RU2285798C1 - Method to reveal behind-the-casing flows, which cause gypsum deposits - Google Patents
Method to reveal behind-the-casing flows, which cause gypsum deposits Download PDFInfo
- Publication number
- RU2285798C1 RU2285798C1 RU2005114583/03A RU2005114583A RU2285798C1 RU 2285798 C1 RU2285798 C1 RU 2285798C1 RU 2005114583/03 A RU2005114583/03 A RU 2005114583/03A RU 2005114583 A RU2005114583 A RU 2005114583A RU 2285798 C1 RU2285798 C1 RU 2285798C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sulfate
- content
- water
- gypsum
- ion content
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
Abstract
Description
Предложение относится к строительству и эксплуатации нефтяных и газовых скважин, в частности к способам выявления заколонных перетоков и предотвращения образования отложений солей, содержащих гипс (CaSO4 2H2O), на оборудовании для добычи, переработки и транспортировки сырых нефтей.The proposal relates to the construction and operation of oil and gas wells, in particular, to methods for detecting annular flows and preventing the formation of deposits of salts containing gypsum (CaSO 4 2H 2 O) on equipment for the extraction, processing and transportation of crude oils.
При разработке нефтяных залежей нижнего и среднего карбона (C1; С2) отмечаются случаи отложения в нефтепромысловом оборудовании минеральных солей, содержащих в основном гипс.In the development of oil deposits of the lower and middle carbon (C 1 ; C 2 ), there have been cases of deposition in the oilfield equipment of mineral salts containing mainly gypsum.
Пластовые воды турнейских (С1 tur), бобриковских (C1 bb), тульских (С1 tl), башкирских (С2 bsch), верейских (С2 vr) отложений насыщены или близки к насыщению гипсом.The stratum waters of the Tournaisian (C 1 tur ), Bobrikov (C 1 bb ), Tula (C 1 tl ), Bashkir (C 2 bsch ), Verey (C 2 vr ) deposits are saturated or close to saturation with gypsum.
Из сульфатно-сульфидных минералов в пласте-коллекторе содержатся в виде пропиток и включений гипс и пирит (FeS2). Эти минералы могут стать источником насыщения гипсом пресных и минерализованных (сточных) вод, применяемых для поддержания пластового давления (ППД).Of the sulfate-sulfide minerals in the reservoir, impregnations and inclusions of gypsum and pyrite (FeS 2 ) are contained in the reservoir. These minerals can become a source of saturation with gypsum of fresh and mineralized (waste) waters used to maintain reservoir pressure (PPD).
Изменение гидродинамических условий при выходе добываемой жидкости из пласта и ее подъеме приводит к перенасыщению попутно-добываемых вод и осаждению из них гипса.Changes in the hydrodynamic conditions when the produced fluid exits the formation and its rise leads to a supersaturation of associated produced water and the deposition of gypsum from them.
Еще одним источником, приводящим к перенасыщению гипсом пластовых и попутно добываемых вод, являются высокосульфатные воды вышележащих горизонтов, попадающие в добывающие скважины из-за заколонных перетоков.Another source that leads to supersaturation with gypsum of produced and produced waters is the high-sulfate waters of overlying horizons that fall into production wells due to casing flows.
Известен ряд способов предотвращения отложения в оборудовании гипса. При отложении гипса, обусловленного насыщенностью пластовой воды или содержанием в пласте-коллекторе сульфатно-сульфидных минералов, эффективно применение ингибиторов отложения гипса.A number of methods are known for preventing deposition in gypsum equipment. In case of gypsum deposition due to the saturation of formation water or the content of sulfate-sulfide minerals in the reservoir, the use of gypsum deposition inhibitors is effective.
Для предотвращения отложения гипса, вызванного поступлением в скважину высокосульфатных вод вышележащих горизонтов, наиболее экономично и эффективно в кратчайший срок установить наличие заколонных перетоков и устранить поступление в скважину пластовых вод вышележащих горизонтов.To prevent gypsum deposition caused by the entry of high-sulfate waters of overlying horizons into the well, it is most economical and efficient to establish the presence of behind-the-casing flows in the shortest possible time and to eliminate the formation water from the overlying horizons entering the well.
Известен способ определения негерметичности эксплуатационной колонны [пат. RU №2197614 С2, кл. 7 Е 21 В 47/00, 47/10, опубл.27.01.2003]. Способ осуществляется путем измерения давления опрессования и температуры. Однако геофизические исследования с применением термометрии малочувствительны и не всегда точны, поэтому выводы по проведенным измерениям часто противоречивы.A known method for determining leakage of the production string [US Pat. RU No. 2197614 C2, cl. 7 E 21 B 47/00, 47/10, publ. 27.01.2003]. The method is carried out by measuring the pressure of pressure and temperature. However, geophysical studies using thermometry are insensitive and not always accurate, so the conclusions from the measurements are often contradictory.
Наиболее близким к предлагаемому является способ мониторинга герметичности затрубного пространства [пат. RU №2171888 С2, кл. 7 Е 21 В 47/00, опубл.10.08.2001], включающий создание фона контрольного соединения, исследование наличия контрольного соединения. Способ включает закачку за обсадную колонну труб тампонажного раствора с газообразным химически инертным радиоизотопом-криптоном-85, проведение фонового гамма-каротажа после образования цементного камня и гамма-каротажей через заданные периоды времени, определение начала заколонных перетоков по результатам сравнения контрольных гамма-каротажей с фоновыми.Closest to the proposed is a method for monitoring the tightness of the annulus [US Pat. RU No. 2171888 C2, cl. 7 E 21 B 47/00, published 10.08.2001], including the creation of the background of the control compound, the study of the presence of the control compound. The method includes injecting cement slurry pipes with a gaseous chemically inert radioisotope-krypton-85 behind the casing, conducting gamma-ray logging after the formation of cement stone and gamma-ray logging after predetermined time periods, determining the beginning of annular flows by comparing the control gamma-ray logs with background .
Осуществление способа связано с большими материальными затратами, состоящими из расходов на оплату реагента (криптон-85), многократных операций гамма-каротажей с остановками добывающей скважины. Кроме того, применение способа он ограничено тем, что он может быть применен только в тех скважинах, в которых на стадии завершения бурения в затрубное пространство закачан тампонажный раствор, содержащий криптон-85.The implementation of the method is associated with high material costs, consisting of the cost of paying for the reagent (krypton-85), multiple gamma-ray logging operations with shutdowns of the producing well. In addition, the application of the method is limited in that it can only be used in those wells in which cement slurry containing krypton-85 is pumped into the annulus at the stage of completion of drilling.
Технической задачей предлагаемого способа является многократное уменьшение материальных затрат, расширение технологических возможностей применения способа.The technical task of the proposed method is the multiple reduction of material costs, the expansion of technological capabilities of the method.
Поставленная задача достигается способом выявления заколонных перетоков, приводящих к отложению гипса, включающим создание фона контрольного соединения, исследование наличия контрольного соединения. Новым является то, что при разработке нефтяных месторождений с применением для поддержания пластового давления пресных и сточных вод проводят лабораторные исследования по определению фонового содержания сульфат-ионов в насыщенных гипсом водах разной минерализации, затем отбирают контрольную пробу добываемой жидкости, отделяют попутно добываемую воду от нефти, определяют общую минерализацию и содержание сульфат-ионов, которые используют в качестве контрольного соединения, содержание сульфат-ионов сопоставляют с фоновым содержанием и по аномальному увеличению содержания сульфат-ионов судят о наличии заколонных перетоков.The problem is achieved by the method of detecting annular flows leading to the deposition of gypsum, including the creation of the background of the control compound, the study of the presence of the control compound. New is that when developing oil fields using fresh and wastewater to maintain reservoir pressure, laboratory tests are carried out to determine the background content of sulfate ions in gypsum-saturated waters of different salinity, then a control sample of the produced fluid is taken, and the produced water is separated from the oil, determine the total mineralization and the content of sulfate ions, which are used as a control compound, the content of sulfate ions is compared with the background content and the abnormal increase in the content of sulfate ions is judged by the presence of behind-the-casing flows.
Сопоставительный анализ заявленного способа с наиболее близким аналогом показывает наличие отличительных существенных признаков. При разработке нефтяных месторождений с применением для поддержания пластового давления пресных и сточных вод проводят лабораторные исследования по определению фонового содержания сульфат-ионов в насыщенных гипсом водах разной минерализации, затем отбирают контрольную пробу добываемой жидкости, отделяют попутно добываемую воду от нефти, определяют общую минерализацию и содержание сульфат-ионов, которые используют в качестве контрольного соединения. Это значение сульфат-ионов сопоставляется с фоновым содержанием и по аномальному увеличению содержания сульфат-ионов судят о наличии заколонных перетоков. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявленного способа критерию "новизна".A comparative analysis of the claimed method with the closest analogue shows the presence of distinctive essential features. When developing oil fields using fresh and wastewater to maintain reservoir pressure, laboratory studies are carried out to determine the background content of sulfate ions in gypsum-saturated waters of different salinity, then a control sample of the produced fluid is taken, the produced water is separated from the oil, the total salinity and content are determined sulfate ions, which are used as a control compound. This value of sulfate ions is compared with the background content and anomalous increase in the content of sulfate ions is judged on the presence of casing flows. This allows us to conclude that the claimed method meets the criterion of "novelty."
Из доступных источников патентной и научно-технической литературы нам неизвестна заявленная совокупность существенных признаков, выполняющих аналогичную задачу. Следовательно, предлагаемый способ отвечает критерию "изобретательский уровень".Of the available sources of patent and scientific and technical literature, we do not know the claimed combination of essential features that perform a similar task. Therefore, the proposed method meets the criterion of "inventive step".
Предлагаемый способ осуществляют в следующей последовательности. Отбирают пробы пластовой и закачиваемой воды с нефтяного месторождения. Составляют смеси вод с соотношением от 0:100% до 100:0%. В течение 2 недель, периодически помешивая, насыщают смеси вод гипсом. По истечении срока смеси вод отделяют от осадков. В фильтрате определяют содержание сульфат-ионов и общую минерализацию. По данным химического анализа строят график зависимости содержания сульфат-ионов от минерализации. Затем отбирают контрольные пробы из добывающих скважин. Определяют содержание сульфат-ионов и общую минерализацию. Результаты анализа сопоставляют с графиком. По аномально высокому содержанию сульфат-ионов судят о наличии заколонных перетоков в исследуемой скважине.The proposed method is carried out in the following sequence. Samples of produced and injected water are taken from the oil field. A mixture of water with a ratio of from 0: 100% to 100: 0%. For 2 weeks, stirring occasionally, saturate the water mixture with gypsum. After the expiration of the mixture of water is separated from precipitation. In the filtrate determine the content of sulfate ions and total salinity. According to chemical analysis, a graph of the dependence of the content of sulfate ions on mineralization is built. Then control samples are taken from the producing wells. The content of sulfate ions and total mineralization are determined. The results of the analysis are compared with the graph. By the abnormally high content of sulfate ions, the presence of behind-the-casing flows in the well under investigation is judged.
Пример конкретного выполнения. С ряда месторождений нижнего и среднего карбона (Летнего, Северного, Енорускинского, Мельниковского) отобраны пробы пластовых вод. Смеси пластовых и закачиваемых вод готовят из пластовых вод турнейских, бобриковских, тульских, башкир-верейских отложений и пресных вод, отобранных с водозаборов: Кувакского и реки Сульчи. Для получения более достоверных результатов смеси вод готовят параллельно на воде обоих водозаборов. Смеси вод насыщают гипсом в течение 2-х недель. Затем осадки отфильтровывают. В фильтрате определяют содержание сульфат-ионов и общую минерализацию исходных и смешанных вод. Пластовые воды исследуемых месторождений идентичны по химическому составу. Поэтому значения сульфат-ионов разных месторождений и отложений, соответствующие одной и той же минерализации, совпали. По результатам эксперимента строят график (см. чертеж) зависимости содержания сульфат-ионов от общей минерализации насыщенных гипсом вод. На чертеже область между осью абсцисс и графиком отражает процесс, при котором в добывающую скважину поступает насыщенная или ненасыщенная пластовая, закачиваемая и смешанная воды. Область между осью ординат и выше графика отражает процесс, при котором в добывающую скважину поступает вода с аномально высоким содержанием сульфат-ионов, источником которой может быть только высокосульфатная подземная вода вышележащего горизонта, поступающая в добывающую скважину из-за наличия в данной скважине заколонных перетоков. Со скважин, на которых добыча осложнена отложением гипса в оборудовании, отбирают контрольные пробы и определяют содержание сульфат-ионов и общую минерализация. Результаты приведены в таблице.An example of a specific implementation. Samples of formation water were taken from a number of deposits of the Lower and Middle Carboniferous (Summer, Northern, Enoruskinsky, Melnikovsky). Mixtures of produced and injected water are prepared from produced waters of Tournaisian, Bobrikovsky, Tula, Bashkir-Vereyka sediments and fresh water taken from water intakes: Kuvaksky and the Sulchi River. To obtain more reliable results, water mixtures are prepared in parallel on the water of both water intakes. Mixtures of water are saturated with gypsum for 2 weeks. Then the precipitates are filtered off. In the filtrate determine the content of sulfate ions and the total mineralization of the source and mixed water. The formation water of the studied deposits is identical in chemical composition. Therefore, the values of sulfate ions of different deposits and deposits corresponding to the same mineralization coincided. According to the results of the experiment, a graph is plotted (see drawing) for the dependence of the content of sulfate ions on the total salinity of gypsum-saturated waters. In the drawing, the area between the abscissa axis and the graph reflects the process in which saturated or unsaturated formation, injected and mixed water enters the production well. The area between the ordinate axis and above the graph reflects the process in which water with an abnormally high content of sulfate ions enters the production well, the source of which can only be high-sulfate underground water of an overlying horizon entering the production well due to the presence of casing flows in the well. From wells where production is complicated by the deposition of gypsum in the equipment, control samples are taken and the content of sulfate ions and total mineralization are determined. The results are shown in the table.
Как видно из данных, приведенных в таблице, содержание сульфат-ионов в контрольных пробах превышает фоновые в 1,4-3,3 раз. Такое аномальное увеличение содержания сульфат-ионов свидетельствует о наличие заколонных перетоков и поступление в скважину высокосульфатных вод вышележащих горизонтов.As can be seen from the data given in the table, the content of sulfate ions in the control samples exceeds the background by 1.4-3.3 times. Such an abnormal increase in the content of sulfate ions indicates the presence of behind-the-casing flows and the entry into the well of high sulfate waters of overlying horizons.
Предлагаемый способ позволяет повысить технико-экономическую эффективность и расширить технологические возможности способа выявления заколонных перетоков, приводящих к отложению гипса за счет того, что используются в качестве контрольного соединения сульфат-ионы, содержащиеся в попутно добываемой воде, для определения которых не требуется применение дорогостоящих инструментальных методов. При этом не требуется остановка добывающей скважины, контрольная проба отбирается с устья работающей скважины. Предлагаемый способ может применяться для определения наличия заколонных перетоков во всех добывающих скважинах нижнего и среднего карбона без ограничения.The proposed method allows to increase the technical and economic efficiency and expand the technological capabilities of the method for detecting behind-the-casing flows leading to gypsum deposition due to the fact that sulfate ions contained in the produced water are used as a control compound, the determination of which does not require the use of expensive instrumental methods . It does not require stopping the production well, a control sample is taken from the mouth of the working well. The proposed method can be used to determine the presence of annular flows in all production wells of the lower and middle carboniferous without restriction.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005114583/03A RU2285798C1 (en) | 2005-05-13 | 2005-05-13 | Method to reveal behind-the-casing flows, which cause gypsum deposits |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005114583/03A RU2285798C1 (en) | 2005-05-13 | 2005-05-13 | Method to reveal behind-the-casing flows, which cause gypsum deposits |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2285798C1 true RU2285798C1 (en) | 2006-10-20 |
Family
ID=37437914
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005114583/03A RU2285798C1 (en) | 2005-05-13 | 2005-05-13 | Method to reveal behind-the-casing flows, which cause gypsum deposits |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2285798C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110107276A (en) * | 2018-01-30 | 2019-08-09 | 中国石油天然气股份有限公司 | Casing design method and apparatus |
-
2005
- 2005-05-13 RU RU2005114583/03A patent/RU2285798C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110107276A (en) * | 2018-01-30 | 2019-08-09 | 中国石油天然气股份有限公司 | Casing design method and apparatus |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Chapman et al. | Geochemical and strontium isotope characterization of produced waters from Marcellus Shale natural gas extraction | |
| Radwan et al. | Development of formation damage diagnosis workflow, application on Hammam Faraun reservoir: a case study, Gulf of Suez, Egypt | |
| Edwards et al. | Carbon isotope (δ13Ccarb) stratigraphy of the Lower–Middle Ordovician (Tremadocian–Darriwilian) in the Great Basin, western United States: implications for global correlation | |
| Bowker et al. | Carbon dioxide injection and resultant alteration of the Weber Sandstone, Rangely Field, Colorado | |
| Cai et al. | Chemical and isotopic evidence for secondary alteration of natural gases in the Hetianhe Field, Bachu Uplift of the Tarim Basin | |
| US2868625A (en) | Method of tracing the flow of water | |
| Motyka et al. | Geochemistry, isotopic composition, and origin of fluids emanating from mud volcanoes in the Copper River basin, Alaska | |
| Phan et al. | Application of isotopic and geochemical signals in unconventional oil and gas reservoir produced waters toward characterizing in situ geochemical fluid-shale reactions | |
| Hakala et al. | Predicting the potential for mineral scale precipitation in unconventional reservoirs due to fluid-rock and fluid mixing geochemical reactions | |
| Wright et al. | Understanding Dynamic Production Contribution from Hydraulically Fractured Middle Bakken and Three Forks Wells in the Williston Basin, ND Using Time-Lapse Geochemistry | |
| Kastner et al. | 25. GEOCHEMICAL EVIDENCE FOR FLUID FLOW AND DIAGENESIS AT THE CASCADIA CONVERGENT MARGIN1 | |
| He et al. | Geochemical processes during hydraulic fracturing in a tight sandstone reservoir revealed by field and laboratory experiments | |
| McCune | On-site testing to define injection-water quality requirements | |
| Al-Aasm et al. | Diagenesis and evolution of microporosity of Middle–Upper Devonian Kee Scarp reefs, Norman wells, Northwest territories, Canada: petrographic and chemical evidence | |
| RU2285798C1 (en) | Method to reveal behind-the-casing flows, which cause gypsum deposits | |
| Aplin et al. | Sour gas and water chemistry of the Bridport Sands reservoir, Wytch Farm, UK | |
| Franks et al. | Geochemistry of formation waters from the subsalt Tubular Bells Field, offshore Gulf of Mexico: Implications for fluid movement and reservoir continuity | |
| Kirste et al. | Fluid flow, water chemistry, gas chemistry and diagenesis in the subsurface Triassic in Alberta and British Columbia | |
| Raju et al. | Injection of aquifer water and gas/oil separation plant disposal water into tight carbonate reservoirs | |
| Radwan | Reservoir formation damage analysis application on oil reservoirs: a case study from the Gulf of Suez, Egypt | |
| Majid et al. | Experimental study of the contamination effects of gachsaran formation fluid on the heavy-weight drilling fluid | |
| US3407042A (en) | Well testing method | |
| Feast et al. | Controls on stable isotope profiles in the Chalk aquifer of north-east Norfolk, UK, with special reference to dissolved sulphate | |
| Burtner | Origin and evolution of Weber and Tensleep formation waters in the greater Green River and Uinta-Piceance basins, northern Rocky Mountain area, USA | |
| Ramstad et al. | The Johan Sverdrup Field: Origin of Sulfate-Rich Formation Water and Impact on Scale-Management Strategy |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110514 |