Измерение на месте статической температуры формации

1 Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение относится к измерению на месте (in situ) статической температуры формации в скважине в ходе бурения. При закрытии буровой скважины прекращается циркуляция. При прекращении циркуляции скважина остается заполненной буровым раствором,и температура бурового раствора, в общем, отличается от температуры не нарушенной формации. Уровень техники Один из способов измерения этой температуры состоит в погружении термометра в скважину, заполненную буровым раствором, с записью значений температуры на заданной глубине в функции времени (t) с момента прекращения циркуляции. Термометр может представлять собой устройство, самостоятельно записывающее температуру, или устройство, производящее измерение температуры с записью ее значений на поверхности. Когда температура становится постоянной, можно предполагать,что ее постоянное значение представляет измеряемую на месте статическую температуру формации. Однако этот способ требует значительных временных затрат. Сущность изобретения Описанный ниже способ представляет собой улучшение вышеуказанного способа. В этом способе определяют зависимость температуры от значения logtk+t)/t), где tk представляет время циркуляции и t представляет время после прекращения циркуляции. Результат экстраполируют к значению logtk+t)/t),по существу, равному нулю, которое означает,что временем циркуляции можно пренебречь по сравнению со временем, прошедшим после прекращения циркуляции. Затем предполагают, что экстраполируемая температура представляет собой измеряемую на месте статическую температуру формации. Однако ошибки определения времени циркуляции могут оказывать значительное влияние на экстраполированное значение температуры. Такие ошибки легко возникают, когда, например, буровой мастер после завершения этапа бурения поднимает буровое долото вверх на несколько сотен метров и продолжает циркуляцию в течение нескольких часов для очистки бурового долота до закрытия скважины. В этом случае регистрируется время циркуляции, которое представляет сумму времени циркуляции,необходимого для бурения определенного этапа, и времени, затраченного на очистку бурового долота. В то время как для оценки учитываемого значения температуры время циркуляции должно представлять собой значение, требуемое для бурения определенного этапа. 2 Настоящее изобретение направлено на обеспечение более точного измерения на месте статической температуры. С этой целью способ измерения на месте статической температуры формации, через которую проходит скважина, в соответствии с настоящим изобретением включает следующие этапы:a) погружение в скважину до заданного уровня инструмента, который содержит центральный трубопровод, имеющий входное отверстие, и на котором установлен датчик температуры, находящийся в контакте с текучей средой, средство для анализа текучей среды и средство для выпуска текучей среды;b) обеспечение исключительной связи по текучей среде между формацией и входным отверстием центрального трубопровода;c) обеспечение возможности протекания текучей среды из формации через центральный трубопровод;d) анализ текучей среды формации; иe) измерение температуры, когда текучая среда формации является, по существу, незагрязненной. Настоящее изобретение более подробно будет описано ниже. Первый этап способа измерения на месте статической температуры формации, через которую проходит скважина, в соответствии с настоящим изобретением состоит в погружении в скважину до заданного положения инструмента,который содержит центральный трубопровод,имеющий входное отверстие, и на котором установлен датчик температуры, находящийся в контакте с текучей средой, средство для анализа текучей среды и средство для выпуска текучей среды. Заданное положение может представлять собой дно скважины или некоторое положение в слое формации, в котором должно производиться измерение на месте статической температуры формации. Инструмент погружают в скважину с помощью, например, проводной линии. Затем обеспечивают исключительную связь по текучей среде между формацией и входным отверстием центрального трубопровода. Для обеспечения исключительной связи по текучей среде в формацию вводят зонд, при этом выходное отверстие зонда находится в непосредственной связи по текучей среде со входным отверстием центрального трубопровода инструмента. Поскольку входное отверстие зонда расположено внутри формации и буровой раствор, находящийся в скважине, не может попасть в центральный трубопровод, обеспечивается исключительное соединение по текучей среде между формацией и входным отверстием центрального трубопровода, и, таким образом,жидкости, находящиеся в скважине, будут изолированы. 3 Затем текучая среда из формации проходит через центральный трубопровод. Это осуществляется с использованием насоса, всасывающего текучую среду формации через зонд в центральный трубопровод и выпускающего текучую среду формации из центрального трубопровода. Следует учитывать, что в ходе бурения скважины буровой раствор попадает в формацию. Поэтому, когда производят отбор текучей среды формации, вначале отбирают буровой раствор, затем смесь бурового раствора и исходной текучей среды формации и, наконец,незагрязненную текучую среду формации. По мере того, как текучая среда формации проходит через центральный трубопровод, производится ее анализ для определения ее состава. Затем осуществляют непрерывное измерение температуры, до тех пор пока текучая среда формации, не станет, по существу, незагрязненной. Заявителями было обнаружено, что температура незагрязненной текучей среды формации является не просто температурой жидкости, но точно определяет значение измеряемой на месте статической температуры формации. На практике осуществляется одновременная запись температуры и состава, и значение измеряемой на месте статической температуры формации представляет собой температуру, по существу, незагрязненной текучей среды формации. Поскольку в способе в соответствии с настоящим изобретением осуществляется измерение температуры незагрязненной текучей среды формации, этот способ является более точным,чем известные способы. Кроме того, способ в соответствии с настоящим изобретением может выполняться с использованием инструмента, который используется для отбора проб текучей среды формации. Такой инструмент представляет собой, например, устройство Modular Dynamics FormationTester, поставляемое компанией Schlumberger. Этот инструмент также содержит точный термометр, используемый для калибровки датчика давления, при этом выходные значения точного термометра могут использоваться в способе в соответствии с настоящим изобретением. Другой подходящий инструмент, известный в данной области техники, представляет собой динамический тестер повторных значений производства компании Halliburton и инструмент для получения характеристик резервуара производства компании Western Atlas. В случае, когда углеводородная текучая среда резервуара представлена так называемой тяжелой нефтью, которая является относительно вязкой, получение представительной пробы текучей среды резервуара может оказаться трудновыполнимым. Для получения представительной пробы этап обеспечения исключительной связи по текучей среде дополнительно содержит использование устройства нагрева, ус 004832 4 тановленного рядом с зондом, для нагрева текучей среды формации. Предпочтительно зонд выполнен в виде единого узла с уплотнителем пакера и устройство нагрева расположено в уплотнителе пакера. В качестве альтернативы устройство нагрева установлено на инструменте. Устройство нагрева может представлять собой устройство, генерирующее сверхвысокочастотные волны, световое излучение или инфракрасное излучение. Устройство нагрева также может представлять собой электрический нагреватель, химический нагреватель или ядерный нагреватель. Способ в соответствии с настоящим изобретением также можно использовать в обсаженной скважине. В этом случае этап погружения инструмента в скважину подразделяется на два этапа. Вначале формируют ряд отверстий через стенку обсадной трубы в области формации, в которой требуется установить температуру, причем ряд отверстий содержит, по меньшей мере, одно отверстие, проходящее в слой формации. Затем внутрь обсаженной скважины погружают инструмент. Инструмент дополнительно содержит верхний и нижний пакеры,установленные с обеих сторон от указанного входного отверстия центрального трубопровода,при этом центральный трубопровод открыт ниже нижнего пакера или выше верхнего пакера, и расстояние между верхним и нижним пакерами больше, чем высота ряда отверстий. Обеспечение исключительной связи по жидкости также включает установку пакеров таким образом, чтобы ряд отверстий был расположен между пакерами. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ измерения на месте статической температуры формации, через которую проходит скважина, содержащий следующие этапы:a) погружение в скважину в заданное положение инструмента, который содержит центральный трубопровод, имеющий входное отверстие, и на котором установлен датчик температуры, находящийся в контакте с текучей средой, средство для анализа текучей среды и средство для выпуска текучей среды;b) обеспечение исключительной связи по жидкости между формацией и входным отверстием центрального трубопровода;c) обеспечение возможности протекания текучей среды формации через центральный трубопровод;d) анализ текучей среды формации; иe) измерение температуры, когда текучая среда формации является, по существу, незагрязненной. 2. Способ по п.1, в котором обеспечение исключительной связи по жидкости между формацией и входным отверстием центрального трубопровода содержит ввод в формацию зонда, 5 имеющего выходное отверстие, которое находится в непосредственной связи по жидкости с входным отверстием центрального трубопровода инструмента. 3. Способ по п.2, в котором обеспечение исключительной связи по жидкости дополнительно содержит использование устройства нагрева, расположенного рядом с зондом, для нагрева текучей среды формации. 4. Способ по п.1, в котором через формацию проходит обсаженная скважина, в котором этап а) содержит а 1) формирование ряда отверстий через стенку обсадной трубы в формацию в месте, где требуется установить температуру; 6 а 2) погружение инструмента в скважину к ряду отверстий, причем этот инструмент дополнительно содержит верхний и нижний пакеры,установленные с обеих сторон входного отверстия центрального трубопровода, при этом центральный трубопровод открыт ниже нижнего пакера или выше верхнего пакера, и расстояние между верхним и нижним пакерами больше,чем высота ряда отверстий; а этап b) содержит установку пакеров таким образом, чтобы ряд отверстий был расположен между пакерами.