Регистрация / Вход
Прислать материал

Комплексная диагностика состояния нефтегазовых скважин с использованием методов высокоточной термометрии и шумометрии

ФИО
Масленникова Юлия Сергеевна
Surname Name
Maslennikova Yulia
Организация
Казанский федеральный университет
Область наук
Науки о Земле, экология и рациональное природопользование
Название доклада
Комплексная диагностика состояния нефтегазовых скважин с использованием методов высокоточной термометрии и шумометрии
Project title
Сomprehensive analysis of oil and gas wells using high precision temperature and spectral noise logging techniques
Резюме
Доклад посвящен обзору комплекса методов геофизических исследований нефтегазовых скважин, направленных на выявление возможных нарушений конструкции скважины, а также причин нерациональной разработки пластов-коллекторов. Комплексный подход основан на совместном анализе данных высокоточной термометрии и скважинной спектральной шумометрии. Данный подход может быть использован для анализа добывающих и нагнетательных скважин, как в горизонтальных, так и в вертикальных секциях. При этом важное значение имеет качественное планирование исследований, а также обработка замеренных данных современными методами цифрового анализа. В докладе представлены физические основы и особенности указанных технологий, а также примеры исследования реальных скважин.
Ключевые слова
Геофизические исследования скважин, термометрия, шумометрия
Тезисы

Рациональная разработка нефрятых и газовых месторождений является приоритетной задачей всей нефтяной и газовой индустрии. Однако зачастую эксплуатируемые скважины обладают рядом проблем, связанных как с целостностью конструкции, так и с нецелевымы закачками и отборами флюида. Подобные проблемы могут привести к существенному росту затрат на эксплуатацию и обслуживание скважин, а также к возникновению экологических проблем в районе разрабатываемого месторождения.  

Своевременная диагностика техниче­ского состояния скважин с приме­нением современных технологий спо­собствует выявлению потенциальных проблем во вновь пробуренных сква­жинах еще перед перфорированием, а также в скважинах после длительной эксплуатации. Следствием этого могут стать продление сроков безопасной эксплуатации дей­ствующих нефтегазовых скважин и снижение экологических последствий на окружающую среду. Наиболее оперативным и эффективным подходом для решения подобных задач является комплекс методов высокоточной термоме­трии и скважинной шумометрии.

Спектральная шумометрия при­меняется в нефтяной индустрии для определения принимающих и отдающих интервалов пласта, а также для анали­за технического состояния скважины уже не одно десятилетие. Однако недостаточная чувствительность шу­момеров, а также возможность реги­страции шумов только в ограниченной полосе частот приводили к тому, что часть полезной информации терялась, и выводы приходилось делать только по наличию локальных максимумов шумов на определенных глубинах, что приводило к ошибкам в интерпретации и, как следствие, к угасанию интереса к технологии в целом. В последнее время интерес геофизи­ческих компаний к шумометрии вновь возрос в связи с активным развитием электроники и появлением нового поколения акустической аппа­ратуры для измерения акустических шумов в скважине.

Значительные улучшения в приборной части, а именно использование совре­менных электронных компонентов и модернизация сенсора, применение современных математических методов обработки полученных данных и созда­ние на их основе специализированного программно-методического комплекса, позволили шумометрии стать одним из основных методов оценки работы пласта. Наличие широкого диапазона регистрируемых частот и большое количество каналов позволяет не только выявлять интервалы с повы­шенным уровнем акустических шумов, но и дифференцировать их по спек­тральному составу. Например, шумы, генерируемые при движении потока жидкости по стволу скважины или по заколонному пространству, сосредо­точены в более низкой области частот по сравнению с шумами от движения флюида по пласту-коллектору. При этом движение флюида по заколонному пространству, например по трещинам в цементном камне, как правило, по глубине ограничено длиной канала. При увеличении диаметра канала, по которому движется флюид, или при уменьшении скорости потока интен­сивность шума уменьшается. Использование аппарата искусственных нейронных сетей позволило на качественном уровне дифференцировоать состав скважинного флюида по данным шумометрии.

Высокоточная термометрия долгое время являлась одним из ключевых геофизических методов исследования как работы пласта, так и технического состояния скважин. Вы­сокая точность измерений достигается проведением исследований на спуске прибора. При этом температурный дат­чик должен иметь высокое разрешение измерений, порядка 0,001 °C, и время отклика должно составлять не более 1 секунды. Не менее важно позици­онирование датчика температуры. Датчик располагается в нижней части измерительного комплекса для исклю­чения конвективного перемешивания жидкости движением прибора во вре­мя измерения.

Основой интерпретации термограмм является начальное распределение температуры, которая называется геотермой. Она формируется тепловым потоком, идущим из недр Земли. В не­больших пространственных пределах, например в радиусе нескольких кило­метров, восходящий тепловой поток можно считать постоянной величиной. Неравномерное стратиграфическое наслоение различных пород с различ­ными теплопроводностями приводит к тому, что геотерма сложным образом меняется с глубиной.

При длительном простое в скважинах достигается термодинамическое рав­новесие между скважиной и окружаю­щими породами. Поэтому конструкция скважин, включая цемент за колонной, не оказывает существенного влияния на температуру в стволе скважины, замеренную в условиях, когда сква­жина закрыта в течение как минимум нескольких дней. В таких условиях замеренный температурный профиль называется статической температурой.

Отклонение статической температу­ры от геотермы вызвано движением жидкости и газа по пластам, а также коммуникациями между пластами. Поэ­тому при анализе данных термометрии в скважинах исследуются тепловые аномалии, которые обусловлены тер­модинамическими эффектами, вызван­ными движением флюида в пласте и стволе скважины. Таким образом, по форме температурных аномалий на ста­тической температуре можно делать выводы об источниках и направлении перетоков.

Указанные выше подходы в докладе проиллюстрированы рядом примеров с реальных нефтегазовых месторождений, а также на лабораторных данных. 

Summary of the project
The lecture provides an overview of the set of methods for the logging of oil and gas wells, that allow identifying possible problems with a well and completion integrity and reservoir development. An integrated approach is based on a joint analysis of the high precision temperature data and spectral noise logging data. This approach can be used for the analysis of production and injection wells in the horizontal and vertical sections. The most important thing is preparing of the correct proposal for measurements, as well as use of modern data processing techniques. The lecture presents physical basics of presented techniques and examples of real case studies.
Keywords
well logging, temperature analysis, noise logging