Гидродинамические исследования скважин на установившихся режимах

Информация о гидродинамическом состоянии нефтяной залежи, необходимая для проектирования процесса разработки месторождений и для его управления, получается в основном по данным промысловых исследований скважин.

С помощью промысловых исследований можно получить наиболее объективные материалы о комплексе гидродинамических характеристик пласта, ибо они основываются на изучении аналитических зависимостей между доступными для непосредственных измерений величинами, такими как пластовые давления, температуры, притоки жидкости и т. д.

Задача определения абсолютных значений этих величин с необходимой точностью, а также изучения характера их изменения по времени и пространстве (по разрезу и площади залежи) является основной задачей специальной области измерительной техники, связанной с проведением измерений в скважинах и получившей название глубинной. Методы и средства глубинных измерений указанных величин (исходных параметров) имеют существенные особенности, определяемые как целями и видом исследования, так и специфическими условиями эксплуатации приборов в различных скважинах.

В связи с широким внедрением новых видов гидродинамических исследований, возрастанием их роли в области контроля и регулирования процессом разработки месторождений непрерывно совершенствуется и техника глубинных измерений. За последние годы в России и за рубежом разработаны различные глубинные приборы для измерения давлений, температур, уровней, расходов и других величин; созданы специальные устройства для проведения глубинных измерений в скважинах; разработаны полевые самоходные лаборатории для проведения комплексных измерений и т.д.

Тенденции развития техники контроля и регулирования разработки нефтяных месторождений таковы, что промысловые исследования будут иметь в последующие годы все более важное практическое значение, а служба исследований непрерывно будет совершенствоваться и расширяться.

1 Задачи промысловых исследований

Для подсчета запасов нефти и газа, составления проектов разработки объектов, установления технологических режимов работы скважин и пластов и решения вопросов оперативного регулирования необходим следующий комплекс сведений:

- Горногеометрическая характеристика пласта и залежи: глубина залегания, площадь распространения, положение непроницаемых границ и включений и их протяженность, начальное положение контуров нефтеносности, степень и характер расчленения пласта по разрезу, эффективная мощность пласта h и характер ее изменения по площади и т.д.;

...

2 Информация, получаемая с помощью гидродинамических исследований

В общем комплексе способов исследования скважин и пластов особое значение имеют гидродинамические методы — основа всей системы контроля за процессами разработки нефтегазовых месторождений.

Особое значение приобретают эти методы на стадии промышленной эксплуатации залежи, так как на основании данных гидродинамических исследований можно оценить распределение текущей нефтенасыщенности, определить профили притоков, продвижение контуров нефтеносности, распределение давлений и т. д. Гидродинамические методы исследования скважин позволяют также оценить эффективность мероприятий по интенсификации добычи нефти.

...

3 Условия применения гидродинамических исследований

Метод установившихся отборов используется для изучения гидродинамических характеристик скважин и фильтрационных свойств пластов в условиях, когда процесс фильтрации в районе скважин с достаточной точностью можно описать уравнениями установившейся фильтрации и, в частности, формулой Дюпюи (для однофазной фильтрации):

...

4 Обработка результатов исследования скважин методом установившихся отборов

Прямолинейная диаграмма 1 характерна для ламинарной фильтрации однофазной жидкости или водонефтяной смеси, диаграмма 2 (прямолинейная в диапазоне забойных давлений выше давления насыщения нефти газом — Рзаб > Рнас — и криволинейная, с выпуклостью к оси дебитов, в диапазоне Рзаб < Рнас) - для фильтрации газированной жидкости на участке Рзаб<Рнас.

...

5 Приборы и оборудование для гидродинамических исследований

Объективность информации о нефтяном пласте, определение достоверных значений его гидродинамических параметров в большой степени зависят от правильности выбора контрольно-измерительной аппаратуры, от ее погрешности и от технологии процесса исследования этими приборами. Выбор типа приборов для исследований определяется режимом пласта, способом эксплуатации, оборудованием скважины и задачами, стоящими перед исследованием. Технология процесса исследований зависит от условий, в которых они проводятся, поставленных задач и используемых приборов.

...

5.1 Приборы для измерения давления

При гидродинамических исследованиях скважин применяются глубинные манометры для замера давления в стволе скважины и поверхностные или устьевые — для измерения давления на устье скважины. Эти приборы подразделяются на максимальные манометры и дифманометры. Максимальные манометры предназначены для регистрации абсолютной величины давления и последующего его изменения.

...

Манометры для измерения давления на устье скважины

Технические манометры изготавливают с чувствительным элементом — манометрической пружиной из бериллиевой бронзы, заполненной жидкостью (толуолом, маслом и др.). Технические манометры и другие, применяемые для измерения давления в скважинах, показывают избыточное давление.

...

5.2 Приборы для регистрации изменения уровня жидкости в непереливающихся скважинах

Для регистрации изменения давления в непереливающихся скважинах применяют глубинные манометры, спускаемые на забой скважины, и пьезографы, регистрирующие на поверхности изменение уровня жидкости в стволе скважины, а также глубинные пьезографы .

Для измерения уровня используются механические поплавковые пьезографы. Наиболее широкое применение получил регистрирующий пьезограф Яковлева.

...

...

5.3 Приборы для измерения дебита и расхода жидкости

Определение фильтрационных характеристик пластов по результатам исследований основано на изучении характера взаимосвязи между изменениями давления и дебита в пласте. Поэтому при гидродинамических исследованиях скважин тщательно изучается характер изменения давления и соответственно изменение дебита. В зависимости от вида исследований также замеряется стационарный (установившийся) или нестационарный дебит (его изменение во времени после изменения режима фильтрации). При гидродинамических исследованиях скважин применяются поверхностные глубинные дебитомеры или расходомеры.

...

5.4 Приборы для измерения температуры

В зависимости от направления исследований в скважине замеряется установившаяся (пластовая, забойная) температура, изменение температуры в какой-либо заданной точке скважины и вдоль ее ствола. Применяемые для этих замеров термометры и термографы по аналогии с манометрами подразделяются на максимальные и дифференциальные. Таким же образом, исходя из задач исследований и последующего использования полученных результатов, предъявляются соответствующие требования к технической характеристике термографов при их выборе. Измерение пластовых забойных температур в скважинах проводится в основном одновременно с замерами пластовых и забойных давлений ртутными термометрами, установленными в изолированных от внешнего давления камерах манометров.

...

6 Задача

Определить коэффициент продуктивности скважины, гидропроводность пласта, подвижность нефти и коэффициент проницаемости пласта по следующим данным:

...

Решение

Алгоритм:

1. Построить индикаторную диаграмму;

2. Определить коэффициент продуктивности;

3. Определить коэффициент проницаемости;

4. Определить коэффициент гидропроводности пласта;

5. Определить подвижность нефти.

...