Часть 1. Исследования в скважинах. Исследования и специальные работы в скважинах
 Скачать 2.36 Mb.
|
|
1.5.4. Оценка погрешности результатов расходометрических измерений Погрешности расходометрических исследований особенно важны с точки зрения достоверности полученных данных как исходного материала при определении проницаемости поглощающих зон. В связи с этим следует выделить: 1) погрешность измерения глубины залегания и мощности проницаемых зон; 2) погрешность определения статического и динамического уровня жидкости в скважине; 3) погрешность определения расхода жидкости в скважине; 4) погрешность измерения расхода жидкости, нагнетаемой в скважину. Абсолютная погрешность измерения глубины залегания и мощности поглощающих зон обусловлена принятым шагом (детальностью) расходометрических исследований. Минимальная величина шага ограничена точностью определения положения прибора, опускаемого в скважину на каротажном кабеле. На каротажной станции АКС-4 с подъемником СКПП-3000 счетчик глубины имеет цену деления 10 см. Этой же величиной определяется абсолютная погрешность измерения статического и динамического уровней. Если такая погрешность в каких-либо условиях является чрезмерной (например, при небольшой величине превышения динамического уровня), то уровни следует измерять с помощью электроуровнемеров УЭ-75 или УЭ-200, имеющих точность измерения 1 см. Относительная погрешность будет определяться величиной измеряемых параметров. Ошибка определения расхода жидкости в скважине зависит от следующих факторов: а) погрешности кавернометрических исследований; б) погрешности при совмещении кавернограммы с расходограммой; в) погрешности, обусловленной возможным смещением расходомера относительно оси скважины; г) погрешности вычислений. Наибольшая абсолютная погрешность определения диаметра скважины каверномером КМ-1 составляет ±5,0 мм. Погрешность определения положения прибора обусловлена как ценой деления счетчика глубины, так и изменением длины каротажного кабеля под действием растягивающих сил и температурного влияния внешней среды. Вследствие разновременности выполнения расходометрии и кавернометрии при построении расходограммы возможно ее смещение относительно кавернограммы. Это может привести к большой погрешности в определении диаметра скважины в точке наблюдения, что, в свою очередь, повлечет погрешность вычисления расхода жидкости по скважине. Чем больше будет колебаться действительный диаметр скважины, тем значительнее будет такая погрешность. Наиболее целесообразный путь устранения этой погрешности – совмещение данных расходометрических наблюдений с кавернограммой скважины в характерных точках. Такими точками могут служить вершины каверн или точки минимального диаметра скважины.  ___________________________ Рис. 1.34. Схема к оценке погрешности определения диаметра скважины при смещении расходомера Оценивать максимальную дополнительную погрешность при определении диаметра скважины (и следовательно, расхода жидкости по скважине) после совмещения результатов расходометрических наблюдений с кавернограммой можно следующим образом. Положение характерной точки на расходограмме может быть найдено с погрешностью, равной половине шага исследования. Минимальная величина этой погрешности равна половине цены деления счетчика глубины каротажной станции, т.е. 5,0 см. Пусть точка расходометрического наблюдения находилась в вершине каверны (рис. 1.34). При обработке полевых данных для построения расходограммы в результате неточного совмещения эта точка в неблагоприятном случае окажется снесенной от вершины каверны на величину, равную половине шага наблюдений Δl, и в вычислениях вместо действительного диаметра скважины Dд будет фигурировать фиктивный диаметр Dф. Из рис. 1.34 следует, что Dф= Dд-2 Δl tgα, (1.12) а относительная погрешность εν определится выражением:  , (1.13)где α – угол, образованный поверхностью каверны с осью скважины в рассматриваемом сечении; Dном – номинальный диаметр скважины, равный диаметру породоразрушающего инструмента; KK – коэффициент, равный Dд/Dном. Из уравнений (1.12) и (1.13) следует, что при наличии в поглощающем горизонте каверн расходометрию собственно проницаемого интервала следует проводить с минимальным шагом исследования, причем определяющее влияние здесь оказывает форма каверн. Максимально возможные погрешности определения диаметра скважины в кавернозных поглощающих зонах при несовмещении кавернограммы и расходограммы приведены в табл. 1.8. Таблица. 1.8. Максимальные относительные погрешности определения диаметра скважины в кавернозных поглощающих зонах за счет несовмещения расходограммы и кавернограммы.
Таким образом, неточное совмещение результатов расходометрических и кавернометрических исследований в кавернозных интервалах скважины может вызвать значительную погрешность определения расчетной величины диаметра и тем самым существенно исказить данные расхода жидкости по скважине. Радиальное смещение расходомера при измерениях обусловлено или несоответствием номинальных диаметров прибора и скважины, или наличием местного увеличения диаметра скважины. В силу параболического распределения скоростей по сечению скважины при ламинарном режиме движения вязкой жидкости скорость потока изменяется от максимального значения на оси скважины до нуля у стенок. Эксцентричное расположение расходомера в скважине приведет к погрешности определения расхода жидкости.  Рис. 1.35. Схема к оценке погрешности определения диаметра скважины при смещении расходомера. ______________________________________ Известна следующая формула для определения относительной величины погрешности расхода εν, вносимой эксцентричным расположением расходомера в скважине:   , (1.14)где RC – радиус скважины; dn – диаметр прибора. Однако приведенная формула неверна, так как при условии  имеем εν=-1,3, что противоречит действительности.Действительная величина указанной погрешности может быть получена из анализа рис. 1.35. Расход жидкости по стволу скважины определяется объемом сегмента параболоида вращения с радиусом основания D/2 и высотой V0. Каноническое уравнение такого параболоида со смещенным центром по оси z имеет вид:  . (1.15)Для данного случая z является аналогом скорости, и уравнение параболоида вращения примет вид:  . (1.16)Поток жидкости, проходящей через сечение расходомера в скважине, будет равен объему тела, ограниченного цилиндром радиусом с центром в точке 0 [x=0; y=l] и поверхностью, описанной уравнением (1.16). Для цилиндрического основания  . (1.17)В силу симметрии относительно плоскости OYZ проще вычислить объем его половины, заключенной в I и IV координатных четвертях. Тогда расход жидкости, замеряемый расходомером, будет  . (1.18)Проинтегрировав уравнение (1.18) в области   . (1.19)получим  . (1.20)Для случая, когда расходомер будет находиться в центре скважины, измеренный им расход будет  . (1.21)Если расходомер будет находиться у стенки скважины, то измеренный им расход жидкости будет определяться выражением  . (1.22)Относительная погрешность, обусловленная эксцентричным положением расходомера в скважине, равна  . (1.23)Максимальная величина относительной погрешности определяется формулой  . (1.24)В табл. 1.8 приведены возможные значения максимальных относительных погрешностей определения расхода жидкости, вызванные эксцентричным положением расходомера в скважине. Таблица. 1.8. Возможные значения максимальных относительных погрешностей определения расхода жидкости за счет эксцентричного положения расходомера в скважине.
Таким образом, использование расходомеров, номинальный диаметр которых не соответствует номинальному диаметру скважины, может привести к существенной погрешности в определении расхода по скважине и, следовательно, в оценке проницаемости поглощающей зоны как в целом, так и поинтервально. В таких случаях снизить погрешность позволит оснащение расходомера центрирующими фонарями. Погрешность измерения на поверхности расхода жидкости, нагнетаемой в скважину, важна с точки зрения контроля показаний расходомера в скважине. Расход жидкости, измеренный на поверхности, выступает в качестве эталона при оценке погрешности расходометрии. Поэтому этот расход должен измеряться как можно точнее. Необходимо стремиться к погрешности измерения расхода жидкости на поверхности, не превышающей погрешности самого прибора, т.е. 1%. При объемном методе измерения достижение такой погрешности не представляет каких-либо трудностей. При использовании существующих поверхностных расходомеров такая точность не может быть получена, что должно учитываться при оценке погрешности определения расхода в скважине. В каждом отдельном случае такую оценку можно произвести, сопоставляя данные расходометрии перед зоной поглощения с расходом, измеренным на поверхности. Так по скв. 3555 погрешность расхода жидкости по данным расходометрии составила 0,16 л/с, или – 8,9%, по скв. 3535 – 0,02 л/с, или – 2,8%, по скв. 3558 для 1,2 и 3 расходов соответственно 0,15 л/с, или 9,3%, 0,10 л/с, или +9,1%, и 0,14 л/с, или17,5%, по скв. 3556 для 1,2 и 3 расходов соответственно 0,08 л/с, или +1,3%, 0,05 л/с, или +1,7%, и 0,08 л/с или -5,3%. Во всех приведенных случаях расходометрические исследования проводили расходомером, оснащенным центрирующими фонарями. Поэтому погрешность измерения расхода жидкости в скважине определялась погрешностями измерения диаметра скважины и собственно расходомера. Как видно из приведенных данных, эта погрешность не выходит за пределы погрешности, обусловленной основной составляющей – точностью определения диаметра скважины. 1.5.5. Отбор проб. Пробоотборники Отбор образцов пород приборами на кабеле из стенок скважины обычно выполняют для частичной замены керна, отбираемого в процессе бурения, для изучения  Рис. 1.36. Стреляющий грунтонос ГБС-95.1 – кабельный наконечник; 2 – электроввод пружинный; 3- кожух; 4 – переключатель; 5 – разъем штепсельный; 6 и 23 – кольца уплотнительные; 7 и 11 – пробки; 8 и 18 - контакты; 9 – провод монтажный; 10 – корпус грунтоноса; 11 – боек; 12 – трос; 13 - центратор; 4 – стержень резиновый; 15 – стопор; 16 – заряд; 19 – диск контактный; 20 - прокладка изоляционная; 21 – манжета уплотнительная; 22 – планка защитная. петрофизической характеристики пород и определения коллекторских свойств пластов. Данные отбора образцов пород и пластовых флюидов также используются для уточнения интервалов испытания ИПТ. Для отбора образцов применяют стреляющие (рис. 1.36, табл. 1.9), сверлящие и режущие грунтоносы, которые спускаются в скважину на каротажном кабеле, устанавливаются в намеченном интервале и приводятся в действие. Наиболее интересным из режущих грунтоносов является дисковый призматический керноотборник ДПК-140. Прибор ДПК-140 (рис. 1.37). Предназначен для отбора образцов породы (керна) из стенок необсаженных скважин при разведочным и структурно-поисковом бурении на нефть и газ. Отбираемый керн представляет собой трехгранную призму длинной 600 мм с шириной основания треугольника 36 мм, высотой в поперечном сечении 42 мм. Время отбора одного образца в терригенных породах 5-10 мин, в карбонатных – 10-15 мин. Прибор работает на семижильном кабеле со стандартным геофизическим оборудованием. Таблица 1.9. Техническая характеристика стреляющих грунтоносов.
 Рис. 1.37. Режущий керноотборник ДПК: 1 – электродвигатель; 2 – автоматический регулятор подачи режущих дисков; 3 – гидронасос; 4 – компесатор; 5 – гидроцилиндр подачи; 6 – децентратор; 7 – пальцы –фиксаторы; 8 – шпиндельная каретка; 9 – режущие диски; 10 – разделитель операций. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||