Термометрия или измерение теплового поля скважины является одним из важнейших информативных параметров в проведении геофизических исследований для региональной геологии и геотермии, разведки полезных ископаемых, контроле за эксплуатацией продуктивных пластов нефти и газа, определении технического состояния скважины.
Интерпретация термограмм основана на зависимости параметров теплового поля от характера и интенсивности процессов выделения {поглощения} и переноса теплоты в скважине и горных породах, происходящих под воздействием геологических и технологических факторов.
Гидродинамические факторы, например, могут быть обусловлены локальными межпластовыми перетоками и движением пластового флюида в процессе эксплуатации. Термодинамические факторы появляются как в результате дросселирующего эффекта при истечении из коллектора в скважину нефти, газа или воды, так и эффектами калориметрического смешивания пластового флюида, при его движении по стволу, а также экзотермическими и эндотермическими реакциями в стволе скважины во время цементирования обсадной колонны или химической обработки прискважинной зоны коллектора.
Высокоточная одновременная термометрия нескольких работающих скважин позволит осуществить контроль разработки всего резервуара и принять верные оперативные управленческие решения. Это особенно важно на поздних стадиях разработки, когда решаются вопросы бурения дополнительных добывающих или нагнетательных скважин и горизонтальных стволов.
Используемые в настоящее время методы термометрических исследований в скважине чаще всего требуют её остановки на время измерений. Продолжительность такой остановки, например, для точечных термометрических измерений скважины глубиной 3 - 5 км, может достигать 15 - 20 суток и более, что наносит значительный экономический ущерб в добыче. По данным зарубежных источников суточная остановка одной скважины средней производительности оценивается в 100 -120 тысяч долларов.
Принципиально новые возможности открываются при использовании совместной разработки российской компаний ООО 'ИнСис Лтд.' и американской компании 'Sensor', волоконно-оптического прибора распределенной термометрии скважины 'РТС-1'. Работа прибора основана на принципе прохождения по оптическому волокну световых импульсов генерируемых лазером и обработки отраженных сигналов по определённой программе. Использование волоконно-оптической технологии для мониторинга скважин позволяет избежать передачи электрических сигналов на большие расстояние, и полностью исключить электронику из скважины, что значительно повышает безопасность и точность измерения.
Прибор РТС-1 позволяет не останавливая добычу производить измерения профиля температур в скважине в диапазоне от - 40 до + 350 градусов Цельсия, с погрешностью измерений +/- 1 градус в течение всего межремонтного периода. Он обеспечивает дискретность измеряемых точек в 1 метр, на глубину - до 5000 м, что почти эквивалентно 5000 точечных датчиков.
Датчик температуры представляет собой многомодовое оптическое волокно диаметром 125 мкм американской компании 'Lucent', защищенное снаружи оболочкой из стальных проволок. Такая конструкция температурного датчика в виде несущего кабеля обеспечивает ему хорошую гибкость и, одновременно, высокую прочность на разрыв, при удельном весе - около 350 г/м.
Волоконно-оптический кабель-датчик может устанавливаться, как в действующие добывающие или нагнетающие скважины, не нарушая их работу, так и в строящиеся скважины. Наиболее целесообразно его устанавливать в зазоре между обсадной колонной и насосно-компрессорными трубами (НКТ).
Время замера профиля температур одной скважины - 2 мин.
Калибровка прибора автоматическая.
Внутри прибора размещен волоконно-оптический коммутатор, позволяющий подключать к коммутатору одновременно 16 таких температурных датчиков из 16 скважин посредством оптического разъёма Е2000. Смонтированный на подвижном шасси прибор РТС-1 позволяет производить измерения от неограниченного числа датчиков.
Управление и визуализация данных выполняются с помощью графического интерфейса пользователя Операционная система программного обеспечения - Windows NT. Программное обеспечение производит автоматическую интерпретацию термограмм скважины и передачу этих данных на главный сервер добывающей компании, для последующей обработки и анализа результатов.
Конструктивно прибор РТС-1 выполнен в виде переносного промышленного компьютера, для монтажа в стандартную промышленную 19-дюймовую стойку. Вес прибора - 22 кг.
Напряжение питания - 220 вольт
Стоимость прибора ПТС1-200-5000 в комплекте с оптико-волоконным датчиком температуры составляет сейчас 60-75% от стоимости зарубежных аналогов.
Возможность получения достоверной информации нового качества и её интерпретации для принятия оптимальных управленческих решений является основой достижения экономического эффекта.
Так по данным компании Sensa, которая сегодня является одним из лидеров внедрения волоконно-оптических технологий, только за счёт использования оперативной информации она добилась повышения продуктивности ряда скважин в Мексиканском заливе на 36%, что позволило ей получать экономический эффект до 140 тыс. дол. в сутки.
В настоящее время прибор РТС-1 с комплектом датчиков проходит рабочую эксплуатацию на полигоне одной добывающей компании.
Автор: Карлов Кирилл Рудольфович
