Кислородный каротаж

Кислородный каротаж основан на активации ядер кислорода окружающей среды быстрыми нейтронами, испускаемыми скважинным генератором нейтронов. В результате активации ядро кислорода 160 превращается в радиоактивный изотоп азота 16N с периодом полураспада

В результате бета-распада ядро 16N вновь превращается в ядро 160. Бета-распад 16N сопровождается излучением гамма-квантов высокой энергии (6,13 и 7,12 МэВ), тогда как энергия гамма-излучения естественных и других активированных изотопов в скважине, пласте и приборе не превышает 3 МэВ. Регистрируя жёсткое гамма-излучение активированного кислорода, можно определить содержание кислорода в окружающей среде.

В кислородном каротаже измеряемый эффект зависит не только от содержания кислорода в среде, но и от скорости и направления движения его активизированных ядер относительно детектора гамма-излучения.

Кислородный каротаж скважинной жидкости осуществляется установками двух типов - двухзондовой и однозондовой.

В двухзондовой установке детекторы располагаются по обе стороны от источника нейтронов. Если детектор находится выше нейтронной трубки, зонд называется верхним. Зонд, в котором детектор располагается относительно источника нейтронов по ходу движения исследуемой жидкости, называется прямым; противоположный ему - обращённым.

В этом примере положение обводнённого интервала в пласте (рис.2.47) установлено по данным ИНГК, интервал притока воды в скважину - по данным кислородного каротажа, гамма-плотномера и дебитомера.

Результаты комплексных исследований с целью определения обводнённых интервалов. Скважина фонтанирующая. ГК

Рис. 2.47. Результаты комплексных исследований с целью определения обводнённых интервалов. Скважина фонтанирующая. ГК: 1 -фоновый замер,

11 - повторный замер, 111 - интервал обводнения

При исследовании состава смеси в интервалах эксплуатационной скважины, не перекрытых лифтовыми трубами, жидкость движется вверх, и прямым зондом является верхний. В случае когда изучаемый интервал перекрыт лифтовыми трубами, движение жидкости по колонне в межтрубном пространстве может иметь направление как вниз (при эксплуатации скважины через лифтовые трубы), так и вверх (при эксплуатации скважины по межтрубью). В первом случае прямым зондом является нижний, во втором - верхний.

При установлении затрубной циркуляции воды прямым считается зонд, в котором положение детектора относительно источника нейтронов совпадает с направлением затрубной циркуляции.

В однозондовой установке используется прямой зонд, который в зависимости от условий проведения исследований может быть нижним или верхним. В однозондовом устройстве определяемым параметром метода г является отношение скорости счёта гамма-излучения КАНГК к скорости счёта ИНГК на минимально возможной задержке, т. е. rj = IKAHfK / 1ИНПС В двухзондовом устройстве по измерениям каждым зондом определяется отношение скорости счёта гамма-излучения, регистрируемого детектором прямого зонда (1пр), к скорости счёта гамма-излучения, регистрируемого детектором обращенного зонда (1обр), т. е. r = I // .

Наиболее надёжно затрубная циркуляция воды устанавливается тогда, когда исследования выполняются в действующей и остановленной скважине (рис. 2.48-2.49).

Комплексное применение кислородного каротажа и термометрии для установления затрубной циркуляции воды

Рис. 2.48. Комплексное применение кислородного каротажа и термометрии для установления затрубной циркуляции воды: I-скважина остановленная, II-скважина работающая

В данном примере показано, что затрубная циркуляция может быть установлена не только по термометрии, но и по данным кислородного каротажа, если дебит скважины превышает чувствительность метода (5мЗ/сут). Преимуществом кислородного каротажа перед термометрией при определении затрубных циркуляций снизу является возможность решения данной задачи при существенно меньшей величине зумпфа - порядка 2-3 м

Установление затрубной циркуляции воды по данным кислородного каротажа при малой величине зумпфа

Рис. 2.49. Установление затрубной циркуляции воды по данным кислородного каротажа при малой величине зумпфа: I - скважина работающая,

II - скважина остановленная, III - интервал циркуляции

Если превышение параметра КАНГК в действующей скважине над его величиной, определённой в остановленной скважине, больше ошибки двух измерений, значит в данном случае происходит затруб- ная циркуляция воды (рис. 2.50-2.51)

Пример установления затрубной циркуляции воды по данным кислородного каротажа скважины

Рис. 2.50. Пример установления затрубной циркуляции воды по данным кислородного каротажа скважины

Пример комплексного использования методов термометрии, кислородного каротажа и закачки изотопов для выявления затрубной циркуляции

Рис. 2.51. Пример комплексного использования методов термометрии, кислородного каротажа и закачки изотопов для выявления затрубной циркуляции.

Зонды: I -прямой, II - обращённый, III- интервал затрубной циркуляции

При необходимости по данным кислородного каротажа можно дать количественную оценку обводнившейся продукции. Для определения дебита поступающей воды используют градуировочный график (рис. 2.52)

Пример градуировочной зависимости КАНГК

Рис. 2.52. Пример градуировочной зависимости КАНГК

Решаемые задачи

1. Установление границы подвижной и застойной воды в эксплуатационной скважине.

  • 2. Выделение интервалов притока воды в эксплуатационной скважине из перфорированных отверстий и мест негерметич- ности обсадной колонны.
  • 3. Выявление затрубной циркуляции воды.

Достоинства КАНГК:

  • • независимость результатов исследований от минерализации вод;
  • • возможность исследования состава смеси и выделения притоков воды в скважину в случае, когда исследуемый интервал перекрыт лифтовыми трубами;
  • • возможность установления факта затрубной циркуляции воды в действующей скважине между перфорированным и нижележащим неперфорированным пластами при малой величине зумпфа (3 - 5м);
  • • возможность комплексирования с ИНГК и одновременного с ним проведения исследований.

Недостатки метода:

  • • узкий динамический диапазон измеряемых скоростей воды на фиксированном зонде;
  • • влияние на результаты измерения окружающих пород;
  • • сложный вид зависимости показаний метода от скорости и состава смеси в стволе скважины.

Для выявления затрубной циркуляции воды между перфорированным и нижележащим неперфорированным пластами проводятся измерения на точках в перемычке между указанными пластами, а при достаточно большой величине зумпфа - также в перемычке между неперфорированными пластами, где затрубная циркуляция воды маловероятна. Исследования выполняются в действующей скважине и повторяются в тех же точках после её остановки. В каждой точке проводятся измерения, позволяющие определить параметр КАНГК - rj, (для двухзондового прибора - с прямым и обращённым зондами, для однозондового прибора - с прямым зондом), а также ИНГК на минимально возможной задержке, на которой показания не искажены нелинейностью измерительного канала. Число точек в каждом интервале исследования должно быть не менее 5, расстояние между ними - одинаковое и не менее 0,5 м.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >