Методы контроля в процессе теплового воздействия на пласты

Как уже отмечалось, существует много методов исследования скважин. Все они направлены на получение своевременной и полной информации по разрабатываемому объекту для того, чтобы принимать своевременные меры для осуществления рациональной разработки месторождения, вносить, при необходимости, изменения в использование нефтепромыслового оборудования для подъема жидкости из скважины, проводить геолого-технические мероприятия по регулированию процесса добычи нефти, увеличения или ограничения объемов закачки агента воздействия на залежь, проведения ремонтно-изоляционных работ и так далее. При тепловых методах воздействия на залежь применяют следующие методы исследования:

- геофизические;

- гидродинамические;

- скважинные дебитометрические;

- термодинамические;

- физико-химические.

Геофизические методы исследования, как уже отмечалось основаны на физических явлениях, происходящих в горных породах и насыщающих их флюидах при взаимодействии их с жидкостью скважины и воздействии на них радиоактивного облучения и ультразвука. Геофизические методы исследования дают общую информацию о состоянии горных пород, их параметрах, а также об их изменениях в процессе разработки залежи. В процессе геофизических исследований скважин получают каротажи, которые дают возможность следить за изменением той или иной величины по стволу скважины.

Из множества видов каротажа при тепловых методах чаще всего используют термокаротажи. Термокаротаж позволяет определять температуру по стволу скважины, дифференцировать горные породы по температурному градиенту, то есть по тепловому сопротивлению, что особенно важно при импульсно-дозированных тепловых методах воздействия на пласт. При импульсно-дозированном тепловом воздействии на пласт (ИДТВ), то есть при чередующемся введении в пласт тепла и холодной воды, термокаротаж позволяет получить соответствующую новую информацию (к исходной) о теплоемкости и теплопроводности пластов, определить газонефтяной контакт, зоны утечки тепла через дефектные места в эксплуатационной колонне, зоны поглощения воды и газа и так далее.

Гидродинамические методы исследования при тепловых методах служат для изучения характеристик и состояния притока жидкости к забою скважин при установившихся режимах ее работы. Главными параметрами гидродинамических измерений являются определение дебита жидкости и давлений, а также их изменение в процессе разработки.

Скважинные дебитометрические исследования дают важную информацию, прежде всего, о работающих пластах и пропластках, а на основе этой информации принимаются решения для проведения тех или иных геолого-технических мероприятия по приобщению в число действующих неработающих толщин как в нефтяных, так и в паронагнетательных скважинах. Исследования эти должны рассматриваться с учетом одновременно проводимых в скважинах исследований по состоянии обводненности, давлений, температур (это особенно важно) по стволу и в призабойной зоне скважины и т.д.

Термодинамические исследования при тепловых методах являются главенствующими. Начальная термограмма, замеренная перед пуском скважины в эксплуатацию, позволяет определить естественный температурный фон по стволу скважины в данных конкретных условиях. Термограмма, полученная через определенное время работы скважины в результате соответствующего воздействия на пласт, дает возможность определить работающие и неработающие пропластки, степень теплопотерь по стволу и в призабойной зоне скважины, приемистость нагнетательной скважины, продуктивность в целом и по отдельным пропласткам. При изменении режима ИДТВ, то есть смены агента воздействия от закачки тепла к закачке холодной воды, позволяет находить (определять) эффективную температуру при закачке холодной воды, ниже которой холодную воду необходимо прекратить закачивать, то есть при любом цикле холода и тепла находить эффективные пределы закачки агента воздействия.

Одним из основных факторов рациональной разработки месторождений является систематическое изучение динамики пластового давления и его регулирование в процессе воздействия. На основе систематических наблюдений за изменением пластового давления в скважинах строятся приведенные к отметке ВНК (водонефтяной контакт) карты равных давлений (изобар). По их конфигурации определяют направление фильтрационных потоков и перемещение теплового фронта. Полезную информацию о характере воздействия на пласт дает изучение динамики обводненности добываемой жидкости. Однако использовать эти данные необходимо в комплексе с гидрохимическими картами, построенными в этот же период, так как обводненность скважин может произойти за счет прорыва законтуренных вод, перетока из других горизонтов и так далее.

Химические же анализы вод позволяют сделать заключение об истинных источниках поступления вод.

Физико-химические методы контроля за процессами теплового воздействия на залежь основаны на закономерностях изменения свойств нефти, газа и пластовой воды в процессе разработки.

Наиболее результативными при контроле за разработкой нефтяных залежей признаны оптические методы, основанные на явлении поглощения света нефтью. Значительным изменениям при тепловых методах воздействия подвергаются такие параметры нефти, как вязкость, плотность, содержание асфальтенов, содержание серы и ванадия в асфальтенах и др. По изменению параметров нефти можно охарактеризовать процессы, вызывающие эти изменения, и установить, на каком этапе воздействия находится исследуемая зона залежи. Для площадной характеристики процесса теплового воздействия строят карты изменения того или иного параметра нефти на определенные даты и сравнивают их с начальными или текущими картами предыдущих этапов разработки.

В процессе теплового воздействия в продуктивных пластах под влиянием пароводяной смеси происходит изменение минерализации вод. Эти изменения связаны с основными направляющими движениями фильтрационных потоков нефти, пароводяной смеси, масштабом и интенсивностью процесса теплового воздействия в определенные периоды времени, что позволяет контролировать процесс воздействия на залежь.

Физико-химические процессы, происходящие в пласте, отражаются на составе попутных вод, добываемых вместе с нефтью, и находят свое выражение в обобщенном показателе - минерализации вод. Следовательно, по изменению значений минерализации вод можно судить о направлениях движения фильтрационных потоков от паронагнетательных скважин к добывающим. При определении оптимального объема гидрохимических исследований установлено, что для минерализованных вод (10-15 г/л) гидрокарбонатно-натриевого типа контроль за процессом теплового воздействия осуществляется по сумме С1+НСО₃. Прослеживается четкая связь этого параметра с общей минерализацией во всем диапазоне изучаемых вод. Общей гидрохимической закономерностью процессов теплового воздействия является увеличение минерализации вод, содержания в них С1-иона (С1+НСО₃) по направлению от паронагнетательных скважин к добывающим, а в добывающих, соответственно, - уменьшение этих параметров во времени. Гидродинамический метод является наиболее простым в исполнении и дающим достаточно полную информацию. Его применение дает возможность оперативно и с небольшими затратами определять основные направления движения фильтрационных потоков и выявлять зоны гидрохимического регулирования.

Глава XIX