппаратурой MFDI).

Методы отличаются способом создания поля, рабочими частотами, размерами зондов и каждый имеет свои преимущества и ограничения. Длина зонда в значительной мере определяет глубинность исследований (радиальный фактор), а частота – возможность определения диэлектрической проницаемости среды (ε), влияние которой начинает проявляться при значениях выше 5 МГц. Объединение этих методов в единый измеритель- но-обрабатывающий комплекс предоставляет возможность, с одной стороны, обеспечить максимальную глубинность исследований (до 1,5–2,0 м), а с другой – изучить электрические свойства

вшироком диапазоне частот (0,1–50 МГц) при разной (взаимно перпендикулярной) поляризации магнитного (ИК) и электрического (ДИ-МЧ) излучаемых полей. Поэтому отдельными задачами исследований с помощью такого комплекса становятся изучение частотной дисперсии и анизотропии электрических характеристик пластов.

При этом у методов ограничены возможности применения

вусловиях низкоомных буровых растворов (< 0,1 Ом·м), а у 5ИК– еще и во вмещающих породах высокого электрического сопротивления(> 300 Ом·м).

Многозондовый индукционный каротаж

иаппаратура «КарСар 5ИК73»

Вприборе «КарСар 5ИК73» используется пять геометрически подобных трехкатушечных зонда, состоящих из генераторных, экранных и измерительной катушек, расположенных

219

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

в непроводящем стеклопластиковом корпусе прибора. Генераторные катушки разнесены от приемных на 0,25, 0,5, 0,75, 1,25 и 2,00 м. Наличие нескольких зондов обеспечивает возможность радиального зондирования околоскважинного пространства. Измерения выполняются на рабочей частоте 100 кГц (рис. 4.8).

а

б

Рис. 4.8. Принципиальная схема индукционного каротажа:

а– пространственная схема: 1 – генератор, 2 – усилитель,

Г– генераторная катушка, П – приемная катушка, В – элементарный виток; L – расстояние между центрами катушек (длина зонда),

О– центр системы соленоидов (точка записи); б – магнитное поле генераторной катушки: 1 – линии вихревых токов, 2 и 3 – силовые линии соответственно первичного и вторичного магнитных полей,

создаваемых зондом ИК

В измерительной катушке регистрируются данные активных и реактивных компонент вихревого поля (ЭДС). Результаты измерений пересчитываются в значения кажущейся проводимости среды (мСм/м).

При обработке в программном комплексе ПРАЙМ в измеренныеданныенеобходимвводследующихпоправок, учитывающих:

220