Способ определения водонефтяного контакта

(51) 01 23/22 (2010.01) 01 5/00 (2010.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ отношение интенсивностей гамма-излучения неупругого рассеяния ядрами углерода и кислорода/о, отношение интенсивностей гамма-излучения неупругого рассеяния ядрами кальция и кремния/, измеряют текущие значения , /о,С/, а положение водонефтяного контакта находят путем сравнения измеренных значений отношений граничными значениями гр и гр., определяющими принадлежность пласта. Технический результат заявляемого изобретения состоит в расширении сферы применения способа за счет дополнительного определения на опорном высокопористом водонасыщенном пласте , /о,С/ и нахождении водонефтяного контакта путем сравнения измеренных значений отношенийис априорно установленными граничными значениями гр и гр., что повышает достоверность определения водонефтяного контакта в условиях переменной пористости и литологии.(72) Пак Дмитрий Юрьевич Пак Юрий Николаевич Романов Александр Анатольевич Бычков Владимир Геннадьевич(73) Пак Юрий Николаевич Пак Дмитрий Юрьевич(56) Хаматдинов Р.Т., Велижанин В.А., Черменский В.Г., С/О каротаж - перспективная основа современного геофизического мониторинга нефтяных месторождений// НТВ, Каротажник,Тверь, АИС, 2004, вып. 12-13, с. 3-24(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОДОНЕФТЯНОГО КОНТАКТА(57) Изобретение относится к физическим способам исследования вещества, а именно к определению водонефтяного контакта в процессе геофизических исследований скважин. Задачей изобретения является повышение достоверности определения водонефтяного контакта в процессе геофизических исследований скважин. Способ определения водонефтяного контакта в процессе геофизических исследований скважины,заключающийся в ее облучении импульсным потоком быстрых нейтронов и регистрации мгновенного гамма-излучения неупругого рассеяния быстрых нейтронов ядрами углерода, кислорода,кальция и кремния, отличающийся тем, что дополнительно на опорном водонасыщенном пласте определяют время жизни тепловых нейтронов п., 25152 Изобретение относится к физическим способам исследования вещества, а именно к определению положения водонефтяного контакта в процессе геофизических исследований скважин, бурящихся на нефть и газ. Известен импульсный нейтронный гамма метод,основанный на облучении стенок скважины импульсным потоком быстрых нейтронов и регистрации мгновенного гамма-излучения,возникающего при неупругом рассеянии быстрых нейтронов ядрами углерода с энергией 4,43 МэВ и ядрами кислорода с энергией 6,1 МэВ. (Филиппов Е.М. Ядерная разведка полезных ископаемых. Справочник. Киев. Наукова Думка, 1978, с. 100). Суть известного способа состоит в использовании данных о концентрации углерода как индикатора нефти и кислорода как индикатора воды. Недостатком известного способа является низкая достоверность определения водонефтяного контакта, обусловленная влиянием вещественного состава скелета пород. Нефтяные месторождения как правило сложены осадочными и терригенными породами, в которых преобладают песчаники 2 и известняки СаС 3. Находящиеся в скелете этих пород кислород и углерод вносят помехи,снижающие достоверность определения границы раздела вода-нефть. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ,заключающийся в облучении стенок скважины импульсным потоком быстрых нейтронов и регистрации мгновенного гамма-излучения неупругого рассеяния быстрых нейтронов не только ядрами углерода и кислорода, но и кальция (3,74 МэВ) и кремния (1,78 МэВ). (Хаматдинов Р.Т.,Велижанин В.А., Черменский В.Г. С/О каротаж перспективная основа современного геофизического мониторинга нефтяных месторождений // НТВ Каротажник. Тверь Изд. АИС. 2004. Вып. 12-13 с. 3-24). Использование в этом способе аппаратурных сигналов о соотношении кальций/кремний,позволяет учесть литологию пластов, в порах которых залегает флюид (вода или нефть). Обычно при интерпретации используют соотношения концентраций углерод/кислород и кальций/кремний. Недостатком известного способа является невысокая достоверность определения водонефтяного контакта,обусловленная дестабилизирующими действиями непостоянства пористости пород различной литологии и скважинных условий измерений. Задачей изобретения является повышение достоверности определения водонефтяного контакта в процессе геофизических исследований скважин. Технический результат изобретения состоит в расширении сферы применения способа при исследовании нефтяных скважин. Поставленная задача решается следующим образом. В процессе облучения импульсным потоком быстрых нейтронов с энергией 14 МэВ от импульсного нейтронного генератора 2 дополнительно на опорном пласте(водонасыщенном) определяют время жизни тепловых нейтронов , отношение интенсивностей гаммаизлучения неупругого рассеяния быстрых нейтронов ядрами углерода и кислорода /,отношение интенсивностей гамма-излучения неупругого рассеяния быстрых нейтронов ядрами кальция и кремния /. Необходимость выполнения совокупности указанных измерений вызвана следующим. Вещественный состав твердой фазы горных пород, в порах которых залегают вода и нефть характеризуется значительной изменчивостью. В значительных пределах меняется также пористость пород и минерализация пластовых вод. Все это сказывается на поле нейтронов и нейтроннозамедляющих и нейтронно-поглощающих свойствах. Измеряемые отношения интенсивностей / и/ дают количественную информацию о соотношении указанных элементов углерод/кислород, кальций/кремний в зоне действия импульсного нейтронного-гамма метода (20 см). Однако они не учитывают в достаточной мере дестабилизирующее влияние переменной пористости пород (в порах залегает нефть, вода),литологии пластов и скважинных условий измерений (обсадная колонна, цементное кольцо). Время жизни тепловых нейтроновзависит от скелета породы, пористости породы и характера заполнения пор (вода, минерализация, нефть). Дифференцированное нормирование текущего времени жизни тепловых нейтронов по величине время жизни тепловых нейтронов в опорном пласте,позволяет учесть нейтронно-поглощающие свойства среды в сравнении с опорным водонасыщенным пластом. Величина отношения / характеризует насыщенность пласта соответствующим флюидом(вода, нефть), а отношение / несет информацию о литологической принадлежности пласта (песчаник, известняк). Дифференцированное нормирование измеренных отношений по величине, на показания опорного пласта делают результаты способа инвариантными к переменной пористости и скважинным условиям измерений, что повышает достоверность определения водонефтяного контакта по данным измеренных текущих значений величини . Существенным отличием изобретения от прототипа является то, что предварительно на опорном водонасыщенном пласте определяют время жизни тепловых нейтронов п, отношение интенсивностей гамма-излучения неупругого рассеяния быстрых нейтронов ядрами углерода и кислорода /, отношение интенсивностей гаммаизлучения неупругого рассеяния быстрых нейтронов ядрами кальция и кремния /,измеряют текущие значения , /, /, а водонефтяной контакт находят путем сравнения измеренных значений отношенийи , с априорно установленными граничными значениями гр и гр,определяющими принадлежность пласта к водоносному или нефтеносному. Пример осуществления способа. В процессе импульсного облучения потоком быстрых нейтронов от импульсного генератора нейтронов с энергией 14 МэВ практически в моменты нейтронных вспышек (без времени задержки) в энергетических окнах, соответствующих линиям неупругого рассеяния углерода (4,43 МэВ),кислорода (6,1 МэВ), кальция (3,74 МэВ) и кремния(1,78 МэВ) измеряют соответствующие интенсивности . Длительность нейтронного импульса 25 мкс. Период следования очередных импульсов 2000 мкс. Время жизни тепловых нейтронов определяют по временной зависимости спада интегральной интенсивности вторичного гамма-излучения или плотности потока тепловых нейтронов. Исследования выполнены с помощью аппаратуры импульсного нейтронного метода АИМС. В качестве опорного пласта выбирают водонасыщенный пласт с высокой пористостью. На выбранном опорном пласте определяют оп., /,/, В процессе геофизических исследований неизвестных пластов измеряют текущие значения этих трех параметров и находят нормированные значенияи . На основе обработки и комплексной интерпретации результатов исследований большого числа скважин и пластопересечений с известными данными о насыщении пласта (вода или нефть) предварительно устанавливают граничные значения гр и гр,определяющие положение водонефтяного контакта. Сравнивая измеренные текущие значенияиграничными определяют принадлежность пласта к водоносному или нефтеносному. Исследованиями импульсного нейтронного гамма-метода на нефтяном месторождении Узень найдены следующие граничные значения,определяющие нефтенасыщенность пластов при 2 130 при 2-4 96 при 4 33 При интерпретации данных каротажа скважин с 32 пластопересечениями достигнута высокая достоверность (90) определения водонефтяного контакта предлагаемым способом с указанными граничными критериями. Граничные значенияимогут меняться при смене аппаратуры опорного пласта и условий измерений. Предлагаемый способ определения водонефтяного контакта характеризуется повышенной достоверностью, что расширяет сферу его применения при геофизических исследованиях нефтяных скважин. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ определения водонефтяного контакта в процессе геофизических исследований скважины,заключающийся в ее облучении импульсным потоком быстрых нейтронов и регистрации мгновенного гамма-излучения неупругого рассеяния быстрых нейтронов ядрами углерода, кислорода,кальция и кремния, отличающийся тем, что дополнительно на опорном водонасыщенном пласте определяют время жизни тепловых нейтронов оп,отношение интенсивностей гамма-излучения неупругого рассеяния ядрами углерода и кислорода/, отношение интенсивностей гамма-излучения неупругого рассеяния ядрами кальция и кремния/, измеряют текущие значения , /,С/, а положение водонефтяного контакта находят путем сравнения измеренных значений отношений