+7 (495) 232-07-86

Контроль продвижения фронта воды при помощи гравиметрических датчиков в стволе скважины

Thomas J. Meyer*, компания Lockheed Martin Corporation

Краткая справка

Сравнение результатов периодических измерений силы тяжести в стволе скважины позволяет контролировать продвижение фронта воды в межскважинном масштабе. Способность воспринимать небольшие динамические переходы в минимальные плотностные контрасты, описываемые стандартными задачами OWC, устанавливает эксплуатационные требования к новой скважинной технологии, разрабатываемой компанией Lockheed Martin (Meyer, 2007).

Естественно встает вопрос, касающийся того компонента силы тяжести, за которым лучше всего наблюдать, поскольку миниатюрное интерферометрическое устройство может быть настроено на измерение одной из нескольких составляющих силы тяжести. Вносится на рассмотрение идея измерения дифференциальной силы тяжести, и данные моделирования сравниваются с соответствующими наклонными и поперечными гравитационными градиентами.

Распределенные плотностные контрасты, связанные с постепенным изменением водонасыщенности из-за однородного охвата пласта, показывают, что при измерении дифференциальной гравитации с точностью до 1 мкГал, различимы 50-метровые приращения продвижения, начиная с расстояния 200 м от контрольных скважин. Аналогичным образом, переход от идеального охвата пласта до разрыва наблюдается на удалении 130 м. Соответствующие сигналы продольного и поперечного градиентов подуровня Eötvös считаются неразличимыми.

Результаты измерения дифференциальной гравитации номинально не имеют отклонения, и невосприимчивы к неоднородностям зоны проникновения, поэтому они могут накапливаться как часть периодических исследований зондами на кабеле, без чрезмерного беспокойства насчет внутрискважинного замещения. Возможно также постоянное погружение в i-поля. Благодаря подавлению синфазного сигнала, данные дифференциальной гравиметрии лишены также многочисленных поправок на окружающую среду, которые обычно необходимы для микрогравитационных измерений на поверхности (Hare, и другие, 1999, и Ferguson, и другие, 2007).

Введение

Наблюдение за движениями пластовых флюидов в межскважинном масштабе обещает получение нужных результатов в случае, если данные будут использованы в эффективной программе управления разработкой пласта. Среди часто приводимых обстоятельств – увеличение добычи, выявление зон поглощения и целиков нефти в пласте, уточнение площади заводнения и движения фронта воды, предотвращение раннего прорыва, а также совершенствование прогнозирующих моделей пласта.

Ограниченная повторяемость поверхностных 4-мерных или периодических сейсмических методов препятствует обнаружению движений флюида в пласте с жесткой структурой в силу незначительных изменений акустических свойств при вытеснении флюида. Кроме того, эти методы могут быть недопустимо затратными для использования их на небольших месторождениях.

Сейчас появляются альтернативные методы, которые могут использоваться для расширения сейсмических исследований, или в некоторых случаях могут быть достаточными сами по себе.

Измерение межскважинного электромагнитного удельного сопротивления имеет целью создать профильное изображение удельного сопротивления между исходной и приемной скважинами (Marsala, и другие, 2007), на основании этого изображения можно делать выводы о распределении флюида. Этот подход связан с трудностями при проведении исследований в эксплуатационных скважинах (Nekut, 1995).

Для пассивного мониторинга микросейсмической активности, вызванной изменениями порового давления пласта из-за операций по добыче и нагнетанию, предлагаются стационарные внутрискважинные сейсмические датчики. Их можно применять для повторных исследований методом непродольного ВСП с использованием поверхностного источника в фиксированном месте для обеспечения повторяемости. Повторные исследования методом ВСП могут отобразить изменение свойств пласта по мере производственной добычи (Dyer, и другие, 1999, и Dasgupta, 2004, 2005).

Идея мониторинга продуктивных пластов посредством скважинной гравиметрии не является новой; однако, имеются концепция и технология измерений, которые используются в появляющихся программах разработки скважинных датчиков (Meyer, 2007, McRae, и другие, 2008, Biegert и Witte, 2001, и Biegert, 2007).

Теория/метод

Последовательное измерение дифференциальной гравитации

Используемый здесь термин «дифференциальная гравитация» относится к разности значений вертикальной гравитации, полученных одновременно в двух точках месторождения. Отдельные точки, составляющие измерительную пару, не должны располагаться по соседству, и также они не должна находиться в одной скважине, чтобы можно было выполнять межскважинные измерения. Антенна из чувствительных элементов циклически выполняет измерения в попарных комбинациях, обеспечивая тем самым моментальные снимки распределения силы тяжести по всему разрабатываемому месторождению. Последовательные меняющиеся изображения позволяют наблюдать за пространственно-временным изменением распределения силы тяжести, откуда делаются выводы о движениях флюида (Niebauer и Herring, 1999).