RU2164599C2 - Method of investigation of liquid-phase dynamic processes in strata with anomalously low pressure - Google Patents
Method of investigation of liquid-phase dynamic processes in strata with anomalously low pressure Download PDFInfo
- Publication number
- RU2164599C2 RU2164599C2 RU99113256/03A RU99113256A RU2164599C2 RU 2164599 C2 RU2164599 C2 RU 2164599C2 RU 99113256/03 A RU99113256/03 A RU 99113256/03A RU 99113256 A RU99113256 A RU 99113256A RU 2164599 C2 RU2164599 C2 RU 2164599C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- indicator
- well
- fluid
- color
- observation well
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к гидрогеологии, а именно к геофлюидодинамике, и может быть использовано при контроле за разработкой нефтяных и водоносных пластов. The invention relates to hydrogeology, namely to geofluidodynamics, and can be used to control the development of oil and aquifers.
Анализ существующего уровня техники показал следующее:
известен способ исследования движения нефти в пласте при разработке залежи, заключающийся во введении в пласт через нагнетательные скважины индикатора с носителем (см. а.с. N 1017794 от 11.06.81 по кл. E 21 B 47/00, опубл. в ОБ N 18, 1983). В качестве носителя используют отдельные фракции отобранной из пласта нефти, в качестве индикатора - тритий или фтор.Analysis of the current level of technology showed the following:
There is a known method of studying the movement of oil in the reservoir during the development of a reservoir, which consists in introducing into the reservoir through injection wells an indicator with a carrier (see AS No. 1017794 of June 11, 81, class E 21
Недостаток указанного способа заключается в получении недостоверных данных о динамике жидкофазных процессов, особенно при реализации способа в водонасыщенных коллекторах, так как нефть, обладая своими отличными от воды физико-химическими свойствами, движется в пласте со скоростью, отличной от скорости фильтрации нефти, и только при превышении определенной величины насыщенности. Кроме того, при движении нефти в пласте, сложенного в особенно терригенными коллекторами, происходит изменение фракционного и общего состава нефти в результате взаимодействия с породами;
в качестве прототипа взят способ исследования за движением нефти в пласте при разработке залежи, заключающийся в одновременном закачивании на исследуемой нефтяной залежи вместе с носителем, а именно технической водой, в несколько нагнетательных скважин несколько различных индикаторов, причем в каждую из нагнетательных скважин закачивают один индикатор, а в потоках, выходящих из эксплуатационных скважин раздельно регистрируют содержание всех использованных индикаторов и по времени их прохождения осуществляют контроль за движением нефти в воде (см. Wagner O.R. Journal of petroleum technology, 1977, N 11, p. 1410-1416).The disadvantage of this method is to obtain inaccurate data on the dynamics of liquid-phase processes, especially when implementing the method in water-saturated reservoirs, since oil, having its physico-chemical properties different from water, moves in the reservoir at a speed different from the rate of oil filtration, and only when exceeding a certain value of saturation. In addition, during the movement of oil in the reservoir, composed in especially terrigenous reservoirs, the fractional and total oil composition changes as a result of interaction with the rocks;
as a prototype, a method for studying the movement of oil in the reservoir during the development of a reservoir is taken, which consists in simultaneously injecting several different indicators into several injection wells together with a carrier, namely industrial water, with one indicator being injected into each of the injection wells, and in the flows leaving the production wells, the content of all used indicators is separately recorded and, according to the time of their passage, they monitor the movement of PTI in water (see. Wagner OR Journal of petroleum technology, 1977, N 11, p. 1410-1416).
Недостаток указанного способа заключается в получении недостоверных данных о динамике жидкофазных процессов. Введение индикатора в носителе, в качестве которого используют техническую воду, приводит к нарушению естественной динамики жидкофазных пластовых потоков, а также может приводить в терригенных коллекторах к набуханию глинистых минералов и снижению проницаемости. Кроме того, для регистрации различных индикаторов требуется различная регистрирующая аппаратура (счетчики ионизирующих излучений, установки для химического анализа, фотокалориметры и пр.). Весьма затруднительным является сопоставление результатов, полученных при использовании индикаторов различного типа, так как каждый индикатор характеризуется индивидуальными миграционными параметрами и процессами взаимодействия с жидкостью и породой, обусловливающих индивидуальность потерь и различия скоростей движения индикатора и носителя. The disadvantage of this method is to obtain false data on the dynamics of liquid-phase processes. The introduction of the indicator in the carrier, which is used as industrial water, violates the natural dynamics of liquid-phase formation flows, and can also lead to swelling of clay minerals in terrigenous reservoirs and a decrease in permeability. In addition, for the registration of various indicators, different recording equipment is required (ionizing radiation counters, facilities for chemical analysis, photo-calorimeters, etc.). It is very difficult to compare the results obtained when using indicators of various types, since each indicator is characterized by individual migration parameters and processes of interaction with the liquid and rock, which determine the individuality of losses and differences in the speeds of movement of the indicator and the carrier.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении предлагаемого изобретения, сводится к следующему: повышается достоверность исследований за счет выбора свойств индикатора, позволяющих получить адекватную модель, отражающую естественную динамику жидкофазных пластовых потоков в условиях АНПД;
расширяется диапазон применения технологии, т.к. индикатор с заявляемыми свойствами может быть введен с любым жидким носителем.The technical result that can be obtained by implementing the present invention is as follows: the reliability of studies is increased by choosing the properties of the indicator, which allows to obtain an adequate model that reflects the natural dynamics of liquid-phase reservoir flows under the conditions of the AIP;
the range of technology application is expanding, as an indicator with the claimed properties can be introduced with any liquid carrier.
Технический результат достигается с помощью известного способа исследования, основанного на введении в пласт индикаторов в жидком носителе, каждый из которых закачивают в соответствующую нагнетательную скважину, отборе проб пластового флюида с последующей интерпретацией результатов во времени, в котором получают индикатор каждого цвета в виде жидкой суспензии микрогранул, состоящих из смеси поликонденсационной смолы и органического люминесцирующего вещества со степенью дисперсности, выбираемой из неравенства
где hин max - длина интервала перфорации фильтра наблюдательной скважины, выбранная из условия максимальности из ряда наблюдательных скважин, или мощность пласта, не обсаженного эксплуатационной колонной в наблюдательной скважине, выбранная из условия максимальности из ряда наблюдательных скважин, м;
m - коэффициент открытой пористости, д.ед.;
Vпл - истинная скорость потока подземной жидкости, м/мин;
γж - плотность пластовой жидкости, кг/м3;
dскв min - внутренний диаметр наблюдательной скважины, выбранный из условия минимальности из ряда наблюдательных скважин, м;
g - ускорение свободного падения, м/с2;
Re - число Рейнольдса для подземных жидкостей;
γмг - плотность микрогранул индикатора каждого цвета, кг/м3;
dм - диаметр микрогранул индикатора каждого цвета, м;
dпор - минимальный размер поровых каналов пород-коллекторов, м;
hсв - толщина слоя связанной жидкости, м,
смешивают с отобранным объемом пластовой жидкости в соотношении об. частей, равном 0,0005 : 0,001 - 1 соответственно, а из множества нагнетательных скважин выбирают центральные нагнетательные скважины, расположенные в одном или нескольких горизонтах исходя из системы расположения наблюдательных скважин по площади, и в каждую из них закачивают полученную взвесь индикатора одного цвета в пластовой жидкости, определяют временной интервал, через который отбирают первую пробу с уровня скважинной жидкости из каждых наблюдательных скважин, расположенных в одном или нескольких горизонтах, по формуле
t1j-к = bli-к/Vпл + tвсплj,
где t1j-к - временной интервал, через который отбирают первую пробу с уровня скважинной жидкости из j-й наблюдательной скважины, мин;
в - коэффициент, учитывающий макродисперсию в "лобной" части волны индикатора и ошибки определения истинной скорости потока подземной жидкости, д.ед.;
lj-к - расстояние от середины интервала перфорации к-й центральной нагнетательной скважины до середины интервала перфорации фильтра или середины пласта-коллектора, не обсаженного эксплуатационной колонной, в j-й наблюдательной скважине, м;
tвспл.j - время, необходимое для всплытия микрогранул индикатора от нижних дыр интервала перфорации фильтра или подошвы пласта-коллектора, не обсаженного эксплуатационной колонной, до уровня жидкости в j-й наблюдательной скважине, мин, равное
где hj - высота пластовой жидкости в j-й наблюдательной скважине от нижних дыр интервала перфорации фильтра или подошвы пласта-коллектора, не обсаженного эксплуатационной колонной, j-й наблюдательной скважины, м,
а для каждой наблюдательной скважины определяют частоту отбора проб пластовой жидкости по выражению
Δtj-к = (4Vз.к/mhз.кπ)0,5(6Vпл)-1+tвспл.j,
где Δ tj-к - временной интервал, через который отбирают каждую последующую пробу после первой, с уровня скважинной жидкости из j-й наблюдательной скважины, мин;
Vз.к - объем закачки индикатора к-го цвета в к-ю центральную нагнетательную скважину, м3;
hз.к - длина интервала перфорации в к-й центральной нагнетательной скважине, через которую введен в пласт индикатор к-го цвета, м,
а время окончания отбора проб для каждой наблюдательной скважины находят по формуле
tΣj-к = в′lj-к/Vпл+tвспл.j+(4Vз.кπ)0,5V
где tΣj-к - время окончания отбора проб для j-той наблюдательной скважины, мин;
в' - коэффициент, учитывающий макродисперсию в "хвостовой" части волны концентрации индикатора и ошибки определения истинной скорости потока подземных жидкостей, д.ед.,
причем в каждой отобранной пробе определяют концентрацию индикатора каждого цвета, находят соответствующую ей концентрацию аналогичного индикатора, ранее поступившего в призабойную зону пласта, по формуле
где Cij(tij-к) - концентрация в призабойной зоне индикатора к-го цвета в i-й пробе, отобранной с уровня скважинной жидкости из j-й наблюдательной скважины, микрогранулы/м3, причем tij-к определяют из выражения,
где Cij(tij-к) - концентрация в призабойной зоне индикатора к-го цвета в i-й пробе, отобранной с уровня скважинной жидкости из j-й наблюдательной скважины, микрогранулы/м3, причем tij-к определяют из выражения
tij-к = t
где tij-к - время поступления индикатора к-го цвета в призабойную зону, соответствующее времени отбора i-й пробы с уровня скважинной жидкости j-й наблюдательной скважины, мин;
t
hуст - высота устройства для отбора проб скважинной жидкости с уровня j-й наблюдательной скважины, м;
C
C
dуст - внутренний диаметр устройства для отбора проб скважинной жидкости с уровня j-й наблюдательной скважины, м;
V
V
где t
hин.j - длина интервала перфорации фильтра или мощность пласта-коллектора, не обсаженного эксплуатационной колонной j-й наблюдательной скважины, м;
t
и далее по найденному множеству значений изменения концентрации индикатора каждого цвета во времени в призабойной зоне пласта определяют его емкостно-фильтрационные свойства и направления жидкофазных потоков.The technical result is achieved using a known research method based on the introduction of indicators in a liquid carrier into the formation, each of which is pumped into an appropriate injection well, formation fluid sampling with subsequent interpretation of the results in time, in which an indicator of each color is obtained in the form of a liquid suspension of microgranules consisting of a mixture of polycondensation resin and an organic luminescent substance with a degree of dispersion selected from the inequality
where h in max is the length of the filter perforation interval of the observation well, selected from the maximum condition from a number of observation wells, or the thickness of the reservoir not cased by the production string in the observation well, selected from the maximum condition from a series of observation wells, m;
m is the coefficient of open porosity, d.ed .;
V PL - the true flow rate of the underground fluid, m / min;
γ W - the density of the reservoir fluid, kg / m 3 ;
d well min - the internal diameter of the observation well, selected from the minimum condition from a number of observation wells, m;
g is the acceleration of gravity, m / s 2 ;
Re is the Reynolds number for underground fluids;
γ mg — density of indicator microgranules of each color, kg / m 3 ;
d m - the diameter of the microspheres of the indicator of each color, m;
d then - the minimum size of the pore channels of the reservoir rocks, m;
h St - the thickness of the layer of bound fluid, m,
mixed with the selected volume of reservoir fluid in a ratio of about. parts equal to 0.0005: 0.001 - 1, respectively, and from the number of injection wells, central injection wells are located located in one or more horizons based on the area of the observation wells, and the suspension of the same color indicator is pumped into each of them in the reservoir fluid, determine the time interval through which the first sample is taken from the level of the wellbore fluid from each observation well located in one or more horizons, according to the formula
t 1j-k = bl i-k / V pl + t pop-up ,
where t 1j-k - the time interval through which the first sample is taken from the level of the wellbore fluid from the j-th observation well, min;
in - coefficient taking into account macrodispersion in the "frontal" part of the indicator wave and errors in determining the true velocity of the underground fluid flow, d.ed .;
l j-k - the distance from the middle of the perforation interval of the k-th central injection well to the middle of the interval of perforation of the filter or the middle of the reservoir, not cased by the production string, in the j-th observation well, m;
t pop.j - time required for the indicator microgranules to emerge from the lower holes of the filter perforation interval or the bottom of the reservoir, not cased by the production string, to the liquid level in the j-th observation well, min, equal
where h j is the height of the reservoir fluid in the j-th observation well from the lower holes of the perforation interval of the filter or the bottom of the reservoir, not cased by production casing, j-th observation well, m,
and for each observation well, the sampling frequency of the reservoir fluid is determined by the expression
Δt j-k = (4V z.k / mh z.k π) 0.5 (6V pl ) -1 + t pop.j ,
where Δ t j-k - the time interval through which each subsequent sample is taken after the first, from the level of the wellbore fluid from the j-th observation well, min;
V s.k - the indicator injection volume of the k-th color in the k-th central injection well, m 3 ;
h z.k - the length of the perforation interval in the k-th central injection well, through which the indicator of the k-th color is introduced into the formation, m,
and the sampling end time for each observation well is found by the formula
t Σj-k = v′l j-k / V pl + t float j + (4V З.к π) 0.5 V
where t Σj-k is the sampling completion time for the j-th observation well, min;
in '- coefficient taking into account macrodispersion in the "tail" part of the wave concentration of the indicator and errors in determining the true flow rate of underground liquids, unit
moreover, in each sample taken, the indicator concentration of each color is determined, the corresponding indicator concentration of a similar indicator, previously received in the bottomhole formation zone, is found by the formula
where C ij (t ij-k ) is the concentration in the bottom-hole zone of the indicator of the k-th color in the i-th sample, taken from the level of the wellbore fluid from the j-th observation well, microgranules / m 3 , and t ij-k is determined from the expression ,
where C ij (t ij-k ) is the concentration in the bottom-hole zone of the indicator of the k-th color in the i-th sample, taken from the level of the wellbore fluid from the j-th observation well, microgranules / m 3 , and t ij-k is determined from the expression
t ij-k = t
where t ij-k is the arrival time of the indicator of the k-th color in the bottomhole zone, corresponding to the time of sampling of the i-th sample from the level of the borehole fluid of the j-th observation well, min;
t
h mouth - the height of the device for sampling borehole fluid from the level of the j-th observation well, m;
C
C
d mouth - the inner diameter of the device for sampling well fluid from the level of the j-th observation well, m;
V
V
where t
h in.j is the length of the filter perforation interval or the thickness of the reservoir, not cased by the production casing of the j-th observation well, m;
t
and then, by the found set of values of the change in the concentration of the indicator of each color over time in the bottom-hole zone of the formation, its capacitive-filtration properties and the directions of liquid-phase flows are determined.
В индикаторе голубого цвета используют органическое люминесцентное вещество на основе диксантилена, общей формулы C26H16O2 по ТУ 6-09-1964-77, в индикаторе зеленого цвета - флуоресцеин (резорцинфталеин), общей формулы C20H12O5 по ТУ 6-09-2464-77 (ТУ 7П-35-72), в индикаторе желтого цвета - родамин Ж по ТУ 6-09-2463-77, в индикаторе красного цвета - родамин 200В, общей формулы C27H29N2NaO7S2, по ТУ 6-09-07-67-73. В качестве поликонденсационной смолы используют меламино-формальдегидную смолу: мелалит К-79-79 (ВТУ МХП М-733-56) или меламино-мочевино-формальдегидную смолу марки ВЭИ-11 (ВТУ 4107-53 и ТУ МХП М-692-56).The blue indicator uses an organic luminescent substance based on dixanthylene, general formula C 26 H 16 O 2 according to TU 6-09-1964-77, the green indicator uses fluorescein (resorcinophthalein), the general formula C 20 H 12 O 5 according to TU 6-09-2464-77 (TU 7P-35-72), in the yellow indicator - rhodamine F according to TU 6-09-2463-77, in the red indicator - rhodamine 200B, of the general formula C 27 H 29 N 2 NaO 7 S 2 , according to TU 6-09-07-67-73. As the polycondensation resin, melamine-formaldehyde resin is used: K-79-79 melalit (VTU MHP M-733-56) or VEI-11 melamine-urea-formaldehyde resin (VTU 4107-53 and TU MHP M-692-56) .
Известны способы исследования скважин, заключающиеся в закачке в скважину люминесцирующего раствора, преимущественно флуоресцеина, с последующим измерением интенсивности люминесценции по стволу скважины для целей повышения надежности обнаружения жил асбеста (см. Ферронский В.И. и др. Радиоизотопные методы исследования в инженерной геологии и гидрологии. - М.: Атомиздат, 1977, с. 168; а.с. N 987554 от 28.07.81 по кл. G 01 V 9/00, опубл. в ОБ N 1, 1983), представляют определенный интерес технические решения, указанные в а.с. N 1639123, опубл. 28.02.94 и N 1473405 опубл. 30.01.94. По имеющимся источникам информации (патентной документации и научно-технической литературы) не выявлены способы исследования жидкофазных динамических процессов в пластах с аномально низким давлением по заявляемому нами техническому результату, совпадающие с отличительными признаками предлагаемого изобретения. Заявляемое техническое решение обладает изобретательским уровнем. Known methods for researching wells, which include injecting into the well a luminescent solution, mainly fluorescein, followed by measuring the intensity of luminescence along the wellbore in order to increase the reliability of detection of asbestos cores (see V. Ferronsky et al. Radioisotope research methods in engineering geology and hydrology . - M .: Atomizdat, 1977, p. 168; A.S. N 987554 dated July 28, 81 according to class G 01 V 9/00, published in OB
Использование нескольких цветов индикатора позволяет одновременно проводить закачивание индикатора в разные скважины и однозначно определять в количественном выражении, из какой центральной нагнетательной скважины мигрировал индикатор. Использование индикатора только одного цвета невозможно (бесперспективно), т. к. приводит к неоднозначности конечных интерпретационных результатов. Закачивание индикатора одного цвета в каждую центральную нагнетательную скважину обусловлено наибольшим охватом фонда исследуемых скважин, что позволяет получить в конечном итоге более адекватную площадную картину жидкофазных миграционных процессов в пласте с аномально низким давлением. The use of several colors of the indicator allows simultaneous injection of the indicator into different wells and unambiguously determines in quantitative terms from which central injection well the indicator has migrated. Using an indicator of only one color is impossible (unpromising), because it leads to ambiguity in the final interpretative results. The injection of a single color indicator into each central injection well is due to the largest coverage of the well stock under study, which ultimately allows a more adequate areal picture of the liquid-phase migration processes in the formation with an abnormally low pressure.
Наблюдательная скважина выполняет роль не только места отбора проб жидкости, но и "ловушки" для тонкодисперсного индикатора, состоящего из микрогранул заданного цвета. При миграции в пласте-коллекторе индикатор согласно уравнению Чена (см. Монин А.С., Яглом А.М. Статистическая гидромеханика. Механика турбулентности. - М.: Недра, 1965, - 639 с.) находится в седиментационной устойчивости, хотя и характеризуется меньшей плотностью микрогранул по сравнению с пластовой жидкостью. Это обеспечивается микропульсациями как во времени, так и в пространстве скорости подземного потока. При пересечении подземным потоком ствола скважины его скорость резко уменьшается (в раз) за счет увеличения эффективного сечения фильтрации и затухают микропульсации скорости. В таких условиях индикатор становится седиментационно неустойчивым и за счет меньшей плотности и незначительного диаметра микрогранулы всплывают вверх, накапливаясь на уровне жидкости.An observation well plays the role of not only a fluid sampling point, but also a “trap” for a finely dispersed indicator consisting of microgranules of a given color. When migrating in the reservoir, the indicator according to Chen's equation (see Monin AS, Yaglom AM Statistical hydromechanics. Turbulence mechanics. - M .: Nedra, 1965, - 639 s.) Is in sedimentation stability, although characterized by a lower density of microgranules in comparison with the reservoir fluid. This is ensured by micropulsations both in time and in the space of the velocity of the underground stream. When an underground stream crosses a wellbore, its speed decreases sharply (in times) by increasing the effective cross-section of the filtration and attenuating the micropulsation rate. Under such conditions, the indicator becomes sedimentationally unstable and, due to its lower density and insignificant diameter, microgranules float upward, accumulating at the liquid level.
Степень дисперсности микрогранул индикатора подбирают таким образом, чтобы время всплывания микрогранулы в интервале перфорации фильтра наблюдательной скважины или в интервале пласта, не обсаженного эксплуатационной колонной, tвспл max, определяемое по уравнению Стокса, было меньше или равно времени, необходимого для пересечения подземным потоком жидкости ствола скважины, tпп, т.е.The degree of dispersion of the indicator microgranules is selected in such a way that the time for the microgranules to emerge in the interval of the perforation filter of the observation well or in the interval of the reservoir not cased by the production string, t pop max , determined by the Stokes equation, is less than or equal to the time required for the underground fluid to cross the barrel wells, t pp , i.e.
tвспл max ≅ tпп или
При получении микрогранул индикатора по размерам более установленной максимальной нормы часть индикатора уйдет вместе с потоком пластовой жидкости из ствола наблюдательной скважины, что приведет к искажению значений исследования.t float max ≅ t pp or
Upon receipt of indicator microbeads in sizes larger than the established maximum norm, a part of the indicator will go away together with the flow of formation fluid from the observation well bore, which will lead to a distortion of the study values.
При получении микрогранул индикатора по размерам менее установленной минимальной нормы возможно достижение технического результата (т.е. осуществляется полное всплытие микрогранул), но на получение микрогранул индикатора производятся дополнительные энергетические и временные затраты, что экономически нецелесообразно. Upon receipt of indicator microbeads in sizes less than the established minimum norm, a technical result is possible (i.e., the microbeads are fully surfaced), but additional energy and time costs are incurred to obtain indicator microbeads, which is not economically feasible.
Поликонденсационная смола, являющаяся основной составляющей частью микрогранул индикатора характеризуется инертностью по отношению к пластовым жидкостям (вода, нефть, конденсат) и породам, т.е. не вступает с ними в реакции, которые могут повлечь изменение его свойств. Polycondensation resin, which is the main component of indicator microgranules, is characterized by inertness with respect to formation fluids (water, oil, condensate) and rocks, i.e. does not enter into reactions with them, which may entail a change in its properties.
Смешение индикатора с пластовой жидкостью в соотношении об. частей, равном 0,0004: 1, нецелесообразно ввиду получения большой степени разбавления, что приведет к нечувствительности способа. Mixing indicator with formation fluid in a ratio of vol. parts equal to 0,0004: 1, impractical due to the receipt of a large degree of dilution, which will lead to insensitivity of the method.
Смешение индикатора с пластовой жидкостью в соотношении об. частей, равном 0,002 - 1, приведет к коагулированию микрогранул, их агломерации и выпадению в осадок с потерей степени дисперсности. Mixing indicator with formation fluid in a ratio of vol. parts equal to 0.002 - 1 will lead to coagulation of the microgranules, their agglomeration and precipitation with loss of degree of dispersion.
Время начала отбора первой пробы характеризует минимальный временной интервал, через который может подойти "лобная" часть концентрационной волны индикатора. При выборе временного интервала меньше чем по предлагаемой расчетной формуле получают заведомо "нулевые" значения концентрации индикатора. В приведенных примерах реализации способа получение "нулевых" концентраций индикатора в первых пробах говорит о вариации по площади скорости миграции пластовых жидкостей и не влияет на универсальность этой формулы. The start time of the first sampling characterizes the minimum time interval through which the “frontal” part of the concentration wave of the indicator can come. When choosing a time interval less than the proposed calculation formula, obviously "zero" values of the indicator concentration are obtained. In the above examples of the method, obtaining "zero" concentrations of the indicator in the first samples indicates a variation in the area of the rate of migration of formation fluids and does not affect the universality of this formula.
Частота отбора проб пластовой жидкости определяется по выражению, которое учитывает длину концентрационной волны индикатора и удовлетворяет неравенству Котельникова (см. Канасевич Э.Р. Анализ временных последовательностей в геофизике. - М.: Недра, 1985, - 300 с.) о количестве точек на концентрационной волне, необходимых для достаточного ее описания. Определенная таким образом частота отбора проб пластовой жидкости обеспечивает оптимальность исследования жидкофазных динамических процессов в пластах с аномально низким давлением. The frequency of sampling reservoir fluid is determined by an expression that takes into account the concentration wavelength of the indicator and satisfies Kotelnikov’s inequality (see Kanasevich ER, Analysis of Time Sequences in Geophysics. - M .: Nedra, 1985, - 300 p.) On the number of points on concentration wave necessary for its sufficient description. The formation fluid sampling frequency thus determined ensures the optimal study of liquid-phase dynamic processes in formations with abnormally low pressure.
При частоте отбора проб, меньшей предлагаемой расчетной, получают неполное описание концентрационной волны с потерей одной из ее частей, что приведет к искажению полученных значений емкостно-фильтрационных свойств. Частота отбора проб, большая предлагаемой расчетной, экономически нецелесообразна. When the sampling frequency is lower than the proposed calculation, an incomplete description of the concentration wave is obtained with the loss of one of its parts, which will lead to a distortion of the obtained values of capacitance-filtration properties. The sampling frequency, which is higher than the proposed estimate, is not economically feasible.
Представленная формула определения времени отбора проб полностью характеризует концентрационную волну индикатора, регистрируемую в каждой наблюдательной скважине. Максимальные запредельные значения от расчетной величины только приведут к получению "нулевых" результатов. The presented formula for determining the sampling time fully characterizes the concentration wave of the indicator recorded in each observation well. The maximum transcendental values of the calculated value will only lead to the "zero" results.
Пересчет концентрации аналогичного индикатора, ранее поступившего в призабойную зону пласта, через концентрацию, определенную в пробе жидкости, отобранной с уровня j-й наблюдательной скважины, позволяет повысить достоверность исследований за счет того, что:
- в подземный поток жидкости в пласте с аномально низким пластовым давлением не вносится искажение, обусловленное наличием устройства для отбора проб жидкости в интервале перфорации фильтра или мощности пласта, не обсаженного эксплуатационной колонной;
- не допускается пропуск прохождения концентрационной волны (или ее части) через поперечное сечение ствола скважины, что особенно актуально для глубоких скважин с высоким столбом жидкости в стволе, так как в таких условиях затрачивается значительное время на спуск устройства для отбора проб жидкости в зону перфорации и последующий его подъем;
- так как наблюдательная скважина используется как "ловушка" для данного вида индикатора, то способ применим при больших значениях разбавления (до 1013 раз) стартовых порций, т.е. по своей чувствительности он приближается к способам, в которых в качестве индикатора используют радиоактивные элементы.Recalculation of the concentration of a similar indicator, which had previously entered the bottomhole formation zone, through the concentration determined in the fluid sample taken from the level of the j-th observation well, allows to increase the reliability of studies due to the fact that:
- no distortion is introduced into the underground fluid flow in the reservoir with an abnormally low reservoir pressure due to the presence of a device for sampling fluid in the interval of filter perforation or reservoir thickness not cased by the production string;
- the passage of the concentration wave (or part thereof) through the cross section of the wellbore is not allowed, which is especially important for deep wells with a high column of fluid in the wellbore, since under such conditions considerable time is spent on lowering the device for sampling fluid into the perforation zone and its subsequent rise;
- since the observation well is used as a “trap” for this type of indicator, the method is applicable for large dilution values (up to 10 13 times) of the starting portions, i.e. in its sensitivity, it approaches methods in which radioactive elements are used as an indicator.
За отрезок времени между ближайшими отборами проб через j-й наблюдательной скважины на момент времени tij-к пройдет объем пластовой жидкости, равный
где Qпл - объем пластовой жидкости, прошедшей через ствол j-й наблюдательной скважины за отрезок времени между ближайшими отборами проб, м3;
Sф - фактическая площадь половины поверхности скважины в интервале перфорации фильтра или в интервале пласта, не обсаженного эксплуатационной колонны, м2,
из которого выделяется индикатор, количество которого составит
где Mij-к - количество индикатора, выделившегося из Qпл, микрогранулы.During the time interval between the nearest sampling through the j-th observation well at the time t ij-k, the volume of reservoir fluid equal to
where Q PL - the volume of reservoir fluid that passed through the barrel of the j-th observation well for the length of time between the nearest sampling, m 3 ;
S f - the actual area of half the surface of the well in the interval of perforation of the filter or in the interval of the reservoir, not cased production casing, m 2 ,
from which an indicator stands out, the amount of which will be
where M ij-k - the amount of indicator released from Q PL microgranules.
За этот же отрезок времени на момент времени t
Приравняв два последних равенства, найдем концентрацию индикатора, Cij, в подземном потоке на момент времени tij-к
В окончательном виде, учтя, что
получим формулу (1).For the same period of time at time t
Equating the last two equalities, we find the concentration of the indicator, C ij , in the underground stream at time t ij-к
In final form, considering that
we obtain the formula (1).
Определение емкостно-фильтрационных параметров осуществляют согласно известным методам обработки результатов индикаторных исследований жидкофазных динамических процессов в пластах (см., например, Луклер Л., Шестаков В.М. Моделирование миграции подземных вод. - М.: Недра, 1986, - 208 с.). The determination of capacitance-filtration parameters is carried out according to well-known methods of processing the results of indicator studies of liquid-phase dynamic processes in the reservoirs (see, for example, L. Lukler, V.M. Shestakov, Modeling groundwater migration. - M .: Nedra, 1986, - 208 p. )
Более подробно сущность заявляемого изобретения описывается следующим примером. In more detail, the essence of the claimed invention is described by the following example.
Пример
1. Приготовление микрогранул индикатора
Поликонденсационную смолу: меламиноформальдегидную смолу или меламиномочевиноформальдегидную (действие в составе идентичное) смешивают с ацетоном и органическим люминесцирующим веществом: флуоресцеином (индикатором зеленого цвета) или родамином B (индикатором красного цвета, можно осуществить смешивание и с др. индикаторами: голубого и желтого цветов. Действие индикаторов к-ых цветов по заявляемой технологии идентичное) в соотношении мас. ч. , равном 1 : 1 : 0,1 соответственно, до образования однородной массы, которая отверждается в течение 24 часов. Полученную твердую массу измельчают на шаровой мельнице (LE-101,1 Венгрия) и просеивают до фракции не более 2 мм. Порошок смешивают с растворами аммиака и анионогенного поверхностно-активного вещества марки "Кристалл" в соотношении мас. ч., равном 1 : 0,6 : 0,05 соответственно. Далее производят помол на шаровой мельнице (LE-101,1 Венгрия) до рассчитанной степени дисперсности (о чем см. далее).Example
1. Preparation of indicator microspheres
Polycondensation resin: melamine-formaldehyde resin or melamine-urea-formaldehyde resin (the composition is identical) is mixed with acetone and an organic luminescent substance: fluorescein (green indicator) or rhodamine B (red indicator, you can mix with other indicators: blue and yellow. indicators of the colors of the claimed technology is identical) in the ratio of wt. hours, equal to 1: 1: 0.1, respectively, until a homogeneous mass is formed, which cures within 24 hours. The resulting solid mass is ground in a ball mill (LE-101.1 Hungary) and sieved to a fraction of not more than 2 mm. The powder is mixed with solutions of ammonia and anionic surfactant brand Crystal in the ratio of wt. hours equal to 1: 0.6: 0.05, respectively. Next, grinding is done on a ball mill (LE-101.1 Hungary) to the calculated degree of dispersion (see below).
На фиг. 1 представлен график зависимости дисперсности микрогранул индикатора от времени помола, аппроксимирующийся выражением
tпом = -5,7998ln(dмг) - 35,853,
где tпом - время помола поликонденсационной смолы в шаровой мельнице, необходимое для достижения дисперсности микрогранул (dмг), ч.In FIG. 1 is a graph of the dispersion of the indicator microgranules from the grinding time, approximated by the expression
t pom = -5.7998ln (d mg ) - 35.853,
where t pom is the grinding time of the polycondensation resin in a ball mill, necessary to achieve the dispersion of microspheres (d mg ), h
Осредненная плотность микрогранул индикатора, γмг, - 800 кг/м3. Форма микрогранул близка к сферической.The average density of indicator microgranules, γ mg , is 800 kg / m 3 . The shape of the microgranules is close to spherical.
2. Исследование жидкофазных динамических процессов в пластах с аномально низким давлением
Исследования проведены на Совхозной площади Оренбургской области в надпродуктивной толще (терригенной толще пород, залегающей над подземным хранилищем газа) во II и IV пластах.2. The study of liquid-phase dynamic processes in formations with abnormally low pressure
The studies were conducted on the state farm area of the Orenburg region in the super-productive stratum (terrigenous strata of rocks lying above the underground gas storage) in layers II and IV.
Породы-коллекторы II и IV пластов представлены песками;
коэффициент открытой пористости, m, 0,15;
пластовые воды, относящиеся к хлоридно-натриевому типу, имеют плотность, γж, кг/м3, 1008;
истинная скорость потоков подземных вод, Vпл (по данным гидродинамических исследований), м/мин, 0,006; м/с, 0,0001;
минимальный размер поровых каналов песков II и IV пластов, dпор (по результатам анализа керна), мкм, 15;
толщина слоя связанной воды, hсв, мкм, 0,25;
максимальная длина интервала перфорации фильтра или мощность пласта, необсаженного эксплуатационной колонной, наблюдательных скважин, hин max, м, 15;
минимальный внутренний диаметр наблюдательных скважин, dскв min, мм, 152.Collector rocks of formations II and IV are represented by sand;
open porosity coefficient, m, 0.15;
formation water related to the sodium chloride type, have a density, γ W , kg / m 3 , 1008;
true groundwater flow rate, V pl (according to hydrodynamic studies), m / min, 0.006; m / s, 0.0001;
the minimum size of the pore channels of the sands of the II and IV formations, d pores (according to the results of core analysis), microns, 15;
the thickness of the layer of bound water, h St , microns, 0.25;
maximum length of the filter perforation interval or reservoir thickness, uncased production casing, observation wells, h in max , m, 15;
minimum internal diameter of observation wells, d well min , mm, 152.
Для данных условий диаметр микрогранул индикатора любого цвета выбирают из неравенства
3,2·10-6 < dмг < 14,5·10-6
и готовят индикатор, диаметр микрогранул которого составляет 5·10-6 м.For these conditions, the diameter of the indicator microgranules of any color is chosen from the inequality
3.2 · 10 -6 <d mg <14.5 · 10 -6
and prepare an indicator, the diameter of the microgranules of which is 5 · 10 -6 m
Для чего осуществляют помол в течение времени, равного
tпом = -5,7998(5·10-6)-35,853 = 34,99 35 ч
Далее суспензию индикатора в количестве 0,007 м3 смешивают с 7 м3 пластовой воды, осуществляя соотношение об. ч. , равное 0,001 - 1 соответственно.Why carry out grinding for a time equal to
t pom = -5.7998 (5 · 10 -6 ) -35.853 = 34.99 35 h
Next, a suspension of the indicator in an amount of 0.007 m 3 is mixed with 7 m 3 of produced water, realizing a ratio of vol. hours equal to 0.001 - 1, respectively.
Исходя из системы расположения наблюдательных скважин по площади - четырехточечная неравномерная, выбирают из множества нагнетательных скважин две центральные нагнетательные скважины, расположенные в двух горизонтах: скважина N 2К - пласт II (см. фиг. 2, на которой представлена схема расположения центральной нагнетательной и наблюдательных скважин, а также схема направлений движения жидкофазных потоков по площади II пласта) и скважина N 7КР - пласт IV (см. фиг. 3, на которой представлена схема расположения центральной нагнетательной и наблюдательных скважин, а также схема направлений движения жидкофазных потоков по площади IV пласта). Based on the four-point non-uniform arrangement of the observation wells by area, two central injection wells located in two horizons are selected from the set of injection wells: well
При помощи цементосмесительного агрегата ЦА-320М закачивают полученную взвесь индикатора красного цвета (родамин 200B, шифр цвета, k-1) с пластовой жидкостью, объемом 7,007 м3 через центральную нагнетательную скважину N 2К (интервал перфорации 84-91 м) во II пласт. Стартовая концентрация индикатора составляет 1013 микрогранул/м3.Using a cement mixing unit CA-320M, the obtained suspension of a red indicator (rhodamine 200B, color code, k-1) with formation fluid with a volume of 7.007 m 3 through a central injection well
При помощи ЦА-320М закачивают полученную взвесь индикатора зеленого цвета (флуоресцеин, шифр цвета, k-2) с пластовой жидкостью, объемом 7,007 м3 через центральную нагнетательную скважину N 7КР (интервал перфорации 420-427 м) в IV пласт. Стартовая концентрация индикатора составляет 1013 микрогранул/м3.Using CA-320M, the obtained suspension of the green indicator (fluorescein, color code, k-2) and formation fluid with a volume of 7.007 m 3 is pumped through a central injection well N 7КР (perforation interval 420-427 m) into reservoir IV. The starting concentration of the indicator is 10 13 microgranules / m 3 .
Пробы воды отбирают с уровня скважинной жидкости желонкой ГГП-20 из наблюдательных скважин: скважины N 1, 2, 3, 4 - пласт II, скважины N 5, 6, 7, 8 - пласт IV. Water samples are taken from the level of the wellbore fluid using the GGP-20 borehole from observation wells:
Для удобства, сведения и расчетные данные по каждой наблюдательной скважине 2-х пластов представлены в таблице N 1. For convenience, information and calculated data for each observation well of 2 layers are presented in table No. 1.
Иллюстрация конкретных расчетов по скважине N 1. Illustration of specific calculations for
Определяют временной интервал, через который отбирают первую пробу с уровня скважинной жидкости
Первый отбор пробы воды с уровня в скважине осуществляют через 4664 мин после запуска взвеси индикатора красного цвета в скважину N 2K.The time interval through which the first sample is taken from the level of the borehole fluid is determined
The first sampling of water from the level in the well is carried out after 4664 min after the suspension of the red indicator suspension in
Определяют частоту отбора проб пластовой жидкости
Отбор каждой последующей пробы воды с уровня скважинной жидкости осуществляют через каждые 578 мин.Determine the frequency of formation fluid sampling
Each subsequent water sample is taken from the level of the well fluid every 578 minutes.
Определяют время окончания отбора проб воды с уровня скважинной жидкости
Последняя проба воды с уровня скважинной жидкости будет отобрана через 15149 мин после запуска индикатора красного цвета в скважину N 2K.Determine the end time of water sampling from the level of the well fluid
The last water sample from the borehole fluid level will be taken 15149 min after the start of the red indicator in
В отобранных пробах воды определяют содержание индикатора, фильтруя пробу через мелкопористый фильтр "Владипор" с диаметром пор 0,4 мкм. На мелкопористом фильтре проводят количественное определение микрогранул индикатора каждого цвета с помощью люминесцентного микроскопа "Люмам-Р2". In selected water samples, the indicator content is determined by filtering the sample through a fine-porous Vladipor filter with a pore diameter of 0.4 μm. On a fine-porous filter, the microgranules of the indicator of each color are quantified using a Lumam-P2 luminescent microscope.
Идентификацию индикатора проводят по пяти параметрам: 1) цвету микрогранул, 2) форме микрогранул, 3) характеру поверхности микрогранул, 4) интенсивности свечения, 5) размеру микрогранул. В наиболее сложных случаях применяют количественную флюориметрию, реализуемую с помощью люминесцентно-микроскопической посадки ФМЭЛ-1А, при этом в качестве спектроанализатора используют фотомножитель ФЭУ-79 с набором светофильтров СС 15, КС 11, ОС 11, НС 10, ЗС 12, ЗС 1, УФС 6-3, УФС 6-5, ФС 1-1, ФС 1-2, ФС 1-4, ФС 1-6, СС 15-2, СС 15-4, СЗС 24-4, СЗС 21-2. В качестве источника ультрафиолетового излучения используют ртутную лампу СВДШ-250. The indicator is identified by five parameters: 1) the color of the microgranules, 2) the shape of the microgranules, 3) the nature of the surface of the microgranules, 4) the intensity of the glow, 5) the size of the microgranules. In the most difficult cases, quantitative fluorimetry is used, which is realized using a fluorescence-microscopic fit FMEL-1A, while an FEU-79 photomultiplier with a set of
В скважине N 1 было отобрано 20 проб воды с уровня скважинной жидкости. Результаты определения в этих пробах индикатора красного цвета представлены в таблице N 2. In
По величинам концентраций индикатора красного цвета в пробах воды, отобранных с уровня скважинной жидкости, были определены соответствующие им концентрации аналогичного индикатора, ранее поступившего в призабойную зону пласта. Для удобства, сведения о концентрации индикатора красного цвета, поступившего в призабойную зону скважины N 1, также представлены в таблице N 2 и на фиг. 4 (на фиг. 4 показан график изменения концентрации индикатора красного цвета в пластовых условиях в призабойной зоне наблюдательной скважины N 1 от времени). Коэффициент разбавления равен 1,02·109. Исследования скважин N 2, 3, 4 показали отсутствие индикатора красного цвета за расчетное время во всех пробах, отобранных с уровня скважинной жидкости.According to the values of the concentrations of the red indicator in water samples taken from the level of the wellbore fluid, the corresponding concentrations of a similar indicator that had previously entered the bottomhole formation zone were determined. For convenience, information on the concentration of the red indicator that entered the bottomhole zone of the
Иллюстрация конкретных расчетов по скважине N 7. Illustration of specific calculations for
Определяют временной интервал, через который отбирают первую пробу с уровня скважинной жидкости. The time interval through which the first sample is taken from the level of the well fluid is determined.
Первый отбор пробы воды с уровня в скважине осуществляют через 8177 мин после запуска взвеси индикатора зеленого цвета в скважину N 7КР.
The first sampling of water from a level in the well is carried out 8177 minutes after the suspension of the green indicator is launched into well N 7КР.
Определяют частоту отбора проб пластовой жидкости
Отбор каждой последующей пробы воды с уровня скважинной жидкости осуществляют через каждые 1175 мин.Determine the frequency of formation fluid sampling
Each subsequent water sample is taken from the level of the well fluid every 1175 minutes.
Определяют время окончания отбора проб воды с уровня скважинной жидкости
Последняя проба воды с уровня скважинной жидкости будет отобрана через 25663 мин после запуска индикатора зеленого цвета в скважину N 7КР.Determine the end time of water sampling from the level of the well fluid
The last water sample from the level of the borehole fluid will be taken 25663 minutes after the start of the green indicator in well N 7КР.
В скважине N 7 было отобрано 14 проб воды с уровня скважинной жидкости. In
Результаты определения в этих пробах индикатора зеленого цвета представлены в таблице N 3. По величинам концентраций индикатора зеленого цвета в пробах воды, отобранных с уровня, были определены соответствующие им концентрации аналогичного индикатора, ранее поступившего в призабойную зону пласта скважины N 7 (см. также таблицу N 3). Коэффициент разбавления равен 1,46·109. Исследования скважин N 5, 6, 8 показали отсутствие индикатора зеленого цвета за расчетное время во всех пробах, отобранных с уровня скважинной жидкости.The results of determining the green indicator in these samples are presented in Table No. 3. Using the values of the green indicator concentrations in the water samples taken from the level, the corresponding concentrations of a similar indicator that had previously entered the bottom-hole zone of
Межпластовые жидкофазные динамические процессы
Иллюстрация конкретных расчетов по скважине N 7
Определяют временной интервал, через который отбирают первую пробу с уровня скважинной жидкости второй серии отбора проб воды для анализа индикатора красного цвета
Первый отбор пробы воды с уровня в скважине осуществляют через 39760 мин после запуска взвеси индикатора красного цвета в скважину N 2К.Interstratal liquid-phase dynamic processes
Illustration of specific calculations for
The time interval through which the first sample is taken from the level of the well fluid of the second series of water sampling for the analysis of the red indicator is determined
The first sampling of water from a level in the well is carried out 39760 minutes after the suspension of the red indicator in the
Определяют частоту отбора проб пластовой жидкости
Отбор каждой последующей пробы воды с уровня скважинной жидкости осуществляют через каждые 1175 мин.Determine the frequency of formation fluid sampling
Each subsequent water sample is taken from the level of the well fluid every 1175 minutes.
Определяют время окончания отбора проб воды с уровня скважинной жидкости. Determine the end time of water sampling from the level of the well fluid.
Последняя проба (вторая серия) воды с уровня скважинной жидкости будет отобрана через 133046 мин после запуска индикатора красного цвета в скважину N 2К.
The last sample (second series) of water from the borehole fluid level will be taken 133046 min after the start of the red indicator in
В скважине было отобрано 80 проб воды с уровня скважинной жидкости. In the well, 80 water samples were taken from the level of the well fluid.
На фиг. 5 представлен график зависимости концентрации индикатора красного цвета в пробах, отобранных с уровня скважинной жидкости, скважины N 7 от времени с момента его запуска в скважину N 2К. По величинам концентраций индикатора красного цвета в пробах воды, отобранных с уровня, были определены соответствующие им концентрации аналогичного индикатора (красного цвета), ранее поступившего в призабойную зону пласта скважины N 7. In FIG. 5 is a graph of the concentration of the red indicator in samples taken from the level of the wellbore fluid, well
На фиг. 6 представлен график зависимости концентрации индикатора красного цвета в пластовых условиях в призабойной зоне скважины N 7 от времени с момента его запуска в скважину N 2К. Коэффициент разбавления равен 1,18·1011.In FIG. 6 is a graph of the concentration of the red indicator under reservoir conditions in the bottomhole zone of
В наблюдательных скважинах N 1, 2, 3, 4, вскрывших II пласт, в пробах воды индикатор зеленого цвета, закачанного в скважину N 7КР в IV пласт, не установлен. Это свидетельствует об отсутствии перетоков воды из IV пласта во II пласт надсолевого комплекса Совхозной площади. In
Индикатор красного цвета, закачанный во II пласт через скважину N 2К, был зафиксирован только в пробах воды из наблюдательной скважины N 7, вскрывшей IV пласт. В пробах воды, отобранных с уровня наблюдательных скважин N 5,6,8 (IV пласт), индикатор красного цвета не установлен. Это свидетельствует о межпластовых перетоках из II пласта в IV по направлению от центральной нагнетательной скважины N 2К к наблюдательной скважине N 7, вероятно, по техногенным путям миграции. The red indicator, pumped into reservoir II through well No. 2K, was recorded only in water samples from observation well No. 7, which opened reservoir IV. In water samples taken from the level of
Наиболее характерными параметрами емкостно-фильтрационных свойств пластов являются проницаемость и истинная скорость потока подземной жидкости. Для их определения по известной методике (указанной выше в разделе "сущность изобретения") используют всю совокупность значений концентраций индикатора каждого цвета в призабойной зоне в зависимости от времени. По направлению от скважины N 2К к скважине N 1 V
При разбавлениях, приведенных в примере реализации предложенного способа (~ 109 раз), значительное большинство индикаторов не могут быть зафиксированы в пробах жидкости, что обусловлено пределом чувствительности регистрирующей аппаратуры и методов определения. Большинство индикаторов (представленные в прототипе химическая и биологическая группы) могут быть определены в пробах жидкости при разбавлениях только порядка 106 - 107 раз. Таким образом, известный способ (прототип) исследования жидкофазных потоков в приведенных примерах дал бы "нулевые" Cij-к (tij-к), т.е. неверное заключение об отсутствии потоков между скважинами NN 2К и 1, 7КР и 7, 7КР и 1.With the dilutions given in the example of the implementation of the proposed method (~ 10 9 times), the vast majority of indicators cannot be recorded in liquid samples, which is due to the sensitivity limit of the recording equipment and determination methods. Most indicators (the chemical and biological groups represented in the prototype) can be determined in liquid samples with dilutions of only about 10 6 - 10 7 times. Thus, the known method (prototype) of studying liquid-phase flows in the examples given would give “zero” C ij-k (t ij-k ), i.e. wrong conclusion about the absence of flows between
В заявляемом техническом решении наблюдательная скважина используется не только как сооружение, в котором отбирают пробы жидкости, и как "ловушка", но и как "усилитель" сигнала прохождения индикатора в призабойной зоне с коэффициентом усиления, пропорционального величине расхода потока подземной жидкости через ствол скважины. In the claimed technical solution, the observation well is used not only as a structure in which fluid samples are taken, and as a "trap", but also as an "amplifier" of the indicator transmission signal in the bottomhole zone with a gain proportional to the flow rate of the underground fluid through the wellbore.
Устройство для отбора глубинных проб пластовой жидкости из интервала перфорации при реализации известного способа, например глубинный пробоотборник проточного типа ПДМ-3М, вносит возмущение в поток пластовой жидкости, мигрирующий поперек ствола скважины, до 8-10%, что приводит к ошибкам при определении емкостно-фильтрационных параметров пород-коллекторов по данным индикаторных исследований, достигающих 10-15% (см. Акулинчев Б.П. Исследование путей повышения информативности гидрогеологических данных опробования глубоких скважин для прогноза нефтегазоносности и поисков залежей нефти и газа (на примере Предкавказья) /Диссертация на соискание ученой степени к.г. -м.н. - Ставрополь: СевКавНИИгаз, 1982, - 152 с.). A device for taking deep samples of formation fluid from a perforation interval when implementing a known method, for example, a PDM-3M flow-through depth sampler, introduces disturbance into the formation fluid flow migrating across the wellbore up to 8-10%, which leads to errors in determining the reservoir filtration parameters of reservoir rocks according to indicator studies reaching 10-15% (see Akulinchev B.P. Study of ways to increase the information content of hydrogeological data from testing deep wells for production petrogas and searches for oil and gas deposits (for example Ciscaucasia) / Dissertation for the degree of KG -m.n. - Stavropol: SevKavNIIgaz, 1982 - 152)..
Кроме того, пропуски части концентрационной волны индикатора при реализации известного способа обусловлены значительными временными затратами, необходимыми для спуска устройства для отбора пластовой жидкости из интервала перфорации фильтра в скважинах с высоким столбом жидкости в стволе и последующего подъема этого устройства на поверхность, которые могут привести к значительным ошибкам при определении сначала концентраций индикатора в призабойной зоне, а затем и к ошибкам, рассчитанным по их величинам емкостно-фильтрационных параметров пластов-коллекторов. Это в известном способе достигается отбором проб пластовой жидкости на поверхности при проведении непрерывной откачки из наблюдательной скважины, что приводит к нарушению естественных жидкофазных миграционных потоков и ставит проблему утилизации отобранной пластовой жидкости. In addition, omissions of a part of the indicator’s concentration wave during the implementation of the known method are caused by significant time costs required for lowering the device for selecting reservoir fluid from the interval of filter perforation in wells with a high fluid column in the well and subsequent lifting of this device to the surface, which can lead to significant errors in determining first the concentration of the indicator in the bottomhole zone, and then to the errors calculated by their values of capacitive-filtration steam meters of reservoirs. This in the known method is achieved by sampling formation fluid on the surface during continuous pumping from an observation well, which leads to disruption of natural liquid-phase migration flows and poses the problem of disposal of the selected formation fluid.
Так, например, на фиг. 4 пунктирной линией показана концентрационная волна индикатора, характеризующая реализацию известного способа (без учета влияния устройства для отбора проб жидкости на результаты индикаторных исследований) в конкретных условиях Совхозной площади при использовании в качестве индикатора изотопов водорода и кислорода, которые являются наиболее работоспособными (информативными) при больших разбавлениях, превышающих 106 - 107 раз. Сопоставляя кривые концентрационных волн индикаторов, полученных при реализации предлагаемого и известного способов, можно отметить следующее:
- концентрационная волна индикатора известного способа является менее дифференцированной, для которой характерны смещения и "размыв" максимума этой волны относительно максимума концентрационной волны по предлагаемому способу;
- концентрационная волна индикатора известного способа характеризуется высотой меньше в 22,2 раза высоты концентрационной волны индикатора предлагаемого способа.For example, in FIG. 4, the dashed line shows the concentration wave of the indicator, characterizing the implementation of the known method (without taking into account the influence of the device for sampling liquid on the results of indicator studies) under the specific conditions of the state farm area when using isotopes of hydrogen and oxygen, which are the most efficient (informative) at large dilutions exceeding 10 6 - 10 7 times. Comparing the curves of the concentration waves of the indicators obtained during the implementation of the proposed and known methods, the following can be noted:
- the concentration wave of the indicator of the known method is less differentiated, which is characterized by displacement and "erosion" of the maximum of this wave relative to the maximum of the concentration wave according to the proposed method;
- the concentration wave of the indicator of the known method is characterized by a height less than 22.2 times the height of the concentration wave of the indicator of the indicator of the proposed method.
Таким образом, определенные емкостно-фильтрационные свойства пластов-коллекторов по известному способу при реализации в пластах с аномально низким пластовым давлением содержат значительный процент ошибки. Thus, certain capacitance-filtration properties of reservoirs by a known method when implemented in formations with abnormally low reservoir pressure contain a significant percentage of error.
Claims (2)
где hин max - длина интервала перфорации фильтра наблюдательной скважины, выбранная из условия максимальности из ряда наблюдательных скважин или мощность пласта, необсаженного эксплуатационной колонной в наблюдательной скважине, выбранная из условия максимальности из ряда наблюдательных скважин, м;
m - коэффициент открытой пористости, д.ед.;
Vпл - истинная скорость потока подземной жидкости, м/мин;
γж - плотность пластовой жидкости, кг/м3;
dскв min - внутренний диаметр наблюдательной скважины, выбранный из условия минимальности из ряда наблюдательных скважин, м;
g - ускорение свободного падения, м/с2;
Re - число Рейнольдса для подземных жидкостей;
γмг - плотность микрогранул индикатора каждого цвета, кг/м3;
dмг - диаметр микрогранул индикатора каждого цвета, м;
dпор - минимальный размер поровых каналов пород-коллекторов, м;
hсв - толщина слоя связанной жидкости, м,
смешивают с отобранным объемом пластовой жидкости в соотношении об.ч., равном 0,0005 : 0,001 - 1 соответственно, а из множества нагнетательных скважин выбирают центральные нагнетательные скважины, расположенные в одном или нескольких горизонтах исходя из системы расположения наблюдательных скважин по площади, и в каждую из них закачивают полученную взвесь индикатора одного цвета в пластовой жидкости, определяют временной интервал, через который отбирают первую пробу с уровня скважинной жидкости из каждых наблюдательных скважин, расположенных в одном или нескольких горизонтах, по формуле
tlj-к = в lj-к/Vпл + tвспл.j,
где tlj-к - временной интервал, через который отбирают первую пробу с уровня скважинной жидкости из j-й наблюдательной скважины, мин;
в - коэффициент, учитывающий макродисперсию в "лобной" части волны концентрации индикатора и ошибки определения истинной скорости потока подземной жидкости, д.ед;
lj-к - расстояние от середины интервала перфорации к-й центральной нагнетательной скважины до середины интервала перфорации фильтра или середины пласта-коллектора не обсаженного эксплуатационной колонной, в j-й наблюдательной скважине, м;
tвспл.j - время, необходимое для всплытия микрогранул индикатора от нижних дыр интервала перфорации фильтра или подошвы пласта-коллектора, не обсаженного эксплуатационной колонной, до уровня жидкости в j-й наблюдательной скважине, мин, равное
где hj - высота пластовой жидкости в j-й наблюдательной скважине от нижних дыр интервала перфорации фильтра или подошвы пласта-коллектора, не обсаженного эксплуатационной колонной, j-й наблюдательной скважины, м,
а для каждой наблюдательной скважины определяют частоту отбора проб пластовой жидкости по выражению
Δtj-k= (4Vз.к/mhз.кπ)0,5(6Vпл)-1+tвспл.j,
где Δ tj-к - временной интервал, через который отбирают каждую последующую пробу после первой с уровня скважинной жидкости из j-й наблюдательной скважины, мин;
Vз.к. - объем закачки индикатора к-го цвета в к-ю центральную нагнетательную скважину, м3;
hз.к. - длина интервала перфорации в к-й центральной нагнетательной скважине, через которую введен в пласт индикатор к-го цвета, м,
а время окончания отбора проб для каждой наблюдательной скважины находят по формуле
где tΣj-k - время окончания отбора проб для j-й наблюдательной скважины, мин;
в' - коэффициент, учитывающий макродисперсию в "хвостовой" части волны концентрации индикатора и ошибки определения истинной скорости потока подземных жидкостей, д.ед.,
причем в каждой отобранной пробе определяют концентрацию индикатора каждого цвета, находят соответствующую ей концентрацию аналогичного индикатора, ранее поступившего в призабойную зону пласта, по формуле
где Cij (tij-к) - концентрация в призабойной зоне индикатора к-того цвета в i-й пробе, отобранной с уровня скважинной жидкости из j-й наблюдательной скважины, микрогранулы / м3, причем tij-к определяют из выражения
tij-к= t
где tij-к - время поступления индикатора к-го цвета в призабойную зону, соответствующее времени отбора i-й пробы с уровня скважинной жидкости j-й наблюдательной скважины, мин;
t
hуст - высота устройства для отбора проб скважинной жидкости с уровня j-й наблюдательной скважины, м;
C
C
dуст - внутренний диаметр устройства для отбора проб скважинной жидкости с уровня j-й наблюдательной скважины, м;
V
V
где t
hин.j - длина интервала перфорации фильтра или мощность пласта-коллектора, не обсаженного эксплуатационной колонной j-й наблюдательной скважины, м;
t
и далее по найденному множеству значений изменения концентрации индикатора каждого цвета во времени в призабойной зоне пласта определяют его емкостно-фильтрационные свойства и направления жидкофазных потоков.1. A method for studying liquid-phase dynamic processes in formations with an abnormally low pressure, based on the introduction of indicators in the liquid carrier, each of which is injected into the corresponding injection well, sampling the formation fluid with subsequent interpretation of the results in time, characterized in that the indicators are used several colors, get an indicator of each color in the form of a liquid suspension of microspheres, consisting of a mixture of polycondensation resin and an organic luminescent substance with degree of dispersion, selected from the inequality
where h in max is the length of the filter perforation interval of the observation well, selected from the maximum condition from a number of observation wells or the thickness of the reservoir, an uncased production casing in the observation well, selected from the maximum condition from a series of observation wells, m;
m is the coefficient of open porosity, d.ed .;
V PL - the true flow rate of the underground fluid, m / min;
γ W - the density of the reservoir fluid, kg / m 3 ;
d well min - the internal diameter of the observation well, selected from the minimum condition from a number of observation wells, m;
g is the acceleration of gravity, m / s 2 ;
Re is the Reynolds number for underground fluids;
γ mg — density of indicator microgranules of each color, kg / m 3 ;
d mg is the diameter of the indicator microgranules of each color, m;
d then - the minimum size of the pore channels of the reservoir rocks, m;
h St - the thickness of the layer of bound fluid, m,
mixed with the selected volume of reservoir fluid in a volume ratio of 0.0005: 0.001 - 1, respectively, and from the set of injection wells, central injection wells are located located in one or more horizons based on the area of the observation wells in terms of area, and each of them is injected the obtained suspension of the indicator of the same color in the reservoir fluid, determine the time interval through which the first sample is taken from the level of the wellbore fluid from each observation well located x in one or more horizons, according to the formula
t lj-k = in l j-k / V pl + t float j ,
where t lj-k - the time interval through which the first sample is taken from the level of the wellbore fluid from the j-th observation well, min;
in - coefficient taking into account macrodispersion in the "frontal" part of the indicator concentration wave and errors in determining the true flow rate of the underground liquid, d.ed;
l j-k - the distance from the middle of the perforation interval of the k-th central injection well to the middle of the interval of perforation of the filter or the middle of the reservoir layer without a casing in the j-th observation well, m;
t pop.j is the time required for the indicator microgranules to emerge from the lower holes of the filter perforation interval or the bottom of the reservoir, not cased by the production string, to the fluid level in the j-th observation well, min, equal
where h j is the height of the reservoir fluid in the j-th observation well from the lower holes of the perforation interval of the filter or the bottom of the reservoir, not cased by production casing, j-th observation well, m,
and for each observation well, the sampling frequency of the reservoir fluid is determined by the expression
Δt jk = (4V z.k / mh z.k π) 0.5 (6V pl ) -1 + t pop.j ,
where Δ t j-k - the time interval through which each subsequent sample is taken after the first from the level of the wellbore fluid from the j-th observation well, min;
V c.c. - the injection volume of the indicator of the k-th color in the k-th central injection well, m 3 ;
h c.c. - the length of the perforation interval in the k-th central injection well, through which the indicator of the k-th color, m, is introduced into the formation,
and the sampling end time for each observation well is found by the formula
where t Σj-k is the end time of sampling for the j-th observation well, min;
in '- coefficient taking into account macrodispersion in the "tail" part of the wave concentration of the indicator and errors in determining the true flow rate of underground liquids, unit
moreover, in each sample taken, the indicator concentration of each color is determined, the corresponding indicator concentration of a similar indicator, previously received in the bottomhole formation zone, is found by the formula
where C ij (t ij-k ) is the concentration in the bottom-hole zone of the indicator of the k-th color in the i-th sample, taken from the level of the wellbore fluid from the j-th observation well, micro granules / m 3 , and t ij-k is determined from the expression
t ij-k = t
where t ij-k is the time of arrival of the indicator of the k-th color in the bottomhole zone corresponding to the time of sampling of the i-th sample from the level of the borehole fluid of the j-th observation well, min;
t
h mouth - the height of the device for sampling borehole fluid from the level of the j-th observation well, m;
C
C
d mouth - the inner diameter of the device for sampling well fluid from the level of the j-th observation well, m;
V
V
where t
h in.j is the length of the filter perforation interval or the thickness of the reservoir, not cased by the production casing of the j-th observation well, m;
t
and then, by the found set of values of the change in the concentration of the indicator of each color over time in the bottom-hole zone of the formation, its capacitive-filtration properties and the directions of liquid-phase flows are determined.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99113256/03A RU2164599C2 (en) | 1999-06-17 | 1999-06-17 | Method of investigation of liquid-phase dynamic processes in strata with anomalously low pressure |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99113256/03A RU2164599C2 (en) | 1999-06-17 | 1999-06-17 | Method of investigation of liquid-phase dynamic processes in strata with anomalously low pressure |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2164599C2 true RU2164599C2 (en) | 2001-03-27 |
Family
ID=20221579
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99113256/03A RU2164599C2 (en) | 1999-06-17 | 1999-06-17 | Method of investigation of liquid-phase dynamic processes in strata with anomalously low pressure |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2164599C2 (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8143570B2 (en) | 2003-03-07 | 2012-03-27 | Schlumberger Technology Corporation | Method and apparatus for detecting while drilling underbalanced the presence and depth of water produced from the formation |
RU2548636C2 (en) * | 2010-12-30 | 2015-04-20 | Шлюмберже Текнолоджи Б.В. | Method of tracking of movement of treating liquid in productive formation |
RU2577865C1 (en) * | 2014-11-17 | 2016-03-20 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина (ПАО "Татнефть" им. В.Д. Шашина) | Method of indicating investigation of wells and interwell space |
RU2597395C1 (en) * | 2015-06-29 | 2016-09-10 | Акционерное общество "Зарубежнефть" | Investigation method of hydrocarbon deposits |
RU2597239C1 (en) * | 2015-06-29 | 2016-09-10 | Открытое Акционерное Общество "Зарубежнефть" | Investigation method of hydrocarbon deposits |
RU2685600C1 (en) * | 2018-07-20 | 2019-04-22 | Общество с ограниченной ответственностью "ГеоСплит" | Method for determination of downhole fluid inflows at multi-stage hydraulic fracturing of formation |
RU2791768C1 (en) * | 2022-08-10 | 2023-03-13 | Публичное акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Method of interwell tracer test with a low detection limit containing sodium or potassium salts of 2,4- or 3,5-dinitrobenzoic acids |
-
1999
- 1999-06-17 RU RU99113256/03A patent/RU2164599C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
WAGNER O.R. Journal of petroleum technology, 1977, № 11, с.1410-1416. * |
ФЕРРОНСКИЙ В.И. и др. Радиоизотопные методы исследования в инженерной геологии и гидрогеологии. - М.: Атомиздат, 1977, с.168-207. * |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8143570B2 (en) | 2003-03-07 | 2012-03-27 | Schlumberger Technology Corporation | Method and apparatus for detecting while drilling underbalanced the presence and depth of water produced from the formation |
RU2548636C2 (en) * | 2010-12-30 | 2015-04-20 | Шлюмберже Текнолоджи Б.В. | Method of tracking of movement of treating liquid in productive formation |
RU2577865C1 (en) * | 2014-11-17 | 2016-03-20 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина (ПАО "Татнефть" им. В.Д. Шашина) | Method of indicating investigation of wells and interwell space |
RU2597395C1 (en) * | 2015-06-29 | 2016-09-10 | Акционерное общество "Зарубежнефть" | Investigation method of hydrocarbon deposits |
RU2597239C1 (en) * | 2015-06-29 | 2016-09-10 | Открытое Акционерное Общество "Зарубежнефть" | Investigation method of hydrocarbon deposits |
RU2685600C1 (en) * | 2018-07-20 | 2019-04-22 | Общество с ограниченной ответственностью "ГеоСплит" | Method for determination of downhole fluid inflows at multi-stage hydraulic fracturing of formation |
CN110735632A (en) * | 2018-07-20 | 2020-01-31 | 吉奥斯普里特有限责任公司 | Production logging method after multi-stage hydraulic fracturing based on tracer |
CN110735632B (en) * | 2018-07-20 | 2023-08-18 | 吉奥斯普里特有限责任公司 | Method for production logging after multistage hydraulic fracturing based on tracer |
RU2810391C2 (en) * | 2021-02-11 | 2023-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ГеоСплит" | Method for determining inflow profile of oil and gas producing wells using marker diagnostics |
RU2791768C1 (en) * | 2022-08-10 | 2023-03-13 | Публичное акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Method of interwell tracer test with a low detection limit containing sodium or potassium salts of 2,4- or 3,5-dinitrobenzoic acids |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Cheng et al. | New insights into spontaneous imbibition in tight oil sandstones with NMR | |
Ganat | Fundamentals of reservoir rock properties | |
US9249661B2 (en) | Apparatus and methods for determining commingling compatibility of fluids from different formation zones | |
Xu et al. | Saturation-height and invasion consistent hydraulic rock typing using multi-well conventional logs | |
Vetter et al. | Particle invasion into porous medium and related injectivity problems | |
Himmelsbach et al. | Solute transport processes in a highly permeable fault zone of Lindau fractured rock test site (Germany) | |
Heilweil et al. | Gas‐partitioning tracer test to quantify trapped gas during recharge | |
Agenet et al. | Fluorescent nanobeads: a first step toward intelligent water tracers | |
RU2164599C2 (en) | Method of investigation of liquid-phase dynamic processes in strata with anomalously low pressure | |
US11725509B2 (en) | Robust carbon dots (CD) as an artificial tracer for groundwater studies | |
Wojtanowicz et al. | Experimental determination of formation damage pore blocking mechanisms | |
RU2577865C1 (en) | Method of indicating investigation of wells and interwell space | |
Skalinski et al. | Rock type definition and pore type classification of a carbonate platform, Tengiz Field, Republic of Kazakhstan | |
Parker et al. | Understanding and modeling water free production in transition zones: A case study | |
Motyka et al. | Migration of lignosulfonates in a karstic-fractured-porous aquifer: history and prognosis for a Zn-Pb mine, Pomorzany, southern Poland | |
Haws et al. | Applications of pressure-interference data in reservoir characterization studies, Big Horn basin, Wyoming | |
CN114922616A (en) | Method for determining the inflow profile of oil and gas production wells by marker diagnostics | |
RU2167288C2 (en) | Method of research of gas medium dynamic processes of underground gas storage | |
Maddinelli et al. | Parameter Sensitive Inter-Well Tracers to Map Reservoir Conditions | |
Aguilera | Determination of matrix flow units in naturally fractured reservoirs | |
Al-Rushaid et al. | Downhole Estimation of Relative Permeability With Integration of Formation-Tester Measurements and Advanced Well Logs | |
RU2810391C2 (en) | Method for determining inflow profile of oil and gas producing wells using marker diagnostics | |
Tohidi et al. | Implementing pore size distribution into saturation height function modelling of reservoir rock types: A case study on a carbonate gas reservoir | |
Maldal et al. | Relationship between remaining oil saturation after waterflooding and rock/flow properties at laboratory and reservoir scale | |
Calvache Quesada et al. | Applicability of Single-Borehole Dilution Tests in Aquifers with Vertical Flow |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20030618 |