Результат интеллектуальной деятельности: Способ проведения исследований метаноугольных скважин с использованием оптоволоконного кабеля

Изобретение относится к области добычи метана из угольных пластов и может найти применение при опытной эксплуатации разведочных скважин на многопластовых залежах метаноугольных месторождений.

Известен способ определения основных параметров совместно работающих газовых пластов (патент №2473803 C1, МПК E21B47/06, опубл. 27.01.2013, бюл. №3), включающий одновременно с измерением посредством геофизического оборудования на установившихся режимах работы скважины профилей давления и дебита в зоне притока, дополнительно измерение профиля пластовой температуры каждого из работающих газовых пластов для получения значения эффективного коэффициента Джоуля-Томсона и последующего определения фильтрационных коэффициентов.

Недостатком способа является его неприменимость для метаноугольных скважин. В то время как традиционные газовые скважины преимущественно эксплуатируются фонтанным способом и поток флюида является однофазным (природный газ), при добыче метана угольных пластов производится откачка пластовой жидкости с целью активизации процесса десорбции газа, в результате поток в скважине является двухфазным (метан и пластовая жидкость). Данная особенность вносит определенные коррективы при анализе результатов мониторинга.

Известно устройство мониторинга параметров при эксплуатации интеллектуальной скважины (патент №2581852 С1, МПК E21B47/06, опубл. 20.04.2016, бюл. №11), с помощью которого осуществляют постоянный мониторинг давления и температуры в интеллектуальных газовых и газоконденсатных скважинах за счет применения устройства с оптическим датчиком измерения температуры и давления совместно с системой обработки, контроля и хранения информации.

Недостатком устройства является сложность и высокая стоимость его применения на этапе опытной эксплуатации метаноугольных скважин, когда нет необходимости в постоянном использовании системы мониторинга.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому изобретению является технологическая система для геофизического исследования скважин с использованием оптоволоконного кабеля (патент №136084 U1, МПК E21B47/12, опубл. 27.12.2013, бюл. №36), содержащая опускаемое в скважину посредством спуска-подъема скважинное устройство для геофизических исследований, соединенное геофизическим кабелем с наземной аппаратурой, которая включает последовательно соединенные блок накопления и хранения данных, блок обработки данных, блок анализа и интерпретации данных.

Недостатком является отсутствие механизма выбора пластов-кандидатов для проведения гидроразрыва при разведке угольного метана.

Техническим результатом заявляемого изобретения является сокращение затрат на проведение гидроразрыва при эксплуатации скважин на многопластовых залежах метаноугольных месторождений.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе проведения исследований метаноугольных скважин с использованием оптоволоконного кабеля производят непрерывный мониторинг температуры вдоль всего ствола скважины одновременно с регистрацией забойного давления сначала при откачке пластовой жидкости (осушение продуктивных пластов), затем при остановленном насосе (заполнение скважины пластовой жидкостью). Полученные графики зависимости температуры от глубины позволяют определить наличие и величину температурных аномалий, вызванных термодинамическими процессами в угольных пластах и выявить наиболее продуктивные интервалы для последующего проведения гидроразрыва.

Изобретение поясняется графиком, на котором изображено распределение температуры по стволу метаноугольной скважины с зарегистрированными температурными аномалиями.

Способ осуществляют следующим образом.

В скважину опускают геофизическое оборудование, включающее оптоволоконный кабель-датчик распределенной температуры и датчик давления, соединенные с регистратором давления и температуры. Затем запускают насосное оборудование для откачки пластовой жидкости из скважины с целью понижения забойного давления и активизации процесса десорбции метана из вскрытых угольных пластов, попутно регистрируя значения давления и температуры. Полученные данные позволяют выявить величины депрессии (разницы давлений) при которых начинают работать те или иные интервалы. Учитывая наличие встречных потоков воды и неконтролируемых процессов тепловыделения, связанных с работой насосного оборудования, корректный анализ поля температуры в таком режиме не выполним. Поэтому на следующем этапе исследований отключают глубинно-насосное оборудование, тем самым исключая дополнительные мешающие температурные эффекты в стволе скважины, и продолжают регистрацию температуры и давления. Таким образом, поле температуры формируется только за счет встречных потоков воды и газа с учетом термодинамических процессов в продуктивных пластах и внутрискважинном пространстве.

Основные термодинамические процессы, формирующие поле температуры в скважине – эффект дросселирования газа в пористой среде (эффект Джоуля-Томсона), а также теплообмен флюидов между собой и со стенками скважины в условиях естественного градиента температуры горного массива.

По полученным графикам зависимости температуры от глубины можно определить наличие и величину зарегистрированных температурных аномалий (идентифицируются по локальному экстремуму кривой термометрии, приходящемуся на середину наблюдаемого явления, например, как показано на графике), и выявить наиболее продуктивные интервалы для последующего выбора объектов проведения гидроразрыва.

Таким образом, заявленный способ позволяет сократить затраты на проведение гидроразрыва при эксплуатации скважин на многопластовых залежах метаноугольных месторождений путем выявления наиболее продуктивных интервалов для его проведения.