Выделение обводненных продуктивных пластов в обсаженных

Неперфорированных скважинах

 

Однозначное решение задачи определения интервалов обводнения коллектора геофизическими методами возможно в пластах, хорошо изолированных от ствола скважины, когда исключается взаимодействие между жидкостью, заполняющей скважину, и флюидом, насыщающим поровое пространство коллектора. Исследуемые пласты, разумеется, должны быть изолированы друг от друга, что достигается качественным проведением тампонажа. Наиболее распространены в настоящее время нейтронные методы определения интервалов обводнения пластов ‑ ИННК, ИНГК, ИНК-Т, НГК. Эти методы применяются в нефтяных районах с высокой минерализацией пластовых вод, главным образом в Урало-Поволжье. Сравнительно проста интерпретация результатов по специальным контрольным скважинам и скважинам, отдающим безводную нефть. В последнем случае исследуются интервалы, расположенные выше или ниже эксплуатируемых в данной скважине пластов. Затрубная циркуляция здесь практически исключена, и часто метод НГК может дать надежную информацию о положении ВНК, если изучаются высокопористые коллекторы. Измерения проводятся как в остановленных скважинах в период ремонтов оборудования, так и с помощью малогабаритных приборов в процессе эксплуатации скважины. На рис. 27 приведены результаты исследования контрольной скв. 803 Туймазинского месторождения. Здесь впервые были организованы систематические наблюдения за положением водонефтяного контакта нейтронными методами. Результативность нейтронных методов при определении ВНК зависит от процессов, происходящих в зоне проникновения. В контрольных и других скважинах, простоявших в течение месяца и более после крепления, как правило, на кривых радиометрии отмечается одна граница. Такая граница наблюдается в пластах с подошвенной водой и соответствует верхней границе переходной зоны по БКЗ.

В литологически неоднородных коллекторах по данным одного из нейтронных методов практически невозможно определить интервал обводнения пласта и положение ВНК.

Для достоверности выводов в таких случаях обычно используют данные радиометрии, полученные в период бурения скважины, или, что является наиболее эффективным, применяют несколько нейтронных методов. Для скважин, отдающих безводную нефть в районах с большой минерализацией пластовых вод, учет влияния литологии можно произвести с помощью комплекса НГК ‑ ННК-Т. Нефтеносные пласты с большим водородосодержанием характеризуются пониженными показаниями НГК и ННК-Т, пропластки с меньшим водородосодержанием (пониженной пористостью) ‑ более высокими показаниями.

 

Рис. 27. Определение положения ВНК. Контрольная скв. 803,

Туймазинское месторождение:

1-переходная зона по БКЗ, 2-нефтеносные пласты

 

В водоносных песчаных пластах, насыщенных минерализованной водой, на кривых НГК имеет место противоположная картина ‑ с увеличением пористости показания растут. На кривых ННК-Т водоносные высокопористые насыщенные минерализованной водой пласты отмечаются меньшими, чем низкопористые пласты, значениями регистрируемой интенсивности. Таким образом, конфигурации кривых НГК и ННК-Т в нефтеносных пластах совпадают, а в пластах, где прискважинная зона насыщена хлором, направлены в противоположные стороны. Это позволяет учесть влияние изменения водородосодержания на показания нейтронометрии.

В обводненных скважинах, где возможны заколонные циркуляции воды, основным средством определения интервалов обводнения пластов является комплекс импульсных и стационарных нейтронных методов. Этот комплекс больше всего применяется в районах с высокой минерализацией пластовых вод для изучения неперфорированных интервалов. Примеры удачного сочетания ИННК и ИНГК со стационарными методами при определении ВНК приведены на рис. 28. В этих случаях информация о положении ВНК получена благодаря тому, что вода, движущаяся за обсадной колонной, проникла в исследуемый интервал на небольшую глубину или совсем не проникла в нефтеносную часть пласта. Если бы нефть была вытеснена за пределы глубинности импульсных нейтронных методов, то ВНК не удалось бы отметить. Глубинность ИННК и ИНГК по хлоросодержанию составляет 20 см.

Информация о наличии заколонного движения представляет интерес не только для правильной ориентации ремонтных работ. Без знания возможных причин обводнения скважины исключается правильная интерпретация материалов геофизических исследований при определении положения водонефтяного контакта и интервалов обводнения пласта. Поэтому в комплекс геофизических исследований обводнения нефтяных скважин обязательно включаются средства обнаружения затрубной циркуляции. При удачном выборе комплекса исследований (который зависит от конкретных геолого-промысловых условий) могут одновременно решаться такие задачи, как определение интервалов обводнения пласта и выявление интервалов затрубной циркуляции. Подчеркнем, что в настоящее время это возможно лишь при благоприятных условиях: наличии в скважинах достаточного зумпфа, высокой минерализации пластовых вод.

Существующие методы и модификации определения затрубной циркуляции можно разбить на две большие группы.

К первой группе можно отнести все методы, связанные с принудительной закачкой различных жидкостей в пласты: метод изотопов, методы закачки вод с различной температурой и минерализацией. Для реализации любого из этих методов необходима специальная подготовка скважин, остановка процесса их эксплуатации. Методы закачки, особенно метод изотопов, находят применение при исследовании нагнетательных скважин. Можно применять также закачку пресной воды в пласты с минерализованной водой (или закачку соленой воды в пласты, насыщенные пресной водой), если последние являются предполагаемым источником обводнения скважины вследствие затрубной циркуляции. С помощью серийных термометров при определенных условиях можно выявить интервалы заколонной циркуляции, если закачиваемая жидкость имеет температуру, заметно отличающуюся от температуры пласта. Общим недостатком всех методов закачки является то, что закачиваемая жидкость может не пройти в высоконапорные пласты, являющиеся источником заколонного движения. Поэтому если, например, с помощью метода изотопов установлена затрубная циркуляция, то заключение обычно является однозначным.

Однако если изотопы или другая «меченая» жидкость не прошли в исследуемый интервал, то нельзя делать выводы об отсутствии затрубной циркуляции.

Ко второй группе следует отнести все способы, которые не требуют специальной подготовки при определении интервалов циркуляции, не связаны с остановкой эксплуатации скважины. Измерения при этом, как правило, производятся в процессе эксплуатации скважины. К числу таких способов относятся комплекс стационарных и импульсных методов, сочетание нейтронных методов с термометрией, комплекс гамма-плотнометрии, дебитометрии, термометрии.

Наиболее эффективным средством выявления заколонного движения жидкости в настоящее время является сочетание радиометрии и термометрии. При этом используется нагревание движущейся в пласте и в цементном кольце жидкости, обусловленное эффектом дросселирования. Измерения осуществляются в процессе эксплуатации скважины с помощью высокочувствительных термометров, надежно фиксирующих разность температур порядка 0,05° С. Эффективность термометрии не зависит от минерализации пластовых вод. На рис. 28 приводятся результаты исследований по Татарии и Западной Сибири, где минерализация пластовых вод на порядок меньше, чем в Татарии. Скважина 6010 Ромашкинского месторождения давала и сутки 220 м³ нефти и 40 м³ соленой воды плотностью 1,18 г/см³.

 

Рис. 28. Определение интервалов затрубной циркуляции жидкости

в процессе фонтанирования скважин с помощью

термических и радиометрических методов:

а ‑ скв. 6010, Ромашкинское месторождение; б – скв. 133, З-Сургутская площадь.

1 ‑ интервал перфорации, 2 ‑ интервал затрубной циркуляции.

 

По данным ИНГК и плотнограмме видно, что пласт в интервале перфорации нефтеносен, а вода поступает вследствие заколонного движения из обводненной части пласта в основном по цементному кольцу. О последнем свидетельствует тот факт, что на кривой ИНГК четко отмечается ВНК на глубине 1912 м (рис.28, а), т.е. на 2 м ниже интервала перфорации. Эта информация согласуется с данными электрометрии, полученными ранее, до проведения ИНГК и термических исследований. Ниже интервала перфорации термограмма резко отходит от геотермы. Вместе с тем плотнограмма и термодебитограмма СТД свидетельствуют об отсутствии притоков в зумпфе скважины, которые могли бы быть вызваны нарушением колонны или другими причинами. Следовательно, отклонение температуры в зумпфе скважины от геотермической может быть вызвано только заколонным движением жидкости.

Используется также графическое сопоставление показаний двух временных замеров методами НГК и ННК-Т. Для заведомо необводнившихся продуктивных пластов по 20-30 точкам строят график сопоставления показаний НГК или ННК-Т первичного замера с повторным: рассчитывают среднюю линию I и среднее квадратичное отклонение точек от нее Q, затем проводят эту среднюю линию и ниже и выше нее на расстоянии 2Q проводят линии погрешностей. Если точки изучаемого интервала продуктивного пласта располагаются в области между линиями погрешностей то считается что пласт нефтенасыщен, а если точки располагаются выше области ошибок по НГК или ниже ее по ННК-Т, то пласт считается обводненным.

Кроме того, в некоторых случаях дополнительной информацией об обводнении продуктивного пласта может служить наличие радиогеохимического эффекта, охлаждения разрабатываемого пласта закачиваемыми водами.

Также для выделения обводнившихся продуктивных пластов могут быть использованы результаты исследования широкополостным акустическим методом при условии надежного сцепления цементного камня с породой и колонной.

Кроме того, зарегистрирован новый метод выделения обводнившихся продуктивных пластов, основанный на изменении водородосодержания нефтеносного пласта при воздействии на него сильного акустического поля. При воздействии в нефтеносном пласте из нефти выделяется растворенный газ, который образует пузырьки. Содержание водорода в пласте снижается и на кривых нейтронных методов нефтеносный пласт отмечается повышенными показаниями по сравнению с их значениями до акустического воздействия. В обводненном пласте такой эффект не наблюдается.

 

Контрольные вопросы

1. Каким образом выделяются обводненные продуктивные пласты в обсаженных неперфорированных скважинах?

2. Какие существуют методы для определения затрубной циркуляции флюидов?