Способ контроля водонефтяного контакта в процессе геофизических исследований скважин

(51) 01 23/00 (2006.01) 01 23/22 (2006.01) 01 5/00 (2006.01) 01 3/08 (2006.01) 01 1/46 (2006.01) 21 47/00 (2006.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ углерода и кислорода (/), отношение интенсивностей гамма-излучения неупругого рассеяния быстрых нейтронов ядрами кальция и кремния (/), измеряют текущие значения(/),/,/,а положение водонефтяного контакта определяют путем сравнения измеренных значений отношений оп. с априорно установленными граничными значениями гр. и Хгр.,определяющими принадлежность пласта. Технический результат заявляемого изобретения состоит в расширении сферы применения способа за счет дополнительного измерения на опорном высокопористом водонасыщенном пласте (/),/, / и нахождении водонефтяного контакта путем сравнения измеренных значений отношений гр. и Хгр. с априорно установленными граничными значениями гр. и Хгр., что повышает достоверность определения водонефтяного контакта в условиях переменной пористости и литологии.(72) Пак Дмитрий Юрьевич Пак Юрий Николаевич Балтабаев Асхат Дарханович Бугубаев Дамир Саматович(73) Пак Дмитрий Юрьевич Пак Юрий Николаевич(56) 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(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ВОДОНЕФТЯНОГО КОНТАКТА В ПРОЦЕССЕ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ СКВАЖИН(57) Изобретение относится к геофизическим способам исследования, а именно к определению водонефтяного контакта в процессе геофизических исследований скважин, бурящихся на нефть. Задачей изобретения является повышение достоверности определения водонефтяного контакта в процессе геофизических исследований скважин. Способ контроля 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, кремния и кальция, отличающийся тем,что дополнительно на опорном водонасыщенном пласте находят отношение интенсивностей гаммаизлучения радиационного захвата тепловых нейтронов ядрами кальция и кремния (/)оп.,отношение интенсивностей гамма-излучения неупругого рассеяния быстрых нейтронов ядрами Изобретение относится к геофизическим способам исследования, а именно к определению водонефтяного контакта в процессе геофизических исследований скважин, бурящихся на нефть. Известен импульсный нейтронный гамма метод,основанный на облучении 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 СаСО 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(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 дополнительно на опорном водонасыщенном пласте 2 находят отношение интенсивностей гаммаизлучения радиационного захвата тепловых нейтронов ядрами кальция и кремния (/)п.,отношение интенсивностей гамма-излучения 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). Интенсивности гамма-излучения радиационного захвата тепловых нейтронов ядрами кальция(6,4 МэВ) и кремния (4,9 МэВ) зависят от скелета породы, пористости породы и характера заполнения пор (вода, нефть, минерализация). Поэтому дифференцированное нормирование текущего отношения интенсивностей гамма-излучения радиационного захвата тепловых нейтронов ядрами кальция и кремния по величине(/)п. - отношение интенсивностей гаммаизлучения радиационного захвата тепловых нейтронов ядрами кальция и кремния в опорном пласте, позволяет учесть нейтронно-поглощающие свойства среды в сравнении с опорным водонасыщенном 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 величинена показания инвариантными к переменной пористости и скважинным условиям измерений, что повышает достоверность определения водонефтяного контакта по данным измеренных текущих значений величин Х и . Существенным отличием изобретения от прототипа является то, что предварительно на опорном водонасыщенном пласте определяют отношение интенсивностей гамма-излучения радиационного захвата тепловых нейтронов ядрами кальция и кремния(/),отношение интенсивностей гамма-излучения неупругого рассеяния быстрых нейтронов ядрами углерода и кислорода /, отношение интенсивностей гамма-излучения неупругого рассеяния быстрых нейтронов ядрами кальция и кремния /,измеряют текущие значения (/), /,/, а водонефтяной контакт находят путем сравнения измеренных значений отношенийи Х с априорно установленными граничными значениями гр. и Хгр.,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. Интенсивности гамма-излучения радиационного захвата тепловых нейтронов ядрами кальция(6,4 МэВ) и кремния (4,9 МэВ) измеряют при времени задержки не менее 300 мкс. Исследования выполнены с помощью аппаратуры импульсного нейтронного метода АИМС. В качестве опорного пласта выбирают водонасыщенный пласт с высокой пористостью. На выбранном опорном пласте определяют (/), / /. В процессе геофизических исследований неизвестных пластов измеряют текущие значения этих трех параметров и находят нормированные значения . и Х 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 Хгр.,определяющие положение водонефтяного контакта. Сравнивая измеренные текущие значенияи Х с граничными определяют принадлежность пласта к водоносному или нефтеносному. Исследованиями импульсного нейтронного гамма-метода на нефтяном месторождении Узень найдены следующие граничные значения,определяющие нефтенасыщенность пластов при 21,3 при 2-40,96 при 4 Х 0,33 При интерпретации данных каротажа скважин с 32 пластопересечениями достигнута высокая достоверность (90) определения водонефтяного контакта предлагаемым способом с указанными граничными критериями. Граничные значенияи Х могут 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 контроля 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, кремния и кальция, отличающийся тем,что дополнительно на опорном водонасыщенном пласте находят отношение интенсивностей гаммаизлучения радиационного захвата тепловых нейтронов ядрами кальция и кремния (/)оп.,отношение интенсивностей гамма-излучения неупругого рассеяния быстрых нейтронов ядрами углерода и кислорода (С/О), отношение интенсивностей гамма-излучения неупругого рассеяния быстрых нейтронов ядрами кальция и кремния (/), измеряют текущие значения(/),(С/О),/ а положение водонефтяного контакта определяют путем сравнения измеренных значений отношений оп. с априорно установленными граничными значениями гр. и Хгр.,определяющими принадлежность пласта.