RU2736446C2 - Method for electrical monitoring of reservoir-collector characteristics during development of oil deposits using steam pumping - Google Patents
Method for electrical monitoring of reservoir-collector characteristics during development of oil deposits using steam pumping Download PDFInfo
- Publication number
- RU2736446C2 RU2736446C2 RU2018147150A RU2018147150A RU2736446C2 RU 2736446 C2 RU2736446 C2 RU 2736446C2 RU 2018147150 A RU2018147150 A RU 2018147150A RU 2018147150 A RU2018147150 A RU 2018147150A RU 2736446 C2 RU2736446 C2 RU 2736446C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- resistance
- wells
- well
- electrodes
- reservoir
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
- G01V3/02—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with propagation of electric current
- G01V3/04—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with propagation of electric current using dc
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Geology (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для повышения эффективности разработки мелкозалегающих залежей сверхвязкой нефти или битума тепловыми, химическими или иными способами воздействия.The invention relates to the oil industry and can be used to increase the efficiency of the development of shallow deposits of super-viscous oil or bitumen by thermal, chemical or other methods of exposure.
Целью заявленного технического решения является создание принципиально нового способа контроля разработки пласт-коллектора методом электроразведки, который обеспечивает возможность получения информации, достаточной для изучения пластов-коллекторов, размещенных на достаточно больших территориях при залегании продуктивного пласта, преимущественно на небольшой глубине, на которых преимущественно залегают сверхвязкие нефти и битумы. Заявленное техническое решение осуществляется за счет использования группы электродов, размещенных в скважинах, распределенных по площади месторождения и использования сразу нескольких методов электроразведки (метод ЕП, метод сопротивления, сопротивление заземления).The aim of the claimed technical solution is to create a fundamentally new way to control the development of a reservoir by the method of electrical exploration, which provides the ability to obtain information sufficient to study reservoir reservoirs located in sufficiently large areas with the occurrence of a productive reservoir, mainly at a shallow depth, on which superviscous oil and bitumen. The claimed technical solution is carried out through the use of a group of electrodes placed in wells distributed over the area of the field and the use of several methods of electrical exploration at once (EP method, resistance method, grounding resistance).
На дату подачи заявочных материалов в заявленной области техники существует объективная потребность в исследовании фронта распространения паровой камеры.At the date of filing the application materials in the claimed field of technology, there is an objective need to study the front of the steam chamber.
Выявленные на дату представления заявочных материалов в рассматриваемой области техники способы, это исключительно способы термического, химического, сейсмического и электрического мониторингов, которые не позволяют с достаточной точностью определять границы и направление движения битумных масс под воздействием паро-гравитационного дренирования.The methods identified at the date of submission of the application materials in the considered field of technology are exclusively methods of thermal, chemical, seismic and electrical monitoring, which do not allow with sufficient accuracy to determine the boundaries and direction of movement of bitumen masses under the influence of steam-gravity drainage.
Заявленный способ имеет ряд преимуществ принципиального характера перед всеми известными способами на дату представления заявочных материалов, так как использует принципиально новый подход к решению поставленной задачи по мониторингу мелкозалегающих залежей сверхвязкой нефти или битума.The claimed method has a number of advantages of a fundamental nature over all known methods as of the date of submission of the application materials, since it uses a fundamentally new approach to solving the problem of monitoring shallow deposits of super-viscous oil or bitumen.
Выявленные на дату подачи заявки способы электрического мониторинга предполагают размещение электродов преимущественно на земной поверхности, либо в стволах скважин - исключительно выше пласта коллектора, что вносит искажения в фиксируемые значения измеряемых величин разности потенциалов и/или сопротивления среды, связанные с геоэлектрическими неоднородностями верхней части разреза (ВЧР), либо предполагают размещение электродов в открытых (не тампонированных) стволах скважин, что делает невозможным применение метода паро-гравитационного дренирования как такового вследствие того, что известный метод подразумевает закачку пара под давлением до 15 атм. и температуре в диапазоне от 150° С до 200° С в пласт-коллектор, который (пласт-коллектор) таким образом представляет собой изолированную среду.The electrical monitoring methods identified on the date of filing the application presuppose the placement of electrodes mainly on the earth's surface, or in wellbores - exclusively above the reservoir layer, which distorts the recorded values of the measured values of the potential difference and / or the resistance of the medium associated with geoelectric inhomogeneities in the upper part of the section ( VChR), or involve the placement of electrodes in open (not plugged) wellbores, which makes it impossible to use the method of steam-gravity drainage as such due to the fact that the known method involves the injection of steam under pressure up to 15 atm. and a temperature ranging from 150 ° C to 200 ° C into the reservoir, which (reservoir) is thus an isolated environment.
Результаты заявленного технического решения по электрическому мониторингу, обработанные совместно с петрофизическими и структурными данными, позволяют получить пространственные параметры распространения теплоносителя, а также построить 3-х мерную модель перемещения битумных масс под воздействием паро-гравитационного дренирования в заданном временном интервале.The results of the claimed technical solution for electrical monitoring, processed together with petrophysical and structural data, make it possible to obtain the spatial parameters of the propagation of the coolant, as well as to build a 3-dimensional model of the movement of bitumen masses under the influence of steam-gravity drainage in a given time interval.
Использование заявленного технического решения на основе данных по электрическому мониторингу позволит более эффективно варьировать технологические режимы работы скважин, выявить скважины, в которых целесообразно повысить эффективность закачки пара, посредством либо изменения размещения насоса, либо регулирования интенсивности подачи пара и, тем самым, увеличить нефтедобычу на основе более полной информации, при этом недоступными для потребителя до даты подачи заявки технологиями.The use of the claimed technical solution based on electrical monitoring data will make it possible to more effectively vary the technological modes of well operation, identify wells in which it is advisable to increase the efficiency of steam injection, either by changing the location of the pump, or by regulating the intensity of steam supply and, thereby, to increase oil production based on more complete information, while technologies that are not available to the consumer before the date of application.
Из исследованного заявителем уровня техники выявлено изобретение «Способ геофизической разведки залежей углеводородов» по патенту РФ № 2527322, сущностью является способ геофизической разведки залежей углеводородов, включающий воздействие на исследуемую среду источником электромагнитного поля и источником упругих колебаний, регистрацию электромагнитного поля, перемещение источника электромагнитного поля по исследуемой площади, выделение сейсмоэлектрического эффекта при каждом положении источника электромагнитного поля, отличающийся тем, что возбуждение упругих колебаний осуществляют в процессе многократного возбуждения электромагнитного поля, а измерения электромагнитного поля осуществляют во множестве точек в окрестности источника электромагнитного поля до, во время и после упругого воздействия, по совокупности полученных данных строят последовательность геоэлектрических разрезов, в которых отражают релаксацию удельного электрического сопротивления, обусловленную упругим воздействием, по совокупным данным строят 3D отображение участка опоискования, с выделением в разрезе аномальных зон с релаксацией сопротивления, по величине аномального эффекта и характеру указанной релаксации судят о наличии и свойствах залежей углеводородов.From the prior art investigated by the applicant, the invention was revealed "Method for geophysical exploration of hydrocarbon deposits" according to the patent of the Russian Federation No. 2527322, the essence is a method for geophysical exploration of hydrocarbon deposits, including exposure of the studied environment by a source of an electromagnetic field and a source of elastic vibrations, registration of an electromagnetic field, movement of of the investigated area, the allocation of the seismoelectric effect at each position of the source of the electromagnetic field, characterized in that the excitation of elastic vibrations is carried out in the process of repeated excitation of the electromagnetic field, and the measurements of the electromagnetic field are carried out at multiple points in the vicinity of the source of the electromagnetic field before, during and after the elastic action, based on the totality of the data obtained, a sequence of geoelectric sections is built, in which the relaxation of the resistivity due to elastic action is reflected, according to the aggregate data, a 3D mapping of the prospecting site is built, with the allocation of anomalous zones with a relaxation of resistance in the section, the presence and properties of hydrocarbon deposits are judged by the magnitude of the anomalous effect and the nature of this relaxation.
Таким образом, известный «Способ геофизической разведки залежей углеводородов» является методом электрического мониторинга, базирующегося на использовании площадных многоразносных зондирований становлением поля и детальном мониторинге релаксации удельного сопротивления разреза в процессе сейсмоэлектрических работ.Thus, the well-known "Method of geophysical prospecting for hydrocarbon deposits" is an electrical monitoring method based on the use of multi-spacing areal soundings by the formation of the field and detailed monitoring of the relaxation of the resistivity of the section during seismoelectric works.
Недостатком известного способа является то, что он (известный способ) предполагает размещение измерительных датчиков на дневной поверхности (т.е. на поверхности земли), что вызывает искажение измеряемых параметров под влиянием верхней части разреза. Кроме того, при разработке месторождения известным способом, который получил название в среде специалистов как Steam-assisted gravity drainage «SAGD» электромагнитное (ЭМ) поле на дневной поверхности сильно осложнено промышленными помехами, связанными с размещенными на поверхности паропроводами, линиями электропередач, кустами скважин и т.п., что делает его недостаточно эффективным при использовании по назначению.The disadvantage of this method is that it (the known method) involves the placement of measuring sensors on the surface of the day (ie, on the surface of the earth), which causes distortion of the measured parameters under the influence of the upper part of the section. In addition, during the development of the field in a known way, which was named among specialists as Steam-assisted gravity drainage "SAGD", the electromagnetic (EM) field on the day surface is greatly complicated by industrial interference associated with steam pipelines located on the surface, power lines, well clusters and etc., which makes it insufficiently effective when used for its intended purpose.
Из исследованного уровня техники заявителем выявлено изобретение «Способ геоэлектроразведки и устройство для его осуществления» по патенту РФ №2560997. Сущностью известного способа является способ геоэлектроразведки, основанный на измерениях электродвижущей силы (ЭДС) переходных процессов, использующий генераторный и измерительный контуры разных размеров, выбираемых в зависимости от глубины исследования, и включающий обработку зарегистрированного сигнала с помощью регулирования времени задержки и определения продольной проводимости (S) с последующим построением параметрической зависимости продольной проводимости (S) от глубины (h), отличающийся тем, что над траекторией горизонтальных скважин на время разработки высоковязких нефтей и битумов располагают стационарно генераторный контур и внутри него систему измерительных контуров меньшего размера, и во время регистрации ЭДС в измерительных контурах определяют временные задержки, на которых на фоне сигналов, регистрируемых всеми измерительными контурами, наблюдается контрастный рост наведенной ЭДС, которая соответствует сигналу от металлической обсадной колонны скважины, и привязывают наведенные ЭДС на выделенных задержках к траектории прохождения скважины, и на основе построенной зависимости продольной проводимости (S) от глубины (h) рассчитывают зависимости продольной проводимости (S) от глубины (h) на других измерительных контурах, и по ним определяют мощность и глубину залегания продуктивного пласта, по измеренным ЭДС для исследуемого пласта определяют кажущееся удельное электрическое сопротивление (ρк) и рассчитывают коэффициент кажущейся битумонасыщенности (Кб) по каждому циклу измерений.From the investigated state of the art, the applicant identified the invention "Method of geoelectrical prospecting and a device for its implementation" according to the RF patent No. 2560997. The essence of the known method is a geoelectrical prospecting method based on measurements of the electromotive force (EMF) of transient processes, using generator and measuring circuits of different sizes, selected depending on the depth of investigation, and including processing the recorded signal by adjusting the delay time and determining the longitudinal conductivity (S) with the subsequent construction of the parametric dependence of the longitudinal conductivity (S) on the depth (h), which differs in that above the trajectory of horizontal wells during the development of high-viscosity oils and bitumen, a stationary generator circuit is located and inside it a system of measuring circuits of a smaller size, and during the registration of EMF in measuring circuits determine time delays, at which, against the background of signals recorded by all measuring circuits, there is a contrasting increase in the induced EMF, which corresponds to the signal from the metal casing of the well, and is tied to conducted EMF at the selected delays to the trajectory of the well, and on the basis of the constructed dependence of the longitudinal conductivity (S) on the depth (h) calculate the dependences of the longitudinal conductivity (S) on the depth (h) on other measuring circuits, and from them determine the power and depth of occurrence of the productive formation, according to the measured EMF for the studied formation, the apparent resistivity (ρк) is determined and the coefficient of apparent bitumen saturation (KB) is calculated for each measurement cycle.
Таким образом, известный способ реализуется посредством использования наземного оборудование для зондирования становлением поля (ЗС) в ближней зоне. На результатах измерений ЗС сказываются влияние ВЧР и наличие приповерхностных промышленных помех, что в условиях сильной урбанизированности территории месторождения, разрабатываемого по технологии SAGD, существенно ограничивает возможность использования по назначению известного способа. Thus, the known method is implemented through the use of ground-based equipment for sounding by the formation of the field (FS) in the near zone. The results of measurements of the SZ are influenced by the influence of the VCR and the presence of near-surface industrial interference, which, given the highly urbanized territory of the field developed using the SAGD technology, significantly limits the possibility of using the known method for its intended purpose.
Из исследованного уровня техники заявителем выявлена группа изобретений «Способ и устройство для исследования и мониторинга резервуара, гидравлически изолированными внутри скважины и зафиксированными электродами» по патенту US 5642051. Сущностью известного технического решения в отношении способа является способ контроля резервуара текучей среды, пробуренного по меньшей мере одной скважиной, который реализуется посредством выполнения следующей последовательности операций, а именно - установки, по меньшей мере, одного электрода, закрепленного в указанной скважине и сообщающегося с поверхностью, - гидравлической изоляции секции указанной скважины, в которой расположен указанный электрод, от остальной части указанной скважины, обеспечения электрической связи между указанным электродом и резервуаром и пропускании тока через указанный резервуар, с измерением электрического параметра посредством указанного электрода, в результате чего определяют характеристики указанного резервуара. From the studied prior art, the applicant identified a group of inventions "Method and device for research and monitoring of a reservoir, hydraulically isolated inside the well and fixed by electrodes" according to US patent 5642051. The essence of the known technical solution in relation to the method is a method for monitoring a fluid reservoir drilled by at least one a well, which is realized by performing the following sequence of operations, namely, installing at least one electrode fixed in said well and communicating with the surface, hydraulically isolating the section of said well in which said electrode is located from the rest of said well, providing electrical connection between the specified electrode and the reservoir and passing current through the specified reservoir, with the measurement of the electrical parameter through the specified electrode, as a result of which the characteristics of the specified reservoir are determined.
Далее следует описание известного технического решения со ссылками на позиции фигур из известного описания (Фиг. 1, 2А, 2В настоящего описания). Для исключения неясности, позиции фигур аналога в контексте настоящего описания приведены с индексом (а), обозначающим аналог, при этом на самих Фиг.1 – 2 индекс (а) отсутствует, так как Фиг. 1-3 скопированы из описания аналога.The following is a description of the known technical solution with reference to the reference numbers of the figures from the known description (Figs. 1, 2A, 2B of the present description). For the sake of clarity, the positions of the figures of the analogue in the context of the present description are given with the index (a) denoting the analogue, while in FIGS. 1 to 2 themselves the index (a) is absent, since FIG. 1-3 are copied from the description of the analogue.
Таким образом, в известном способе по изобретению, представленному на фигурах 1, 2А, 2В, скважина 10(а) пробурена в породах 11(а). 12(а) – это дневная поверхность. Скважина может иметь глубину от нескольких сотен метров до нескольких километров. Скважина проходит через определенное количество последовательных геологических формаций, в которой источником тока + I является электрод, размещенный в точке А, соприкасающийся со стенкой скважины в соответствующей формации, а второй электрод В отнесен от электрода А на большую глубину. Выполнение приведенных действий позволяет теоретически проследить эквипотенциальные линии, обозначенные общими ссылками 13(а), 14(а), 15(а), 16(а) и 17(а), причем понятно, что для ясности показаны только некоторые кривые. Кривая 15(а) представляет собой прямую линию, представляющую уровень нулевого тока. Эквипотенциальные кривые, расположенные между нулевой кривой 15(а) и электродом А, являются вогнутыми по отношению к поверхности, тогда как эквипотенциальные кривые между кривой 15(а) нулевого уровня и электродом В являются вогнутыми в противоположном направлении.Thus, in the known method according to the invention shown in FIGS. 1, 2A, 2B, well 10 (a) is drilled in rocks 11 (a). 12 (a) is the day surface. A well can have a depth of several hundred meters to several kilometers. The well passes through a certain number of successive geological formations, in which the source of current + I is an electrode located at point A, in contact with the borehole wall in the corresponding formation, and the second electrode B is spaced from electrode A to a greater depth. By performing the above steps, it is possible to theoretically trace the equipotential lines indicated by general references 13 (a), 14 (a), 15 (a), 16 (a) and 17 (a), it being understood that only some of the curves are shown for clarity. Curve 15 (a) is a straight line representing the zero current level. Equipotential curves located between the zero curve 15 (a) and electrode A are concave with respect to the surface, while the equipotential curves between the zero curve 15 (a) and electrode B are concave in the opposite direction.
Заштрихованная область 18(а), ограниченная эквипотенциальными линиями 16(а) и 17(а), соответствует области продуктивного пласта. Внутри этого же слоя показана заштрихованная область 19(а), которая символизирует ловушку, обычно заполненную пластовыми водами. На самом деле геологические слои, содержащие углеводороды, часто содержат области или пропластки, содержащие жидкость или газ.The shaded area 18 (a), bounded by the equipotential lines 16 (a) and 17 (a), corresponds to the reservoir area. Within the same layer, the shaded area 19 (a) is shown, which symbolizes a trap, usually filled with formation water. In fact, geological layers containing hydrocarbons often contain areas or interlayers containing liquid or gas.
Желательно, чтобы водонасыщенная область продуктивного пласта 19(а) была подвижна, а ее перемещение было бы направлено к скважине.It is desirable that the water-saturated area of the reservoir 19 (a) be mobile, and its movement would be directed towards the well.
Точки, соответствующие измерительным электродам, закрепленным в скважине, в контакте с геологическими образованиями, обозначаются буквами a, b, c, d, e. Электроды от a до e находятся на эквипотенциальных кривых, чтобы облегчить понимание процесса.Points corresponding to measuring electrodes fixed in the borehole in contact with geological formations are designated by the letters a, b, c, d, e. Electrodes a to e are on equipotential curves to make the process easier to understand.
Разность потенциалов между эталонным электродом R и каждым электродом a и e, расположенными в скважине и находящихся в контакте с геологическими формациями, измеряется с помощью потенциометра 20(а), причем эталонный электрод предпочтительно расположен на поверхности, на некотором расстоянии от устья скважины, в условиях, обеспечивающих стабильность измеряемых характеристик во времени. При прочих равных условиях измеренные значения потенциала зависят от удельного сопротивления геологических формаций.The potential difference between the reference electrode R and each electrode a and e located downhole and in contact with geological formations is measured using a potentiometer 20 (a), with the reference electrode preferably located on the surface, at some distance from the wellhead, under conditions ensuring the stability of the measured characteristics over time. All other things being equal, the measured potential values depend on the resistivity of the geological formations.
Наличие водо- или газонасыщенной области 19(а) влияет на геометрию эквипотенциальных линий и, таким образом, влияет на измерения разностей потенциалов, проводимых на каждом из электродов a-e. Изменение формы эквипотенциальной кривой 15(а) символически обозначено ломаной кривой 15 '(а), при этом все кривые, около области 19(а), также меняют форму, что сказывается при снятии показаний на каждом из измерительных электродов.The presence of a water or gas saturated region 19 (a) affects the geometry of the equipotential lines and, thus, affects the measurements of the potential differences carried out at each of the electrodes a-e. The change in the shape of the equipotential curve 15 (a) is symbolically indicated by a broken curve 15 '(a), while all the curves, near the region 19 (a), also change shape, which affects when taking readings on each of the measuring electrodes.
На Фиг. 2А показан первый вариант конструкции устройства в соответствии с изобретением US5642051, состоящего из регулярного набора электродов 21(а)-25(а), при этом понятно, что устройство может содержать намного больше электродов, чем в показанном изобретении. Они образованы кольцами проводящего материала (например, меди или др.), неподвижно закрепленные на цилиндрической трубе 26(а), образующей кожух (обсадку) эксплуатационной скважины. Корпус 26(а) имеет покрытие в виде пленки или оболочки из электроизолирующего материала с эталоном 27(а). На его внешней стенке находятся измерительные электроды. Электроды 21(а)-25(а) соединены контактами 21а(а), 22а(а), 23а(а), 24а(а), 25а(а), а также кабельным соединением 28(а) с электронным средством 29(а), показанным на чертеже символически и прикрепленным к внешней стороне кожуха 26(а). Электронные средства 29(а) соединены с помощью электрического соединительного кабеля 30(а), соединенного с источником тока (переменного или постоянного) 31(а) и измерителем 32(а). Измеряют силу тока АВ и разности потенциалов между каждым из электродов 21(а)-25(а).FIG. 2A shows a first embodiment of a device in accordance with invention US5642051, consisting of a regular set of electrodes 21 (a) -25 (a), it being understood that the device may contain many more electrodes than in the shown invention. They are formed by rings of conductive material (for example, copper, etc.), fixedly mounted on a cylindrical pipe 26 (a), forming a casing (casing) of the production well. The housing 26 (a) is coated in the form of a film or shell of electrically insulating material with the reference 27 (a). Measuring electrodes are located on its outer wall. Electrodes 21 (a) -25 (a) are connected by
Таким образом, в известном способе используется метод электрического мониторинга, который в целом реализуется посредством выполнения следующей последовательности операций с использование следующих материальных средств.Thus, the known method uses the electrical monitoring method, which is generally implemented by performing the following sequence of operations using the following material means.
1. Бурят минимум одну не обсаженную скважину вскрывающую, пласт-коллектор, с глубиной забоя ниже подошвы пласта, буровыми установками.1. Drill at least one non-cased well, opening up the reservoir, with a bottomhole depth below the bottom of the formation, by drilling rigs.
2. Спускают в скважину группы электродов, равные диаметру скважины и таким образом перекрывающие ее, причем верхний и нижний электрод должны быть максимально разнесены друг относительно друга по глубине. Еще один электрод размещают на поверхности.2. A group of electrodes is lowered into the borehole, equal to the borehole diameter and thus overlapping it, and the upper and lower electrodes should be maximally spaced relative to each other in depth. Another electrode is placed on the surface.
3. Производят измерение разности потенциалов между электродами как в скважине, так и на поверхности.3. Measure the potential difference between the electrodes both in the well and on the surface.
4. Производят измерение сопротивления между электродами, как в скважине, так и на поверхности.4. Measure the resistance between the electrodes, both in the well and on the surface.
Основным недостатком известного способа в части технического эффекта, достигаемого с его использованием, является то, что при его использовании предполагается разведка пласт-коллектора в радиусе не более 20 см от ствола скважины, что не даёт возможности изучения неизмененной части пласта, которая необходима для проведения контроля за разработкой месторождения, что в принципе не обеспечивает возможность его использования для мониторинга разработки при парогравитационном методе добычи. При этом известный способ возможно реализовать исключительно на одной скважине, что ограничивает возможность применения по назначению вследствие того, что прототип даёт информацию о состоянии продуктивного слоя на территории, не превышающей информативность метода только околоскважинным пространством. При реализации способа используется только один наземный электрод, что, во-первых, ведет в появлению помех, во-вторых, отсутствие второго электрода на поверхности не позволяет в дальнейшем учесть сопротивление заземления электрода. При реализации известного способа электрод помещается в скважину с открытым стволом (не тампонированную), что препятствует применению метода паро-гравитационного дренирования (метод SAGD) вследствие возможности выхода пара из пласта на земную поверхность из-за высоких давлений, возникающих при применении данного метода.The main disadvantage of the known method in terms of the technical effect achieved with its use is that when using it, it is assumed that the reservoir is explored within a radius of no more than 20 cm from the wellbore, which makes it impossible to study the unchanged part of the formation, which is necessary for monitoring for the development of the field, which, in principle, does not provide the possibility of its use for monitoring the development with the steam-gravity method of production. In this case, the known method can be implemented exclusively on one well, which limits the possibility of its intended use due to the fact that the prototype provides information about the state of the productive layer in the territory that does not exceed the information content of the method only by the near-well space. When implementing the method, only one ground electrode is used, which, firstly, leads to the appearance of interference, and secondly, the absence of the second electrode on the surface does not allow further consideration of the grounding resistance of the electrode. When implementing the known method, the electrode is placed in a well with an open hole (not plugged), which prevents the use of the steam-gravity drainage method (SAGD method) due to the possibility of steam escape from the formation to the earth's surface due to the high pressures arising from the application of this method.
Принимая во внимание факт того, что заявителем не выявлены изобретения, которые совпадают с заявленным техническим решением совокупностью общих совпадающих признаков, заявителем составлена формула предполагаемого изобретения без ограничительной части.Taking into account the fact that the applicant has not identified inventions that coincide with the claimed technical solution by a set of common coinciding features, the applicant has drawn up the claims of the alleged invention without a limiting part.
Целью и техническим результатом заявленного технического решения является создание принципиально нового способа контроля разработки пласт-коллектора методом электроразведки, который обеспечивает возможность получения информации, достаточной для изучения пласт-коллекторов, размещенных на достаточно больших территориях при залегании продуктового пласта, преимущественно на небольших глубинах, на которых преимущественно залегают сверхвязкие нефти и битумы.The purpose and technical result of the claimed technical solution is to create a fundamentally new method for monitoring the development of a reservoir by the method of electrical exploration, which provides the ability to obtain information sufficient to study reservoir reservoirs located in sufficiently large territories with the occurrence of a product reservoir, mainly at shallow depths, at which predominantly super-viscous oils and bitumen occur.
При этом:Wherein:
• Используется сеть мониторинговых скважин, их количество может варьироваться в зависимости от размеров месторождения и необходимой детальности исследований.• A network of monitoring wells is used, their number may vary depending on the size of the field and the required survey detail.
• Исследования подразделяются на несколько этапов, при измерении межскважинного сопротивления и разности потенциалов не используются наземные электроды, что приводит к исключению влияния ВЧР (верхней части разреза), при определении сопротивления заземления используется фиксированная расстановка, состоящая из 3-х электродов (два наземных, один в скважине).• Research is divided into several stages, when measuring the cross-well resistance and potential difference, ground electrodes are not used, which leads to the elimination of the influence of the upper part of the section, when determining the ground resistance, a fixed arrangement is used, consisting of 3 electrodes (two ground, one in the well).
Таким образом, заявленное техническое решение, по мнению заявителя, относится к технологиям прорывного характера вследствие использования известных способов электроразведки, но не применяемых ранее в данной области техники в объёме заявленных существенных признаков, приведенных в независимом пункте заявленного технического решения.Thus, the claimed technical solution, according to the applicant, refers to technologies of a breakthrough nature due to the use of known methods of electrical exploration, but not previously used in this field of technology in the scope of the declared essential features given in the independent paragraph of the claimed technical solution.
Заявленный способ электрического мониторинга гидродинамического состояния пласт-коллектора включает периодическое проведение измерений сопротивления заземления электродов, электрического сопротивления среды между электродами, естественной разности потенциалов между электродами, при этом электроды располагаются в пределах пласт-коллектора, вскрытого сетью мониторинговых скважин, изменения его характеристик в ходе химического, теплового или иного способа воздействия на него, пространственного развития паровой камеры. При этом основная идея заявленного способа сводится к тому, что позволяет, в отличие от известных методов, получить существенные преимущества, а именно - получить значения электрических параметров без существенных искажений за счет использования электродов в скважинах. Возможно применение заявленного способа для мониторинга месторождений, на которых применяется разработка методом паро-гравитационного дренирования (метод SAGD), потому что скважины, в которые устанавливаются электроды, полностью тампонируются и, таким образом, система «пласт-коллектор» остается изолированной. При этом преимуществами заявленного технического решения по сравнению с аналогами являются такие факторы, как значительное удешевление работ вследствие того, что в заявленном техническом решении не требуется применение дорогостоящих регистраторов (преимущественно зарубежного производства, например SGD-ETT TomoZOND, ElectroGeoTest и др.) стоимостью от 2 млн. рублей и выше, которые в заявленном техническом решении заменены гораздо более дешевыми и не менее качественными приборами отечественного производства (измерители фирмы АКТАКОМ, измерители сопротивления Ф4103) стоимостью до нескольких десятков тысяч рублей. Заявленные технические преимущества достигается совокупностью заявленных признаков.The claimed method for electrical monitoring of the hydrodynamic state of the reservoir includes periodic measurements of the grounding resistance of the electrodes, the electrical resistance of the medium between the electrodes, the natural potential difference between the electrodes, while the electrodes are located within the reservoir, opened by a network of monitoring wells, changes in its characteristics during chemical , thermal or other way of influencing it, the spatial development of the steam chamber. In this case, the main idea of the claimed method is that it allows, in contrast to the known methods, to obtain significant advantages, namely, to obtain the values of electrical parameters without significant distortion due to the use of electrodes in the wells. It is possible to use the claimed method for monitoring fields where the development by steam-gravity drainage (SAGD method) is used, because the wells in which the electrodes are installed are completely plugged and, thus, the "reservoir-reservoir" system remains isolated. At the same time, the advantages of the claimed technical solution in comparison with analogues are such factors as a significant reduction in the cost of work due to the fact that the claimed technical solution does not require the use of expensive registrars (mainly foreign production, for example SGD-ETT TomoZOND, ElectroGeoTest, etc.) costing from 2 million rubles and above, which in the stated technical solution are replaced by much cheaper and no less high-quality devices of domestic production (meters from AKTAKOM, resistance meters F4103) worth up to several tens of thousands of rubles. The claimed technical advantages are achieved by a combination of the stated features.
Сущностью заявленного технического решения является способ электромониторинга разработки мелкозалегающих залежей сверхвязкой нефти или битума методом SAGD, заключающийся в том, что выполняют бурение сети мониторинговых, не обсаженных скважин, с отбором керна с целью выявления продуктивного пласта и определения фильтрационно-емкостных свойств породы, спускают в каждую скважину электрод на изолированном кабеле на заданную глубину в пределах выявленного продуктивного пласта и выполняют тампонаж каждой из скважин цементом с фиксацией на поверхности земли отрезка кабеля длиной 1.5-2 метра с возможностью подсоединения к вышеприведенному электроду измерительной аппаратуры, проводят работы по измерению ∆UЕП между соседними скважинами таким образом, чтобы получить систему замкнутых примыкающих треугольных контуров, далее по каждому контуру рассчитывается невязка, равной сумме разности потенциалов между скважинными электродами, далее с учётом невязки измеренные значения ∆UЕП исправляют таким образом, чтобы сумма исправленных значений ∆UЕП по любому замкнутому контуру равнялась нулю, далее относительно опорной скважины, потенциал которой принимается равной нулю, рассчитывают потенциалы других скважин и строят план изолиний потенциала, далее сопоставляют планы изолиний потенциалов, полученных в разное время, с интервалом в 2-3 месяца между измерениями, при сопоставлении планов изолиний определяют направление движения флюидов в продуктивном пласте а так же области прогрева пласта, измеряют сопротивление заземления электрода каждой из мониторинговых скважин по двухлучевой схеме, с интервалом в 2-3 месяца, выполняют измерения на постоянном токе между скважинными электродами и на основании измеренных значений тока и напряжения по закону Ома рассчитывают сопротивление R, которое состоит из сопротивления катушки с соединительным проводом Rсп, сопротивления кабеля Rк, сопротивления скважинных электродов Rзаз и сопротивления среды Rср между электродами, а для пространственного и временного анализа используются величины ∆R1 = R - Rсп и ∆R2 = R - Rсп-Rзаз, которые содержат информацию об изменении сопротивления среды, в том числе и продуктивного пласта, между скважинами. The essence of the claimed technical solution is a method of electrical monitoring of the development of shallow deposits of super-viscous oil or bitumen using the SAGD method, which consists in the fact that a network of monitoring, uncased wells is drilled, with the aim of identifying the productive formation and determining the reservoir properties of the rock, is lowered into each well, an electrode on an insulated cable to a predetermined depth within the identified productive formation and grouting each of the wells with cement with fixing a 1.5-2 meter cable section on the ground surface with the possibility of connecting to the above electrode of the measuring equipment, carry out work on measuring ∆UEP between adjacent wells in such a way to obtain a system of closed adjacent triangular contours, then for each contour the residual is calculated, equal to the sum of the potential difference between the downhole electrodes, then, taking into account the residual, the measured values of ∆UEP are corrected In this way, so that the sum of the corrected ∆UEP values along any closed loop is equal to zero, then, relative to the reference well, the potential of which is assumed to be zero, the potentials of other wells are calculated and a plan of potential isolines is plotted, then the plans of isolines of potentials obtained at different times are compared with an interval in 2-3 months between measurements, when comparing the plans of isolines, the direction of movement of fluids in the productive formation as well as the area of formation heating is determined, the grounding resistance of the electrode of each of the monitoring wells is measured according to a two-beam scheme, with an interval of 2-3 months, measurements are performed on a constant current between the downhole electrodes and on the basis of the measured values of current and voltage according to Ohm's law, the resistance R is calculated, which consists of the resistance of the coil with the connecting wire Rsp, the resistance of the cable Rk, the resistance of the downhole electrodes Rzaz and the resistance of the medium Rav between the electrodes, and for spatially For the first and the time analysis, the values ∆R1 = R - Rsp and ∆R2 = R - Rsp-Rzaz are used, which contain information about changes in the resistance of the medium, including the productive formation, between the wells.
Заявленное техническое решение иллюстрируется Фиг. 1 – Фиг. 6:The claimed technical solution is illustrated in FIG. 1 to FIG. 6:
На Фиг. 1 – Фиг. 2 представлены схемы аналога – изобретения по патенту US5642051, где позиции на фигурах обозначены так, как они обозначены в аналоге, а в тексте позиции аналога обозначены с индексом (а) во избежание путаницы с позициями заявленного технического решения.FIG. 1 to FIG. 2 shows analogue diagrams - inventions under US5642051, where the positions in the figures are designated as they are indicated in the analogue, and in the text, the analogue positions are indicated with an index (a) in order to avoid confusion with the positions of the claimed technical solution.
На Фиг. 3 представлена схема измерения разности потенциалов (∆UЕП) между скважинными электродами, где цифрами обозначены:FIG. 3 shows a diagram for measuring the potential difference (∆UEP) between downhole electrodes, where the numbers indicate:
1 – пласт-коллектор;1 - reservoir;
2 – электроды;2 - electrodes;
3 – соединительный кабель;3 - connecting cable;
4 – мультиметр;4 - multimeter;
5 – катушка с соединительным проводом;5 - coil with connecting wire;
6 – скважинная обсадка;6 - downhole casing;
7 – тампонаж.7 - plugging.
На Фиг. 4 представлен пример схемы измерения разности потенциалов (∆UЕП) между скважинными электродами на площади мониторинга, где цифрами обозначены:FIG. 4 shows an example of a circuit for measuring the potential difference (∆UEP) between downhole electrodes on the monitoring area, where the numbers indicate:
8 – мониторинговые скважины;8 - monitoring wells;
9 – ориентация измерительных установок;9 - orientation of measuring installations;
10 – замкнутый треугольный контур.10 - closed triangular contour.
На Фиг. 5 представлена схема установки для измерения сопротивления скважинного электрода, где цифрами обозначены:FIG. 5 shows a diagram of an installation for measuring the resistance of a downhole electrode, where the numbers indicate:
8 – мониторинговая скважина;8 - monitoring well;
11 – кабель;11 - cable;
12 – измеритель сопротивления заземления Ф4103, ЦС4107.12 - ground resistance meter F4103, TsS4107.
На Фиг. 6 представлена схема измерения сопротивления между скважинами методом постоянного тока, где цифрами обозначены:FIG. 6 shows a diagram for measuring the resistance between wells by the direct current method, where the numbers indicate:
8 – мониторинговая скважина;8 - monitoring well;
13 – соединительный кабель;13 - connecting cable;
14 - катушка с соединительным проводом;14 - coil with connecting wire;
15 - источник питания;15 - power supply;
1 - пласт-коллектор;1 - reservoir;
17 - горизонтальные скважины SAGD.17 - SAGD horizontal wells.
Заявленный способ согласно изобретению реализуется посредством выполнения следующей последовательности операций над материальными объектами с использованием следующих материальных средств.The claimed method according to the invention is implemented by performing the following sequence of operations on material objects using the following material means.
На площади месторождения с учётом проектного расположения паронагнетательных и добывающих скважин:On the field area, taking into account the design location of steam injection and production wells:
1) Выполняют бурение сети мониторинговых, не обсаженных скважин, вскрывающих пласт-коллектор, с глубиной забоя на подошве пласт-коллектора, буровыми установками с отбором керна в интервале от покрышки до подошвы пласт-коллектора.1) Drilling a network of monitoring, non-cased wells that penetrate the reservoir, with a bottom hole at the bottom of the reservoir, drilling rigs with coring in the interval from the cover to the bottom of the reservoir.
2) Согласно утвержденной Заказчиком схеме расположения сети мониторинговых скважин производят расчет системы замкнутых треугольных контуров с указанием порядка проведения измерений (см. пояснения в п.4 по расчету системы замкнутых треугольных контуров), таким образом, чтобы каждая скважина была соединена как минимум с тремя соседними скважинами последовательно (Фиг.4). 2) According to the layout of the network of monitoring wells approved by the Customer, the system of closed triangular loops is calculated with an indication of the measurement procedure (see the explanations in
Далее исследователем (обработчиком) выбирается любая из мониторинговых скважин, принимаемая за опорную, в дальнейшем потенциал этой скважины принимается за ноль для создания замкнутой системы отсчета, далее потенциалы всех скважин рассчитывают относительно этой опорной скважины (см. п. 5)Next, the investigator (processor) selects any of the monitoring wells, which is taken as the reference well, then the potential of this well is taken as zero to create a closed reference system, then the potentials of all wells are calculated relative to this reference well (see clause 5)
3) Далее выполняют спуск в каждую скважину с использованием геофизического подъемника, на изолированном кабеле соединённого с ним электрода в пласт-коллектор, на заданную глубину (ниже кровли пласт-коллектора и выше подошвы этого же пласт-коллектора). 3) Next, each well is lowered into each well using a geophysical lift, on an insulated cable, an electrode connected to it into the reservoir, to a predetermined depth (below the top of the reservoir and above the bottom of the same reservoir).
Далее, после завершения указанных выше действий, производят тампонаж каждой из скважин цементом с фиксацией на поверхности земли кабеля длиной 1.5-2 метра, для возможности подсоединения к вышеприведенному электроду измерительной аппаратуры. Further, after completing the above actions, grouting of each of the wells with cement is performed, with a cable 1.5-2 meters long fixed on the surface of the earth, in order to be able to connect the measuring equipment to the above electrode.
4) Далее, на участке месторождения, подготовленном по пункту 1), выполняют следующие действия:4) Further, at the site of the field prepared according to point 1), the following actions are performed:
- изолированные кабели (длиной 1.5-2 метра) от электродов каждой из соседних скважин соединяют последовательно между собой одножильным проводом (провода марок ГСП, ГПМП, ГПСМП, ГПСМПО) по схеме, рассчитанной в пункте 2); - insulated cables (1.5-2 meters long) from the electrodes of each of the adjacent wells are connected in series with each other by a single-core wire (wires of the GSP, GPMP, GPSMP, GPSMPO brands) according to the scheme calculated in paragraph 2);
- далее к одножильному проводу, протянутому между двумя соседними скважинами и к изолированным кабелям электродов каждой из скважин последовательно подключают измерительный прибор (Фиг. 3), и проводят работы по измерению электрических характеристик между соседними скважинами таким образом, чтобы получить систему замкнутых треугольных контуров (см. Фиг. 4); - then a measuring device is connected in series to a single-core wire stretched between two adjacent wells and to the insulated cables of the electrodes of each of the wells (Fig. 3), and work is carried out to measure the electrical characteristics between adjacent wells in such a way as to obtain a system of closed triangular loops (see . Fig. 4);
- далее по каждому из измеренных контуров рассчитывают невязку, равную сумме ∆UЕП, при этом измеренные значения ∆UЕП исправляют с учётом невязки таким образом, чтобы сумма исправленных ∆UЕП по любому замкнутому контуру равнялась нулю;- further, for each of the measured contours, the residual is calculated, equal to the sum of ∆UEP, while the measured values of ∆UEP are corrected taking into account the residual so that the sum of the corrected ∆UEP along any closed loop is equal to zero;
- далее, после выполнения указанных выше действий относительно опорной скважины, потенциал которой принимается равной нулю и которая остаётся постоянной в процессе мониторинга, рассчитывают потенциалы других скважин, и строят план изолиний потенциала UЕП. При сопоставлении планов изолиний потенциалов, полученных в разное время (с интервалом в 2-3 месяца между измерениями) представляется возможным определить направление движения флюидов в пласт-коллекторе, области прогрева пласт-коллектора.- further, after performing the above actions with respect to the reference well, the potential of which is assumed to be zero and which remains constant during the monitoring process, the potentials of other wells are calculated, and a plan of isolines of the UEP potential is built. When comparing the plans of potential isolines obtained at different times (with an interval of 2-3 months between measurements), it is possible to determine the direction of movement of fluids in the reservoir, the area of heating of the reservoir.
5) Далее, после измерений ∆UЕП, с помощью поверенного измерителя сопротивления заземляющих устройств любых геометрических размеров, соответствующего ГОСТ 22261-94, ГОСТ Р51350–99 и ГОСТ 26104-89, двух стальных электродов (Rт2 и Rп2) и двух одножильных кабелей длиной 32 метра производят измерение сопротивления заземления электрода каждой из мониторинговых скважин по двухлучевой схеме (один луч - токовый электрод всегда направлен на юг, второй луч - потенциальный электрод, перемещается по прямой на запад относительно первого с шагом 2 м) (см. Фиг.5). Для этого изолированный провод от скважинного электрода (см. на Фиг.6 - ЗУ) подключают одновременно к токовому (Т1) и приемному (П1) входу измерителя. К токовому и приемному входам Т2 и П2 измерителя подключают две проводные линии Lзт и Lзп равной длины (32 м) с поверхностными заземлениями на концах. Таким образом, удаление токового и потенциального электродов (Rт2 и Rп2) от скважины в процессе измерений остаётся постоянным. Первоначально расстояние Lтп между токовым и потенциальным электродами (Rт2 и Rп2) устанавливают равным 16 м (Фиг.5). 5) Further, after measuring ∆UEP, using a verified resistance meter for grounding devices of any geometrical dimensions corresponding to GOST 22261-94, GOST R51350-99 and GOST 26104-89, two steel electrodes (Rt2 and Rp2) and two single-
Далее для каждой из скважин проводят серию измерений сопротивления заземления скважинного электрода, поочередно устанавливая потенциальный электрод Rп2 на расстояниях 16, 14, 12, 10, 8 метров от токового электрода Rт2 соответственно. Further, for each of the wells, a series of measurements of the grounding resistance of the borehole electrode is carried out, alternately setting the potential electrode Rp2 at distances of 16, 14, 12, 10, 8 meters from the current electrode Rt2, respectively.
Далее из полученных результатов исследователь выбирает два повторяющихся, по крайней мере, на двух смежных разносах Lтп или различающихся не более чем на 10%. Если на этих разносах Lтп не удается получить приемлемого результата, то проводят дополнительные измерения сопротивления заземления скважинного электрода при увеличении разносов с шагом 2 метра до 24 метров. При этом для сохранения планового положения заземлений Rт2 и Rп2 в процессе мониторинга, направление разноса Lзт ориентировано на юг от скважины, а Lзп на юго-восток. Further, from the results obtained, the researcher selects two Ltp that are repeated at least at two adjacent spacings or differ by no more than 10%. If it is not possible to obtain an acceptable result at these spacings Ltp, then additional measurements of the grounding resistance of the borehole electrode are carried out with an increase in spacings with a step of 2 meters to 24 meters. At the same time, in order to maintain the planned position of groundings Rt2 and Rp2 during the monitoring process, the direction of the separation Lzt is oriented to the south of the well, and Lzp to the southeast.
Так как сопротивление заземления электрода определяется удельным электрическим сопротивлением среды в приэлектродной зоне, которое зависит от удельного электрического сопротивления флюида, насыщающего пласт-коллектор, то по значениям сопротивления заземления электрода в каждой из скважин представляется возможным делать выводы как о примерном составе флюида, так и об изменении состояния флюида в пласте в процессе разработки залежи сверхвязкой нефти или битума методом SAGD. Since the electrode grounding resistance is determined by the specific electrical resistance of the medium in the near-electrode zone, which depends on the specific electrical resistance of the fluid saturating the reservoir, it is possible to draw conclusions about both the approximate composition of the fluid and about the values of the grounding resistance of the electrode in each well. changes in the state of the fluid in the formation during the development of super-viscous oil or bitumen deposits using the SAGD method.
Далее представленная выше последовательность действий повторяется на каждой из мониторинговых скважин с интервалом 2-3 месяца. Further, the above sequence of actions is repeated at each of the monitoring wells with an interval of 2-3 months.
Далее измеренные в первый и в последующие разы данные анализируют с учетом временного изменения сопротивления заземления скважинных электродов, что позволяет выделить в плане области изменения характера флюида в пласте-коллекторе. Further, the data measured for the first and subsequent times are analyzed taking into account the temporal change in the grounding resistance of the downhole electrodes, which makes it possible to distinguish in terms of areas of changes in the nature of the fluid in the reservoir.
Далее, если возникает необходимость для проведения всесезонных измерений (например, зимой) устанавливаются стационарные заземления Rт2 и Rп2 (стальные арматуры длиной не менее 3 метров, закопанные в землю на глубину не менее 2,5 метров) на соответствующих разносах Lзт, Lзп и Lтп. Это необходимо из-за большой глубины промерзания почвенного слоя в зимний период.Further, if it becomes necessary to carry out all-season measurements (for example, in winter), stationary groundings Rt2 and Rp2 are installed (steel fittings with a length of at least 3 meters, buried in the ground to a depth of at least 2.5 meters) at the appropriate spacing Lzt, Lzp and Ltp. This is necessary due to the large freezing depth of the soil layer in winter.
6) Далее выполняют измерение электрического сопротивления между скважинными электродами каждой из мониторинговых скважин. Для этого возле каждой мониторинговой скважины (исходя из очередности измерений, определенной в п.2), собирается измерительная схема (Фиг.6) состоящая из поверенного измерителя тока с классом точности 0.1 – 0.2, согласно ГОСТ 8.497-83 и ГОСТ 8711-9 и расширенным диапазоном измерения (до 5А), вольтметра класса точности 0.1 – 0.5 , источника тока в виде трех 12-вольтовых аккумуляторных батарей одинаковой емкости (не менее 65 А/ч), включенных последовательно, и катушки с соединительным проводом, который подключают к электроду каждой из мониторинговых скважин, проводимых по схеме, разработанной в пункте 2) (пример схемы Фиг. 4), на постоянном токе для исключения влияния индуктивности соединительного провода на результаты измерения. При этом необходимость использования достаточно высокого напряжения 36 вольт обусловлена снижением влияния разности потенциалов между соседними скважинами на результаты измерения до уровня менее 1%. 6) Next, measure the electrical resistance between the downhole electrodes of each of the monitoring wells. To do this, near each monitoring well (based on the sequence of measurements defined in clause 2), a measuring circuit is assembled (Fig. 6) consisting of a verified current meter with an accuracy class of 0.1 - 0.2, according to GOST 8.497-83 and GOST 8711-9 and extended measurement range (up to 5A), a voltmeter of accuracy class 0.1 - 0.5, a current source in the form of three 12-volt rechargeable batteries of the same capacity (at least 65 A / h), connected in series, and a coil with a connecting wire that is connected to the electrode of each from monitoring wells carried out according to the scheme developed in paragraph 2) (example of the scheme of Fig. 4), on direct current to eliminate the influence of the inductance of the connecting wire on the measurement results. At the same time, the need to use a sufficiently high voltage of 36 volts is due to a decrease in the effect of the potential difference between adjacent wells on the measurement results to less than 1%.
7) Далее, после проведения каждого из замеров выполняют измерение активного электрического сопротивления катушки с соединительным проводом (обычно марок ГСП, ГПМП, ГПСМП, ГПСМПО). Далее по результатам измерения силы тока и напряжения по закону Ома рассчитывают активное электрическое сопротивление R, которое состоит из сопротивления катушки с соединительным проводом Rсп, сопротивления кабеля Rк, сопротивления заземления скважинных электродов Rзаз и сопротивления среды Rср между ними. При этом пространственному и временному анализу подлежат величины ∆R1 = R – Rсп и ∆R2 = R –Rсп – Rзаз, которые содержат информацию об изменении электрического сопротивления среды, в том числе и пласт-коллектора, между мониторинговыми скважинами.7) Further, after each of the measurements, the active electrical resistance of the coil with the connecting wire is measured (usually brands GSP, GPMP, GPSMP, GPSMPO). Further, according to the results of measuring the current and voltage according to Ohm's law, the active electrical resistance R is calculated, which consists of the resistance of the coil with the connecting wire Rsp, the resistance of the cable Rk, the grounding resistance of the downhole electrodes Rzaz and the resistance of the medium Rav between them. In this case, the spatial and temporal analysis is subject to the values ∆R1 = R - Rsp and ∆R2 = R –Rsp - Rzaz, which contain information about changes in the electrical resistance of the medium, including the reservoir, between the monitoring wells.
Таким образом, основываясь на изложенном выше, а именно, на выполнении выше представленных действий при использовании заявленной совокупности признаков способа обеспечивается возможность выполнения качественного электрического мониторинга разработки месторождения высоковязких нефтей методом паро-гравитационного дренирования. Thus, based on the above, namely, on the performance of the above actions when using the claimed set of features of the method, it is possible to perform high-quality electrical monitoring of the development of a field of high-viscosity oils by the method of steam-gravity drainage.
Представленный выше способ мониторинга был промышленно апробирован на одном из месторождений высоковязких нефтей ПАО «Татнефть». Полученные результаты позволили оптимизировать разработку месторождения, повысив эффективность закачки пара таким образом, что пласт-коллектор стал разогреваться более равномерно, вследствие чего обеспечен повышенный приток нефти, который вырос на большинстве добывающих скважин до значений 20-30% по сравнению с достигаемыми ранее результатами без использования заявленного способа. Результаты применения заявленного способа являются предметом коммерческой тайны, в силу чего заявителем не приведены численные значения полученных параметров роста нефтеотдачи.The monitoring method presented above was industrially tested at one of the high-viscosity oil fields of PJSC TATNEFT. The results obtained made it possible to optimize the development of the field, increasing the efficiency of steam injection in such a way that the reservoir began to warm up more evenly, as a result of which an increased oil flow was provided, which increased in most production wells to values of 20-30% compared to previously achieved results without using the claimed method. The results of the application of the claimed method are the subject of commercial secrets, due to which the applicant does not provide the numerical values of the obtained parameters of the increase in oil recovery.
Заявленный способ мониторинга дал высокие результаты по повышению нефтеотдачи в целом, при этом заявителю удалось обеспечить значительное снижение затрат как на сам мониторинг, так и на энергоносители (электричество, вода). Кроме указанного, заявленный способ позволяет проводить всесезонные измерения, а также использовать для работ отечественное оборудование, являющееся значительно более дешевым по сравнению с зарубежными аналогами.The claimed monitoring method gave good results in increasing oil recovery in general, while the applicant was able to ensure a significant reduction in the cost of both monitoring itself and energy resources (electricity, water). In addition to the above, the claimed method allows one to carry out all-season measurements, as well as to use domestic equipment for work, which is much cheaper than foreign analogues.
Таким образом, из вышеописанного можно сделать вывод, что заявителю удалось достигнуть поставленных целей и заявленного технического результата, а именно:Thus, from the above, we can conclude that the applicant managed to achieve the goals and the claimed technical result, namely:
Создан принципиально новый способ контроля разработки пласт-коллектора методом электроразведки, который обеспечивает возможность получения информации, достаточной для изучения пласт-коллекторов, размещенных на достаточно больших территориях при залегании продуктового пласта, преимущественно на небольших глубинах, на которых преимущественно залегают сверхвязкие нефти и битумы.A fundamentally new method has been created for monitoring the development of a reservoir by the method of electrical exploration, which provides the ability to obtain information sufficient to study reservoir reservoirs located in sufficiently large territories with the occurrence of a product reservoir, mainly at shallow depths, where super-viscous oils and bitumen are predominantly found.
При этом:Wherein:
• Используется сеть мониторинговых скважин, их количество может варьироваться в зависимости от размеров месторождения и необходимой детальности исследований.• A network of monitoring wells is used, their number may vary depending on the size of the field and the required survey detail.
• Исследования подразделяются на несколько этапов, при измерении межскважинного сопротивления и разности потенциалов не используются наземные электроды, что приводит к исключению влияния ВЧР (верхней части разреза), при определении сопротивления заземления используется фиксированная расстановка, состоящая из 3-х электродов (два наземных, один в скважине).• Research is divided into several stages, when measuring the cross-well resistance and potential difference, ground electrodes are not used, which leads to the elimination of the influence of the upper part of the section, when determining the ground resistance, a fixed arrangement is used, consisting of 3 electrodes (two ground, one in the well).
Заявленное техническое решение соответствует критерию «новизна», предъявляемому к изобретениям, так как при определении уровня техники не обнаружено средство, которому присущи признаки, идентичные (то есть совпадающие по исполняемой ими функции и форме выполнения этих признаков) всем признакам, перечисленным в формуле изобретения, включая характеристику назначения. The claimed technical solution meets the criterion of "novelty" applied to inventions, since when determining the level of technology, no means was found, which inherent features identical (that is, coinciding in the function they perform and the form of implementation of these features) to all the features listed in the claims, including the description of the destination.
Заявленное техническое решение соответствует критерию «изобретательский уровень», предъявляемому к изобретениям, так как не является очевидным для специалиста в анализируемой области техники.The claimed technical solution meets the "inventive step" criterion for inventions, since it is not obvious to a specialist in the analyzed field of technology.
Заявленное техническое решение соответствует критерию «промышленная применимость», предъявляемому к изобретениям, так как промышленно апробирован на одном из месторождений высоковязких нефтей ПАО «Татнефть».The claimed technical solution meets the criterion of "industrial applicability" for inventions, since it has been industrially tested at one of the high-viscosity oil fields of PJSC TATNEFT.
Claims (1)
Способ электромониторинга разработки мелкозалегающих залежей сверхвязкой нефти или битума методом SAGD, заключающийся в том, что выполняют бурение сети мониторинговых необсаженных скважин с отбором керна с целью выявления продуктивного пласта и определения фильтрационно-емкостных свойств породы, спускают в каждую скважину электрод на изолированном кабеле на заданную глубину в пределах выявленного продуктивного пласта и выполняют тампонаж каждой из скважин цементом с фиксацией на поверхности земли отрезка кабеля длиной 1.5-2 метра с возможностью подсоединения к вышеприведенному электроду измерительной аппаратуры, проводят работы по измерению ∆UЕП между соседними скважинами таким образом, чтобы получить систему замкнутых примыкающих треугольных контуров, далее по каждому контуру рассчитывается невязка, равная сумме разности потенциалов между скважинными электродами, далее с учётом невязки измеренные значения ∆UЕП исправляют таким образом, чтобы сумма исправленных значений ∆UЕП по любому замкнутому контуру равнялась нулю, далее относительно опорной скважины, потенциал которой принимается равной нулю, рассчитывают потенциалы других скважин и строят план изолиний потенциала, далее сопоставляют планы изолиний потенциалов, полученных в разное время с интервалом в 2-3 месяца между измерениями, при сопоставлении планов изолиний определяют направление движения флюидов в продуктивном пласте, а также области прогрева пласта, измеряют сопротивление заземления электрода каждой из мониторинговых скважин по двухлучевой схеме с интервалом в 2-3 месяца, выполняют измерения на постоянном токе между скважинными электродами и на основании измеренных значений тока и напряжения по закону Ома рассчитывают сопротивление R, которое состоит из сопротивления катушки с соединительным проводом Rсп, сопротивления кабеля Rк, сопротивления скважинных электродов Rзаз и сопротивления среды Rср между электродами, а для пространственного и временного анализа используются величины ∆R1 = R - Rсп и ∆R2 = R - Rсп-Rзаз, которые содержат информацию об изменении сопротивления среды, в том числе и продуктивного пласта, между скважинами.
The method of electrical monitoring of the development of shallow deposits of super-viscous oil or bitumen using the SAGD method, which consists in the fact that a network of monitoring uncased wells is drilled with coring to identify the productive formation and determine the reservoir properties of the rock, an electrode is lowered into each well on an insulated cable to a predetermined depth within the identified productive formation and grouting each of the wells with cement with fixing a 1.5-2 meter cable section on the ground surface with the possibility of connecting to the above electrode of the measuring equipment, carry out work on measuring ∆UEP between adjacent wells in such a way as to obtain a system of closed adjacent triangular contours, then for each contour the residual is calculated, equal to the sum of the potential difference between the downhole electrodes, then, taking into account the residual, the measured values of ∆UEP are corrected in such a way that the sum of the corrected values of ∆UEP for any closed loop was equal to zero, then relative to the reference well, the potential of which is assumed to be zero, the potentials of other wells are calculated and a plan of potential isolines is plotted, then the plans of isolines of potentials obtained at different times with an interval of 2-3 months between measurements are compared, when comparing the plans of isolines determine the direction of movement of fluids in the reservoir, as well as the heating area of the reservoir, measure the grounding resistance of the electrode of each of the monitoring wells using a two-beam scheme with an interval of 2-3 months, carry out measurements with direct current between the well electrodes and based on the measured current and voltage values Ohm's law, the resistance R is calculated, which consists of the resistance of the coil with the connecting wire Rsp, the resistance of the cable Rk, the resistance of the downhole electrodes Rzaz and the resistance of the medium Rav between the electrodes, and for spatial and temporal analysis, the values ∆R1 = R - Rsp and ∆R2 = R - Rsp-Rzaz, which contain information about changes in the resistance of the medium, including the reservoir, between the wells.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018147150A RU2736446C2 (en) | 2018-12-28 | 2018-12-28 | Method for electrical monitoring of reservoir-collector characteristics during development of oil deposits using steam pumping |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018147150A RU2736446C2 (en) | 2018-12-28 | 2018-12-28 | Method for electrical monitoring of reservoir-collector characteristics during development of oil deposits using steam pumping |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2018147150A RU2018147150A (en) | 2020-06-29 |
| RU2018147150A3 RU2018147150A3 (en) | 2020-06-29 |
| RU2736446C2 true RU2736446C2 (en) | 2020-11-17 |
Family
ID=71509328
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018147150A RU2736446C2 (en) | 2018-12-28 | 2018-12-28 | Method for electrical monitoring of reservoir-collector characteristics during development of oil deposits using steam pumping |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2736446C2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114706130B (en) * | 2022-02-28 | 2023-09-26 | 中国海洋大学 | Method for in-situ measurement of vertical distribution range of seabed bubble type shallow air |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5642051A (en) * | 1993-11-17 | 1997-06-24 | Schlumberger Technology Corporation | Method and apparatus for surveying and monitoring a reservoir penetrated by a well including fixing electrodes hydraulically isolated within a well |
| US6230800B1 (en) * | 1999-07-23 | 2001-05-15 | Schlumberger Technology Corporation | Methods and apparatus for long term monitoring of a hydrocarbon reservoir |
| RU2560997C2 (en) * | 2014-01-09 | 2015-08-20 | Открытое акционерное общество Научно-производственное предприятие "Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических исследований геологоразведочных скважин" (ОАО НПП "ВНИИГИС") | Geoelectric survey method and device for its implementation |
| RU2649994C9 (en) * | 2014-05-01 | 2018-06-25 | Халлибертон Энерджи Сервисез, Инк. | Method of inter-well tomography and systems using a casing section with at least one data transmission and reception device |
-
2018
- 2018-12-28 RU RU2018147150A patent/RU2736446C2/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5642051A (en) * | 1993-11-17 | 1997-06-24 | Schlumberger Technology Corporation | Method and apparatus for surveying and monitoring a reservoir penetrated by a well including fixing electrodes hydraulically isolated within a well |
| US6230800B1 (en) * | 1999-07-23 | 2001-05-15 | Schlumberger Technology Corporation | Methods and apparatus for long term monitoring of a hydrocarbon reservoir |
| RU2560997C2 (en) * | 2014-01-09 | 2015-08-20 | Открытое акционерное общество Научно-производственное предприятие "Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических исследований геологоразведочных скважин" (ОАО НПП "ВНИИГИС") | Geoelectric survey method and device for its implementation |
| RU2649994C9 (en) * | 2014-05-01 | 2018-06-25 | Халлибертон Энерджи Сервисез, Инк. | Method of inter-well tomography and systems using a casing section with at least one data transmission and reception device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2018147150A (en) | 2020-06-29 |
| RU2018147150A3 (en) | 2020-06-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6739165B1 (en) | Combined surface and wellbore electromagnetic measurement system and method for determining formation fluid properties | |
| US10816494B2 (en) | Device for determining petrophysical parameters of an underground formation | |
| RU2650434C9 (en) | System and method to induce electromagnetic field within earth | |
| EP3039460B1 (en) | Mapping resistivity distribution within the earth | |
| US10598003B2 (en) | Reservoir monitoring using galvanically excited transient electromagnetic fields | |
| CN109001823B (en) | Electromagnetic earth lens detection method and detection device | |
| AU2014385193A1 (en) | Systems and methods for locating and imaging proppant in an induced fracture | |
| Djuraev et al. | A review on conceptual and practical oil and gas reservoir monitoring methods | |
| US10175379B2 (en) | System and method for surveying a subsurface of the earth | |
| Zhang et al. | 3D modeling and inversion of the electrical resistivity tomography using steel cased boreholes as long electrodes | |
| RU2757386C1 (en) | Method for conducting electromagnetic monitoring of hydraulic fracturing | |
| RU2736446C2 (en) | Method for electrical monitoring of reservoir-collector characteristics during development of oil deposits using steam pumping | |
| US20190162872A1 (en) | System and Method of Estimating Leakage Current Distribution Along Long Conductor Extending into the Earth | |
| US10365394B2 (en) | Workflow to use borehole completion as antenna for geophysical applications | |
| US20170068015A1 (en) | Electromagnetic Fields Using a Conductive Casing | |
| Picotti et al. | Sensitivity analysis from single-well ERT simulations to image CO2 migrations along wellbores | |
| CN111474592A (en) | Interwell electromagnetic detection system and method | |
| Carrigan et al. | Application of ERT for tracking CO2 plume growth and movement at the SECARB Cranfield site | |
| Deng et al. | A new index used to characterize the near-wellbore fracture network in naturally fractured gas reservoirs | |
| Marinenko et al. | Solving direct problems of electrical resistivity tomography for media with high-conductivity irregular-shaped heterogeneities by an example of a multiple well platform | |
| Wilt et al. | Casing-integrity mapping using top-casing electrodes and surface based EM fields | |
| Adadzi et al. | Vertical electrical sounding survey for groundwater exploration for rural water supply in parts of Ketu south in the volta region of Ghana | |
| Magnusdottir et al. | Casing-to-casing resistance study performed at Reykjanes geothermal field in Iceland to estimate fracture connectivity | |
| Draskovits et al. | Application of Geoelectric Methods Using Buried Electrodes in Exploration and MINING1 | |
| Shelokhov et al. | High-resolution shallow TEM sounding technique for the near-surface exploration |