Гидродинамические исследования скважин

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

1. Методы исследования скважин и пластов. Область их применения. Преимущества и недостатки методов

скважина пласт фильтрация забойный

1) Гидродинамические методы исследования скважин

Методы исследования. Область применения.

Изучение залежей начинается сразу же после их открытия. Основная цель это подсчет запасов нефти и газа. Для этого необходимо

1) Выявить границы пласта по площади и по разрезу

2) Знать распределение общей и нефтенасыщенной мощности пласта. На этой стадии основную роль играют геофизические явления.

Классификация методов

1. классификация во времени

А) первычные методы. Их проводят на стадии разведки и опытной эксплуатации месторождений и при бурении. Их основная задача получение исходных данных для подсчета запасов.

Б) Текущие методы. Их проводят при разработки и эксплуатации месторождений. Их задача это уточнение параметров пласта, принятие решений о регулировании процесса разработки, оптимизации режимов работы скважин и т.д.

В) Специальные. Их проводят на месторождениях со спецефическими условиями разработки залежи.

2 классификация по методам получения информации

1) прямые методы исследования - это непосредственные измерения величин или ( лабораторные методы исследования параметров пласта и флюидов по кернам и пробам жидкости взятых из скважин.

2) косвенные. Параметры определяемые путем перерасчета по соотношениям связывающ. Их с другими непосредственно замерными величинами

3 классификация по методам исследования

1) лабораторные методы исследования образцов ГП

2)промыслово-геофизические методы( различного рода каротажи- электрокаротажи, радиоактивные каротажи)

3) термодебитометрические исследования. Они позволяют определить работающие и обводненные интервалы, построить профиль притока или профили поглощения. Установить распределения вдоль ствола скважины давления, температуры, влагосодержания потока, осуществить анализ температурных процессов в пласте.Определить места нарушения герметичности.

4) Гидродинамические методы исследования. + основаны на непосредственном определении дебитов. Давлений расстояния между скважинами. Численные значения гидро.динам. параметров получаются с помощью расчетов путем решения обратных задач гидродинамики.

Под ГДИС понимают совокупность технологических операций по изменению режима работы пласта путем отбора из него пластовой жидкости или закачки в него жидкости или закачки в него жидкости и замеров соответствующих значений дебитов давлений на реагирующих скважинах.

2. Гидродинамические исследования скважин и пластов на установившихся режимах фильтрации: цели и задачи исследований; особенности и допущения

Исследования на установившихся режимах используют:

1) при исследовании нагнетательных и добывающих скважин;

2) при фильтрации в пласте однофазной жидкости или газовой, а также водонефтяной и нефтегазовой смесей.

Цель исследований скважин на УР: определение режима фильтрации нефти (газа) в ПЗП, К, е, проницаемости к в ПЗП.

Задачи исследований: исследовать скважину на УР - это значит найти зависимость:

- между дебитом скважины и забойным давлением

Q = f(Pзаб);

- дебитом скважины и депрессией на пласт

Q = f(Рпл - Рзаб).

Графическое изображение этих зависимостей называются индикаторными линиями (или диаграммами).

Характеристики, получаемые по результатам интерпритации исследований скважин на УР, характеризуют ПЗП.

Особенности исследований - дебит скважины (фильтрация жидкости в пласте) определяется перепадом давления (депрессией на пласт), который имеет место между давлением на контуре питания ( Рпл) и на забое скважины (Рзаб)- Распределение давления по пласту от скважины к контуру питания имеет вид логарифмической зависимости . Вращение этой линии вокруг оси скважины образует воронку депрессии.

Таким образом, проводя исследования на установившихся режимах, определяют параметры пласта в призабойной зоне скважины (ПЗС).

Данный вид исследования скважин основан на трех допущениях.

1-е допущение -- скважину можно окружить коаксильной цилиндрической поверхностью некоторого радиуса Rк, на котором в период исследований сохраняется постоянное давление Рт. Для нефтяного пласта за контур питания скважины обычно принимаем окружность со средним радиусом, равным половине расстояния до соседних скважин.

2-е допущение - возмущения, произведенные в скважине, не передаются за пределы этой зоны.

3-е допущение - режим эксплуатации скважины считается установившимся, если дебит и забойное давление с течением времени практически не изменяются.

Время перехода с одного режима на другой режим называется периодом стабилизации.

Период стабилизации может определяться минутами, часами, сутками и зависит от многих факторов.

При прочих равных условиях Тстаб меньше при фильтрации в пласте однофазной жидкости и больше при фильтрации газированной жидкости.

Теоретической основой проведения данного вида исследования скважин является уравнение притока Q=К(Рпл - Рзаб),

гдеК - коэффициент продуктивности

3. Последовательность обработки результатов исследований на установившихся режимах фильтрации (для случая фильтрации однофазной жидкости в однородном пласте при ламинарном течении) и интерпретация результатов исследований. Индикаторные линии. Область применения результатов исследований

По результатам исследований строят графики зависимости дебита скважины от забойного давления Рзаб или от депрессии (ДР=Рпл-Рзаб), называемые индикаторными диаграммами (ИД). Индикаторные диаграммы добывающих скважин располагаются ниже оси абсцисс, а водонагнетательных - выше этой оси. Если процесс фильтрации жидкости в пласте подчиняется линейному закону, т. е. индикаторная линия имеет вид прямой, зависимость дебита гидродинамически совершенной скважины от депрессии на забое описывается формулой Дюпюи:

,

Индикаторная диаграмма Q = f(Pзаб) предназначена для оценки величины пластового давления

Индикаторная диаграмма Q=f(ДР) строится для определения коэффициента продуктивности скважин К.

По коэффициенту продуктивности можно вычислить другие параметры пласта: коэффициент гидропроводности

проницаемость пласта в призабойной зоне

Реальные индикаторные диаграммы не всегда получаются прямолинейными Искривление индикаторной диаграммы характеризует характер фильтрации жидкости в призабойной зоне пласта.

2 Искривление индикаторной линии в сторону оси Др означает увеличение фильтрационных сопротивлений по сравнению со случаем фильтрации по закону Дарси.

3 Искривление ИД в сторону оси Q объясняется двумя причинами:

- некачественными измерениями при проведении исследований;- неодновременным вступлением в работу отдельных прослоев или пропластков.

4. Гидродинамические исследования скважин и пластов на неустановившихся режимах фильтрации: цели и задачи исследований; особенности и допущения

Исследования скважин методом восстановления (падения) забойного давления заключается в прослеживании изменения забойного давления после остановки или пуска скважины в эксплуатацию, или при изменении режима ее работы в условиях проявления в пласте упругого режима. Этот метод используют при исследовании добывающих и нагнетательных скважин, а также при фильтрации в пласте однофазной, жидкой или газовой смеси. Определение параметров пласта и скважины при данном методе исследования скважин основано на использовании процессов перераспределения давления после остановки или пуска скважины в работу.

- изменение давления в упругом пласте в точке m удаленной от точки возмущения скважины, на расстояние r через время t после начала возмущения; ч - коэффициент пъезопроводности пласта в районе исследуемой скважины; rспр - приведенный радиус, учитывающий несовершенство скважины.

В результате исследований строят КВД. При достаточном времени исследования скважины и большинстве случаев обработка кривой восстановления давления без учета притока жидкости дает надежные результаты. Одновременно методика обработки данных исследования является наиболее простой. ДОПУЩЕНИЯ.

5. Последовательность обработки результатов исследований на неустановившихся режимах фильтрации и интерпретация результатов исследований. Область применения результатов исследований

КВД после остановки скважины строится в координатах ДP- lnt

1- теорет-е КВД, 2- факт-е КВД

1) На прямолинейном ее участке выбираются две точки с координатами ДP 1, lnt 1, и ДP 2, lnt 2 и определяется угловой коэффициент прямой

,

По угловому коэффициенту определяют: - гидропроводность пласта:; -подвижность нефти в пласте

2) Измеряется отрезок В на оси Др от нуля до точки пересечения этой оси с прямолинейным участком КВД, величина которого равна:

По величине отрезка В определяют: - комплексный параметр:

- пьезопроводность пласта ч:

1) если скважина совершенная и rс известен по долоту, то

2) если скважина несовершенная, ч определяют по формуле Щелкачева

, где вж - к-т объемной упругости пластовой ж-ти;

Вс - к-т объемной упругости пористой среды; m - к-т пористости.

По величине ч определяют приведенный радиус скважины, учитывающий гидродинамическое несовершенство:

Таким образом, при исследованиях скважин на неустановившихся режимах, определяют параметры пласта в области дренирования:

1. Коэффициент гидроводности пласта е.

2 Коэффициент подвижности нефти в пласте к/м.

3. Коэффициент проницаемости пласта к.

4. Коэффициент пьезопроводности пласта ч.

Эти данные необходимы для: 1) опред. параметров пласта с целью их закладывания в проект разработки; 2) эти данные являются базовыми при сравнении с аналогичными данными на установившихся режимах для ПЗС; 3) опред. параметров пласта во времени позволяет оценить технологии и экономическую фиктивность крупномасштабных проектов по увелечению нефтеотдачи пласта и контроля за разработкой.

6. Понятие скин-эффекта. Определение скин-эффекта при проведении исследований на неустановившихся режимах фильтрации

Оценка степени загрязненности пласта в призабойной зоне.Хорнер предложил использовать принцип суперпозиции для данной оценки т.е определять скин-эффект по данным проводки КВД.

Скин-эффект-определяется как дополнительный перепад давления, который следует создать, чтобы преодолеть зоны пониженной проницаемости.

Скин-фактор- константа, которая связывает падение давления в прискважинной зоне, дебит скважины и гидропроводность породы.

Последовательность обработки данных КВД с учетом скин-эффекта

1)строят КВД в полулогарифмических координатах

2)проводят обработку зоны 3 стандартными методами и определяют В1и пьезопроводность

3)проводят обработку участка 2 и определяют В2

4)определяют степень загрязненности ПЗП:

х

5)перестраивают стандарт КВД Место для формулы.

6)по графику определяют время распределения давления в пределах загрязненной зоны С=, С-постоянная которая определяется граф-й

7)определяют радиус зоны с ухудшенными коллекторскими свойствами

8)определяют объем этой зоны Vз

9)определяют объем закачки реагента или технол жидкости для очистки ПЗП

Vзак Vз*m

10)определяют величину скин-фактора S=

7. Гидропрослушивание (гидроразведка) скважин и пластов.

Последовательность обработки результатов исследований на установившихся режимах фильтрации и интерпретация результатов исследований. Область применения результатов исследований

Одним из методов исследования скважин и пластов на неустановившемся режиме фильтрации является метод гидропрослушивания, который позволяет определить фильтрационные параметры пласта на значительном расстоянии от исследуемой скважины. Метод гидропрослушивания позволяет качественно и количественно определить гидродинамическую связь между скважинами и пластами, а в комплексе с другими методами - оценить неоднородность коллектора, выявить положение водонефтяного раздела, места перетока между пластами, литологические экраны и газовые шапки.

Гидропрослушивание заключается в изучении особенностей распространения упругого импульса (возмущения) в пласте между различными скважинами. Для этого в одной из скважин, называемой возмущаюшей скважиной, изменяют режим работы; это может быть остановка скважины, ее пуск в работу с постоянным дебитом или изменение забойного давления и дебита. После создания импульса в возмущающей скважине наблюдают за изменением давления в соседних реагирующих скважинах. Изменение давления в реагирующих скважинах обусловлено как импульсом в возмущающей скважине, так и параметрами пласта в направлении каждой реагирующей скважины.

Методы гидропрослушивания обладают большой разрешающей способностью и позволяют кроме гидропроводности, определить в явном виде и пьезопроводность области реагирования.

Известно несколько методов гидропрослушивания, отличающихся различными способами создания возмущающего импульса:

-- изменением дебита возмущающей скважины па постоянную величину;

-- созданием фильтрационных гармонических волн давления; а также разными способами обработки кривых изменения забойного давления в реагирующих скважинах:

-- с использованием эталонной кривой;

-- дифференциальный и интегральный;

-- по характерным точкам кривых реагирования;

-- по экстремуму кривой реагирования.

Отметим, что точность определения параметров пласта по данным гидропрослушивания зависит не только от качества используемой измерительной аппаратуры, но и от того, что происходит в соседних от возмущающей скважинах, т. е. от общего гидродинамического фона в исследуемой области залежи (месторождения). Поэтому для получения качественной информации необходимо по возможности стабилизировать режимы работы всех скважин, находящихся в исследуемой области. Изменение давления в бесконечном однородном пласте, дренируемом точечным стоком с постоянным дебитом Q, описывается следующим образом:

(3.1)

где ?P(t,r) -- изменение пластового давления в произвольной точке пласта (в реагирующей скважине), вызванное изменением дебита на величину Q в возмущающей скважине; r -- расстояние от возмущающей до реагирующей скважины, м, В - объемный коэффициент флюида, м3/м3.

Кривую изменения давления в реагирующей скважине будем называть кривой реагирования. Изменение дебита в возмущающей скважине должно быть мгновенным, под которым понимается остановка скважины при работе ее в стационарномрежиме с постоянным дебитом Q; пуск в работу с постоянным дебитом Q, если скважина простаивала достаточно долгое время или просто изменение дебита возмущающей скважины.

Под стационарным режимом работы возмущающей скважины при гидропрослушивании понимается стационарная работа всей исследуемой области, включая и реагирующие скважины.

8.Исследования газовых скважин на установившихся и неустановившихся режимах работы

Проведение исследования на установившемся режиме: Если скважина работала, то ее останавливают и определяют статические давления, т.е. снимается кривая восстановления давления. Потом скв. Продувают с целью удаления мех. Примесей, жидкости из ПЗС и забоя. Обычно продувку скв. Совмещают с исследованием скважины по циклам. При этом производят определение количества мех. Примесей и жидкости. Время продувки определяют экспериментально. После этого проводят обустройство скв. Для исследования. Устанавливают минимальный диаметр диафрагмы, т.е. создают наименьший возможный дебит. На этом режиме производят наблюдение за изменением давления на буфере, в затрубном пространстве, на дикте и этих же точках определяют температуру газа.

После стабилизации всех измеренных величин считается, что скважина работает на установив-ся режиме. Обычно 5-6 режимов на каждом режиме определяют количество выносимой влаги, конденсата и механических примесей. Изменения с помощью штуцера или диафрагмы. Получаем значение:

Методика обработки данных исследования на установившихся режимах:

В случае, если на забое скважины происходит накопление жидкой фазы для достоверной информации происходит повторное снятие индикаторных линий. Строится 3-я индикаторная линия, также с обратной зависимостью.

Если прямой и обратный ход совпадают то интерпретируем эту зависимость. По данным исследованиям на установившихся режимах возможно определение конусообразования как с прорывом воды, так и без прорыва.

При исследовании скважин на установившемся режиме имеется возможность получения дополнительной информации с учетом данных, полученных при нестационарных режимах после остановки скважины

9. Исследование нагнетательных скважин при установившихся и неустановившихся режимах работы

1)Уст.:При исследовании фонтанных скважин методом установившихся отборов режим эксплуатации изменяют путем смены штуцера, а при исследовании компрессорных скважин --уменьшением или увеличением противодавления на устье (с помощью штуцера или регулировочного вентиля), либо расхода рабочего агента.

Режим эксплуатации нагнетательных скважин изменяют с помощью регулирующих устройств на насосной станции, а забойное давление определяют по манометру, установленному на

2)Неуст.:При исследовании фонтанных и компрессорных скважин до изменения режима(неустановившиеся фил-ия) их эксплуатации необходимо измерить дебит и обводненность продукции, а также буферное и затрубное давление.

При остановке нагнетательных скважин температура воды в стволе резко повышается за счет тепла окружающих пород. Поэтому обычно при исследовании таких скважин для построения кривых падения давления используют данные изменения устьевого давления после остановки. Эти данные используют в тех случаях, когда в скважине имеются насосно-компрессорные трубы (НКТ), башмак которых максимально приближен к интервалу перфорации, отсутствуют пакерующие устройства или устьевое оборудование и трубы негерметичны. При закачке воды через НКТ изменение давления контролируется с помощью манометра, установленного на устье затрубного пространства, а при закачке воды через затрубное пространство--с помощью манометра, установленного на буфере скважины. Если закачка осуществляется одновременно через НКТ и затрубное пространство, то перед исследованием воду закачивают только через затрубное пространство в течение 3--5 дней, необходимых для стабилизации режима закачки.

В тех случаях, когда к. в. д. регистрируется только устьевым манометром (буферным или затрубным), то с помощью этой кривой, пользуясь гидростатической формулой, можно построить достаточно точную кривую восстановления забойного давления, если известно изменение плотности жидкости в скважине во времени после ее остановки. Это изменение связано с изменением средней температуры жидкости в стволе. На ряде объектов проводят специальные исследования по выявлению температурных поправок на плотность и составляют таблицы или графики, по которым эти поправки определяют на разные моменты времени после остановки скважины в зависимости от ее приемистости.

Иногда после остановки нагнетательной скважины устьевое давление быстро снижается до атмосферного и зарегистрировать к. в. д. не удается. В таких случаях режим изменяют не путем остановки, а уменьшением расхода закачиваемой воды до такой величины, при которой давление на устье в течение всего периода регистрации кривой будет оставаться выше атмосферного.

Размещено на Allbest.ru