Розподіл температурипо стовбуру свердловини з метою вирішення геологічних та геолого-промислових

ФЕДЕРАЛЬНА АГЕНЦІЯ З ОСВІТИ

державна освітня установа вищої професійної освіти

«Тюменський державний нафтогазовий університет»

ІНСТИТУТ геології та геоінформатики

з дисципліни «Теоретичні методи геофізичних досліджень свердловин»

на тему «Розподіл температури по стовбуру свердловини з метою вирішення геологічних та геолого-промислових завдань»

Студент гр. ГІСЗС-05

ВСТУП ……………………………………………………………………. 3

1. .Особливості термометрії під час вирішення завдань діагностики. 4

2. ТЕРМОДИНАМІЧНІ ПРОЦЕСИ У СВЕРДЛОВЦІ І В ПЛАСТІ 6

3.Основні ознаки термометрії на вирішення завдань у свердловинах…. 17

Розподіл природного теплового поля в товщі земної кори залежить головним чином від літологічного, тектонічного та гідрогеологічного факторів, на вивченні яких ґрунтується вирішення наступних завдань.

1.Литолого-тектонічні та гідрогеологічні завдання регіональної геології. Ці завдання вирішуються шляхом визначення основних геотермічних параметрів, до яких належать геотермічний градієнт, геотермічний ступінь та щільність теплового потоку. Ці параметри дозволяють: 1) визначати природну температуру порід заданої глибині; 2) корелювати розрізи свердловин за регіональних досліджень; 3) прогнозувати тектонічну будову території, що не вивчена за допомогою буріння; 4) отримувати гідрогеологічну та мерзлотну характеристики досліджуваних районів. Для вирішення цих завдань зазвичай використовують термограми природного теплового поля.

2.Детальне дослідження розрізів свердловин. При вирішенні цієїЗавдання використовуються також матеріали інших геофізичних методів. Для цієї мети визначають теплові властивості порід (теплопровідність або тепловий опір і температуропровідність) за даними термічних досліджень свердловин з тепловим режимом, що встановився або не встановився.

Теплові характеристики у комплексі з іншими петрофізичними параметрами порід дозволяють вирішувати такі завдання: 1) літологічне розчленування свердловин; 2) виявлення колекторів; 3) пошуки корисних копалин. Найбільш доцільно залучати дані термометрії для вивчення глинистих покришок, пошуків колекторів у карбонатних відкладеннях, визначення газоносності карбонатних та тонкошарових піщано-глинистих комплексів. Для цього потрібні діаграми детальної термометрії.

1.Особливості термометрії під час вирішення завдань діагностики

Основним параметром, який несе інформаційне навантаження методом термометрії, є температура. Температура - це енергетичний параметр системи, тому будь-яка зміна системи внаслідок зміни режиму роботи свердловини, зменшення чи збільшення тиску, промивання, порушення цілісності колони тощо. призводить до зміни температури (розподілу температури) у свердловині. Система свердловина - пласт цьому плані є дуже чутливої системою, т.к. на практиці використовуються термометри з високою роздільною здатністю.

Простоюючі. Неперфоровані (контрольні, спостережні та в очікуванні перфорації після буріння) та перфоровані (п'єзометричні, в очікуванні ВРХ).

Чинні. Добувні (фонтанні, ШГН, ЕЦН, газліфтні) та нагнітальні (закачування води, газу, теплоносія).

Освоювані (пробувані). Свердловини після буріння та в ВРХ.

Діагностика свердловину різні періоди "життя" (закінчення, експлуатація, ремонт) має свої особливості. Вони зводяться до того, що розв'язання задачі здійснюється при різних режимах роботи свердловин і, отже, при квазістаціонарних, невстановлених і перехідних температурних полях у свердловинах.

Теплове поле інерційно: для розформування теплового обурення в свердловині потрібен час, що визначається теплофізичними властивостями системи, тривалістю обурення та апаратурою, що застосовується. Тому наступна особливість пов'язана з тим, що (при вимірах) у різні періоди "життя" свердловини на термограмах може відбиватися теплова історія свердловини. Так, при освоєнні після буріння можуть спостерігатися теплові аномалії, пов'язані з бурінням, цементажем, перфорацією тощо; у ремонті можуть спостерігатися аномалії, зумовлені експлуатацією.

Завдання необхідно вирішувати в тривалий час працюючих свердловинах при швидкозмінних процесах, пов'язаних з короткочасністю роботи свердловини, і в тривалий час свердловин, що простоюють. Тому, при розробці методики досліджень необхідно враховувати особливість, пов'язану з тимчасовим фактором. Прийнята на підприємствах технологія освоєння пов'язана із застосуванням компресора та сваба. Дослідження при виклику припливу флюїду в період освоєння проводять при змінних тисках свердловини.

Для освоєння свердловину попередньо спускають НКТ, якими можна проводити дослідження у процесі компресування чи після вилучення сваба.

Необхідність вирішення завдань в інтервалах, перекритих НКТ, виникає також у свердловинах нагнітальних і в свердловинах ЕЦН.

Зміна тиску в системі можна спостерігати не тільки при освоєнні, а й у тривалий час працюючих свердловинах. Відмінності можуть бути у швидкостях(темпах) зміни тиску, що необхідно враховувати. У свердловинах зміна тиску і системи в цілому спостерігається при короткочасній їх зупинці, а потім - пуску. При наповненні надлишкового тиску (розрядки) в міжтрубному просторі перед дослідженням насосних свердловин відбувається відносно швидка зміна тиску в системі.

Освоєння характеризується короткочасним запуском свердловини. Як правило, свердловина перед освоєнням промивається, і найчастіше прісною або опрісненою водою. У таких умовах, якщо з пласта, що освоюється, надходить більш мінералізована вода, в зумпфе свердловин існують умови для виникнення гравітаційної конвекції. Крім того, промивання, залежно від її тривалості, сама порушує теплове поле у свердловині.

Ряд родовищ характеризується високим значенням тиску насичення нафти газом. Це призводить до того, що при експлуатації свердловини працюють із вибійними тисками нижче тиску насичення. У таких умовах у свердловині спостерігаються багатофазні потоки (нафта, газ, вода). При освоєнні свердловин багатофазні потоки можуть, очевидно, виникати і при нижчих тисках насичення, оскільки вибійне тиск тут визначається глибиною спуску НКТ і може бути ще нижче.

Відмінність пластових тисків при одночасно розкритих кількох об'єктах, висока обводненість свердловин при низьких дебітах - це умови, які необхідно враховувати при температурній діагностиці, оскільки вони можуть відбиватися на тепловому полі свердловини.

Ще одна особливість, яку необхідно враховувати під час термічних досліджень, пов'язана з інерційністю термометра. У разі високов'язкої нафти, бруду на стінках свердловини, наявності осаду в зумпфі інерційність приладу може істотно змінюватися, що, у свою чергу,сильно спотворює температурну картину. З іншого боку, інерційність визначає швидкість реєстрації. У будь-якому випадку вона обмежена. При швидкозмінних перехідних процесах в свердловині кінцева швидкість реєстрації температури так само може призводити до спотворення термограм, що реєструються.

Таким чином, існує різноманітність факторів, що впливають на розподіл температури у свердловині. Для достовірного вирішення завдань важливо знати ці чинники та особливості їхнього прояву в конкретних ситуаціях.

2. ТЕРМОДИНАМІЧНІ ПРОЦЕСИ У СВЕРДЛОВЦІ І В ПЛАСТІ

Використання термометрії для вирішення різних промислово-геофізичних завдань ґрунтується на реєстрації стаціонарних, квазістаціонарних та нестаціонарних температурних полів.

Стаціонарні температурні поля реалізуються в свердловинах, що простоюють тривалий час. Такі поля, наприклад, часто реєструються в контрольних та п'єзометричних свердловинах.

Квазистаціонарні температурні поля спостерігаються в процесі вимірювань у фонтанних, насосних, нагнітальних свердловинах, що експлуатуються в постійних тривалий час умовах. Термограми, зареєстровані з інтервалом часу кілька годин, практично повторюють один одного.

Нестаціонарні температурні поля реалізуються у процесі відновлення теплового поля, порушеного бурінням, цементуванням, промиванням, перфорацією та іншими технологічними процесами.

Температурні поля є суттєво нестаціонарними (перехідними) за умов пуску, зупинки, зміни режиму роботи свердловин. Такі умови реалізуються у фонтанних, насосних та нагнітальних свердловинах. Приклад термометрії перехідних температурних полів є вимірювання температури в процесі компресорного освоєння свердловин.