Способ определения эффективной пористости пластов - коллекторов

 

Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин и может быть использовано для определения коллекторских свойств пород, пересеченных скоажинами Цель изобретения - повышение чувствительности и точности при определении эффективной пористости пластов-коллекторов . Способ включает зякачку в пласт раствора с аномально высоким эффективным атомным номером.проведение гамма-гамма каротажа до и после закачки с использованием источника мягкого гаммаизлучения, с энергией излучения,меньшей 0,5 МэВ.и длиной зонда, отвечающей области инверсии по плотности пластовколлекторов, На основе градуировочных измерений на моделях пластоп с изпестными эффективными атомными номерами, а также построения расчетной зависимости эффектипного атомного номера отобьемного коэффициента пористости дпл литологии пластоп-коллекторов определяют эффективный атомный номер исследуемых пластов-коллекторов и их пористость w W Ё

СО1ОЗ CОНЕTCKVIX

СОЦИЛПИС ТИНЕ СКИХ

Р Г СГТУБ ЛИК

SU 1702793 А1

ОI)s (3 01 Н 5/00

ГОсудАРстВе нный кОмитет

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ пРи Гкнт сссР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (46) 15. 04.93. Бюл. 1; 14 (21) 4768419/25 (22) 18.12.89 (71) Свердловский горный институт им, В,В, Вахрушева (72) И.Г. Сковородников, И.И, Бреднев и Г.Г.

Коргуль

k (56) Итенберг С.С. Интерпретация результатов геофизических исследований скважин.

М.; Недра, 1987, с. 10-11.

Филиппов Е,M. Ядерная разведка полезных ископаемых. Справочник. Киев: Наукова Думка, 1978, с. 83-86, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИИ ЭФФЕКТИВНОЙ ПОРИСТОСТИ ПЛАСТОВ-КОЛЛЕКТОРОВ (57) Изобретение относится к геофиэическйм исследованиям скважин и может быть использовано для определения коллекторских свойств пород, пересеченных скважиИзобретение относится к геофизическим исследованиям скважин и может быть использовано для определения коллекторских свойств пород, пересеченных скважинами, Известен способ определения пористости пластов по данным гамма-гамма-каротажэ (ГГК). Этот способ основан на зависимости между пористостью и плотностью горных пород. Согласно ему, по данным ГГК определяют плотность горных пород, а затем вычисляют коэффициент пористости. При выполнении ГГК используют источники излучения, дающие гамма-кванты с энергией, превышающей 0,5 МэВ. такие нами. Цель изобретения — повышение чувствительности и точности при определении эффективной пористости пластов-коллек торов, Способ включает закачку в пласт раствора с аномально высоким эффективным атомным номером, проведение гамма-гамма каротажа до и после закачки с использованием источ ика мягкого гаммаизлучения, с энергией излучения. меньшей

0,5 МэВ.и длиной зонда, отвечак гцей области инверсии по плотности пластовколлекгоров. На основе грэдуировочных измерений на моделях пластов с известными эффективныгли атомньнли номерами, а также построения расчетной эависнмосги эффективного атомного номера от обье лного коэф4>ициента пористости для лигологии пластов-коллекторов определяют эффективный атомный номер исследуемых пластов-коллекторов и их порисгость. как . кобальт-60, цезий-137, радий-2? h. РеЮ зультагы ГГК в этом случае зависят, главным образом, от плотности. блвголэря ему ГГК с такими источниками первичного излучения называют плотностным (ГГК-П).

Недостатком определения пористости по данным ГГК-П является требование на- в хождения плотности пластового флю«да в лабсраторных условиях, что связано с необходимостью отбора проб плэстового фл1оида с помощью специальных г1ласговь1х пробоотборников или с необходимостью буРЕНИЯ СКВажИН С ПРИМЕНЕНИЕМ «ЕфИЛьт ."IOщихся буровых растворов и отбором к.гр«л из исследуемых пластов.

1702793

От этого недостатка свободен способ определения пористости поданным ГГК, осHoBBHHblA на замещении о зоне исследования пластового флюида другим, имеющим заранее известную плотность, что достигается закачкой в скважину (пласт) растоорав с заданной плотностью. Согласно этому способу, за плотность жидкости принимают плотность раствора, закачанного в пласт, плотность минерального скелета берут из справочника, зная литологию пластов, а плотность породы определяют по данным

ГГК-П. Для ускорения определения пористости в способе используют, ряд номограмм. Недостатки этого спосо0а заключаются о низкой чувствительности и малой точности определения коэффициента пористости. Они связаны с тем, что изменения пористости пластов в общем достаточно мало сказываются на их плотности.

Цель изобретения — повышение чувствительности и точности при определении эффективной пористости пластов-коллекторов.

Способ осуществляется следующим образом.

В пределах перспективного интервала горных пород, пересеченных скважиной, проводят первичный ГГК с источником мягкого гамма-излучения и длиной зонда, соответствующей зоне Инверсии для предполагаемой плотности. Энергия источника гамма-излучения должна быть меньше 0,5

МэВ, например, селен-75 энергия 0,27

МэВ), теллур-128 (энергия 0,16 МэВ), р1уть-203 (энергия 0,28 МэВ). Показания

ГГК в этом случае зависят, главным образом, от эффективного атомного номера среды (г ф). В значительно меньшей степени на них влияет плотность исследуемой среды.

Использование длины зонда, соотоетствующего зоне инверсии по плотности, компенсирует влияние изменения плотности в пределах и 20-307, что охватывает вэриации плотности пластов-коллекторов с определенным значением г,ф.

Длина инверсионного зонда Вил определяется иэ соотношения:

& RWI °

1 (1)

Ко где (Ъ вЂ” плотность породы

Ko — массовый коэффициент поглощения гамма-излучения.

Например. при средней плотности кол лекторов в диапазоне 2,0-2,4 г/см иноерз сионная длина зонда ГГК для источника гамма-излучения селен-75 составит 5-8 см.

По результатам первичного ГГК выделяют в разрезе пласты-коллекторы и уточняют где z1 — эффективный атомный номер минеральной матрицы породы; гз — эффективный атомный номер наполнителя;

q — содержание наполнителя в матрице, равное

q (Кп Ф )/(Кп т2 + (1. Кп) сг1)

40 где Кп — обьемный коэффициент пористости; о и гуг — плотность матрицы и наполнителя соответственно.

Закачку растворов с аномально высоким эффективным атомным номером осуще45 ствляют одним из известных способов.

Например, закачка через буровые трубы в продуктивный интервал скважины. изолированный пакерами от выше- и нижележащих интервалов. В этом случае

50 эакачиваемый раствор нагнетают через трубы, нижний конец которых устанавливают несколько выше нижнего пакера, с помощью насоса буровой установки. Давление раствора при этом поддерживают на

55 уровне, превышающем пластовое давление исследуемых пластов. Достичь закачки раствора в пласт можно также при полной замене бурового раствора о скважине приготовленным раствором. Для этого буро5

ЭО их границы обычными приемами интерпретации. Литотип пластол устанавливают по интенсивности:ирегистрированного гамма-излучения с учетом показаний стандартного комплекса методов. Например, минеральный скелет карбонатных коллекторов характеризуется более высокими значениями z y по сравнению с песчаниками, поэтому на диаграмме ГГК известнякам соотоетстоуют более низкие интенсивности излучения, чем песчаникам.

После проведения первичного ГГК закачивают в исследуемые пласты-коллекторы раствор с аномально высоким г ф, например раствор ацетатл или нитрата свинца в известной концентрации. Последние имеют большой эффективный атомный номер и хорошо растворяются в воде, а ацетат свинца нетоксичен, что делает его применение более предпочтительным. Для необходимого повышения суммарного значения z>y (коллектора с закачанным в него раствором с аномально высоким эффективным атомным номером) раствор должен содержать тяжелую компоненту в концентрации не ниже

ЗО .

Эффективный атомный номер коллектора, насыщенного таким раствором, вычисляется по следующей формуле:

Зг—

z3ô= "(1 — q)zq +q z2 . (2) 1Ю2/и вые трубы опускают почти до уровня забоя скважины и с помощью бурового насоса закачивают через них новый раствор беэ применения каких-либо пакерных устройств.

В случае отсутствия аномально высоких пластовых давлений закачку растворов в пласты можно осуществить обычной заливкой его через устье скважины. Поскольку плотность этого раствора превышает плотность обычного бурового раствора, приготовленный раствор, опускаясь на забой скважины. вытесняет буровой раствор иэ скважины на г1оверхность. Для увеличения гидростатического давления закачиваемого раствора и облегчения его проникновения в пористые пласты динал1ический уровень заливаемого в скважину раствора поддерживают на несколько метров выше статического уровня жидкости в скважине.

После закачки растворов с аномально высоким эффективным атомным номером выдерживается пауза в пределах 2-3 ч для проникновения раствора в промытую зону пластов-коллекторов о пределах, отвечающих глубинности ГГК (соответственно 5-6 см). За это время происходит полное замещение фильтрата бурового раствора закачанным раствором, После экспозиции скважины. заполненной новым раствором, проводят повторный

ГГК с тем же источником гамма-излучения и длиной зонда. соответствующей зоне инверсии для полученной в результате закачки плотности исследуемых пород, Влияние микрокаверн на показания ГГК учитывается по обычной л1етодике, включающей комплексирование ГГК с кавернометрией. Скорость каротажа составляет

240-260 м/ч, В результате проведенных операций интервалы пластов-коллекторов, насы щенных приготовленным раствором, на диаграмме ГГК будут выделяться заметным понижением показаний по сравнению с диаграммами первичного ГГК. что является следствием повышения их z,ð в результате заполнения пор раствором с аномально высоким гэф, пропорционально эффективной пористости этих пород.

Для определения эффективной пористости пластов-коллекторов снимают среднее значение показаний ГГК с диаграмм повторного каротажа против исследуемых пластов. Зная литотип пласта. выбирают нужную градуировочную зависимость I

ho найденному значению эф с использованием расчетной кривой зависимости z,ô от

Кп для раствора с аномально высоким ерф

4 (3)

Zl

35 Х д-ч где о! — весовое содержание i-ro элементл в среде;

zl, hl — его атомный номер и пес, 40 после чего !!о формуле

3 еэфр (1 g)Za +Ц z>! . (4) где zo — эффективный атомный номер растворителя, обычно воды:

zI — эффективный атомный номер наполнителя, т. е, сухой соли;

q — весовое содержание (концентрация) наполнителя в растворе, подсчитывают гэф,p раствора длл закачки в

Далее по формуле (2) рассчитыо;нот гэф породы-коллектора, которую принимают за минеральную матрицу, а в качестве нэполнителя принимают раствор, для которого только что вычислено з ачение эффективного атомного номера гэф >, Причем иярьиру ог величину Кп в пределах TI x значени!! обьемного коэффициента пори;. гости, которьlе: аракгерны для коллектора данного лиготипа на данном месторо клен!1 I, 1эф

l1Р!1 НЗ )ЕСТНОЙ КО! III. . (. l! I! t., „ I!, i !S изпестного литотипа находя! коэф j !1ц!!ен! эффективной пористо.".ти, Не.бходимое интеко !!по!н! !н!!со пес

5 печение получают при выполне !ни ГI К на моделях пластов с известными значениями ьф, В качестве моделей пластов испо! ьзуюг баки, заполненные, например, IIIIRplleI I,I . или известковым песком, уплотненным до

10 определенного и постоянного коэффициента пористости, который должен соответствовать диапазону средних пористостей исследуемых пластов-коллекторов. В центре моделей выполняют отверстие, диаметр

15 которого должен соответствовать диаметру используемых скважин. Отверстие II модели внутри выстилают слоем peal»II,I плотностью 1,3 — 1,4 г/см, имигирующих глиниз стую корку. Модели заполняк г пресной

20 водой и определяют их пористость экспериментальным путем. За1ем модели заполняются растворами с аномально высоким гэф известной концентрации, Проводят ГГК, по результатам которого строят грэдуировоч25 ные зависимости, Расчетную зависимость ьф = f(KII) получают в результате вычисления эффективного атомного номера сухой соли с аномально высоким гэф по формуле

1702793

Составитель С,Барсуков

Редактор Т.Г ошкарева Техред М.Моргентал КорректоР О.Кравцова

Заказ 1968 Тираж Подписное

ВНИИГ!И Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5

Пронзя од<;тленно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул.Гагарина, 101

В итоге зависимость г ф f(Kn) для рассматриваемого случая однозначно определена в нужною диапазоне пористостей.

Формула изобретения

Способ определения эффективной пористости пластов-коллекторов, включающий закачку в пласт раствора с известными физическими свойствами, отличными от свойств пластового флюида. и выполнение гамма-гамма каротажа до и после закачки, отличающийся гем, что, с целью повышения чувствительности и точности, в пласт эакачивакп раствор с аномально высоким эффективным атомным номером, гаммагамма каротаж выполняют с источником wraoro гамма-излучения, с энергией излучения менее 0,5 МэВ. и длиной зонда, отвечающей

5 области инверсии по плотности пластовколлекторов, проводят градуировочные измерения на моделях пластов с известными эффективными атомными номерами, строят расчетную зависимость эффективного атом10 ного номера от обьемного коэффициента пористости для литологии пластов-коллекторов, по которым определяют эффективный атомный номер исследуемых пластов-коллекторов и их пористость.