Фонтанный способ эксплуатации. Лекции ассистента каф. Брэнгм

• Название: Лекции ассистента каф. Брэнгм
• Дата: 05.02.2022
• Размер: 0.57 Mb.
• Имя файла: Фонтанный способ эксплуатации.doc
• Тип: Лекции; #352666
• страница: 4 из 5

15.Исследование скважин при неустановившем­ся режиме.

Исследование скважины при неустановившемся режиме или исследование методом восстановления (падения) дав­ления основано на изучении неустановившихся процессов филь­трации, происходящих в пласте при остановке и пуске скважин. Этим методом можно исследовать скважины, в которых давление насыщения нефти в пласте ниже забойного давления, т. е. при­менимо для пластов, содержащих однофазную жидкость.

Сущность этого метода исследования состоит в прослежива­нии скорости восстановления забойного давления во времени после остановки скважины или скорости снижения забойного дав­ления после пуска скважины в эксплуатацию.

В первое время после остановки скважины нефть еще будет притекать к забою, и поступать в скважину, в результате чего-столб жидкости в ней будет подниматься, а забойное давление возрастать. В дальнейшем приток нефти уменьшается, и темп повышения давления на забое также снижается. Наконец, забой­ное давление будет асимптотично приближаться к пластовому.

При исследовании скважины методом падения давления за­бойное давление после пуска скважины в эксплуатацию будет снижаться, и стремиться к своему наименьшему значению, соот­ветствующему установленному отбору жидкости из пласта.

В процессе исследования данные об изменении забойного дав­ления записывают через равные промежутки времени. В соответ­ствии с этими данными кривую восстановления давления строят в коордийатах р и lg t.

Найдено, что восстановление давления на забое остановленной несовершенной скважины, эксплуатирующейся перед остановкой с постоянным дебитом, может быть описано уравнением
(5)

где Q— дебит скважины перед остановкой, м³/с; Р — повышение давления, Па; х — вязкость пластовой жидкости, Па-с; Ь — объем­ный коэффициент; k— проницаемость, м²; —мощность пласта, м; — коэффициент пьезопроводности пласта, м²/с

Эта формула выведена для однородного, бесконечного пласта при мгновенном изменении дебита.

Так как в природных условиях таких пластов не существует, а достижение мгновенности изменения дебита технически затруд­нительно, то практическое использование формулы (5) связано, со следующими допущениями.

1. Пласт рассматривается как бесконечный по протяженности. Это для большинства случаев не вносит погрешностей, так, как из подземной гидродинамики известно, что 'Процессы изменения давления в ограниченных пластах в первое время происходят

так же, как и в пластах бес­конечных, а время, в течение которого при исследованиях фиксируются кривые восста­новления (падения) давле­ния, невелико.

2. Б районе исследуемой скважины пласт рассматри­вается как однородный. Па­раметры пласта, определяемые путем исследований, в силу этого допущения мож­но рассматривать лишь как осредненные на участке в районе исследуемой сква­жины.

3. Изменение дебита скважин, в том числе при их пуске или остановке, считается мгновенным. Это допущение в некоторых случаях может привести к существенным погрешностям при определении параметров гидропроводности и приведенного радиуса скважины.

Поэтому результаты обработки данных исследований, основан­ные на использовании только формулы (5), в ряде случаев при­ближенные.

Результаты исследования скважины методом восстановления-давления обрабатывают в следующем порядке.

1. 
   Строят график зависимости Ар—lg t.
   
2. 
   По графику определяют:
   

а) уклон прямолинейного участка кривой

б) отрезок А, отсекаемый на оси ординат.

Далее определяют гидропроводность — пьезопроводность ,

приведенный радиус скважины и коэффициент продуктив­ности К.
16.Оборудование для глубинных измерений.
Для спуска в скважины глубинных приборов с целью измерения дав­ления, температуры, дебита жидкости из отдельных пропластков, отбора глубинных проб применяют специальные лебедки — руч­ные и механизированные. Приборы в зависимости от глубины скважины спускают в скважину на стальной высокопрочной про­волоке диаметром от 0,6 до 2,0 мм.

Ручная лебедка для глубинных измерений называется аппара­том Яковлева — по фамилии ее изобретателя. Аппарат Яковлева, сыгравший огромную роль в развитии техники исследования сква­жин, уже не удовлетворяет современным требованиям вследствие трудоемкости и длительности работ, выполняемых при ручном управлении лебедкой.

В настоящее время в нефтедобывающей промышленности в ос­новном применяют лебедки Азинмаш-8А и Азинмаш-8Б, установ­ленные на автомашинах; лебедки Азинмаш-45, установленные на тракторе; автоматические передвижные электронные лаборатории, смонтированные на автомашинах АПЭЛ и АРСТА; установки для исследования скважин типа УИС, смонтированные на плавающих гусеничных транспортерах высокой проходимости.

С помощью механизированных лебедок можно проводить ис­следования скважин глубиной до 6000 м. Глубинные приборы (манометры, термометры, расходомеры, пробоотборники и т.п.), используемые ,при исследовании фонтанных скважин, рассчитаны для спуска в подъемные трубы диаметром не менее 60 мм.

Глубинные манометры вследствие специфических ус­ловий эксплуатации в нефтяных и газовых скважинах конструк­тивно должны отвечать следующим требованиям.

1. 
   Наружный диаметр глубинных манометров должен обеспе­чить возможность спуска прибора в насосно-компрессорные грубы, по которым в процессе измерения не прекращается добыча нефти. При внутреннем диаметре труб, равном 63 мм, наружныйдиаметр прибора не должен превышать 36 мм. При большем диа­метре спуск прибора в эксплуатируемую фонтанную скважину
   
2. 
   Глубинный манометр эксплуатируется, находясь целиком в измеряемой среде. Поэтому ряд его узлов следует герметизиро­вать и предохранять от проникновения жидкости и газов под вы­соким давлением.
   
3. 
   Узлы и детали прибора, электрические и упругие элементные должны менять своих характеристик три воздействии высокой температуры окружающей среды в скважине, которая может достигать в некоторых случаях 200 °С.
   
4. 
   Детали глубинных манометров должны быть изготовлены из коррозийностойких материалов или иметь соответствующие по­крытия, предохраняющие их от воздействия жидкостей в сква­жине (нефти и пластовых вод).
   
5. 
   Чувствительные элементы прибора должны 'быть предохра­нены от повреждений при ударах и толчках прибора в процессе спуска его в скважину.
   

По .назначению глубинные манометры бывают избыточного давления для измерения избыточного (манометрического) давле­ния в скважине и дифференциальные для измерения давления в определенном диапазоне.

По принципу действия глубинные манометры подразделяются на:

1) пружинные (геликсные), в которых в качестве упругого чувствительного элемента используется многовитковая трубчатая пружина, называемая геликсом;

2) пружинно-поршневые, у ко­торых измеряемое давление воспринимается уплотненным порш­нем, соединенным с винтовой цилиндрической пружиной. Пружинно-поршневые манометры бывают с вращающимся и непо­движным поршнями. Геликсные и пружинно-поршневые маномет­ры с вращающимся поршнем могут быть как с местной регистра­цией, так и с дистанционной. Для исследования скважин в основном применяют манометры с местной регистрацией.

Глубинный самопишущий геликсный манометр (рис.1) собран в корпусе 2. Давление измеряемой среды через отверстие в корпусе действует на сильфон 3, соединенный капилляром 4 с геликсной пружиной 5. Внутренняя полость сильфона и геликсной пружины заполнена маловязкой жидкостью (лигроином). Давле­ние от сильфона через жидкость передается геликсной пружине, которая раскручивается на угол, пропорциональный величине из­меренного давления. Запаянный конец геликсной пружины жестко соединен с осью 6, на которой закреплен держатель с пером 7. Раскручиваясь, геликсная пружина вращает ось 6. Перо 7, вра­щаясь с осью, записывает на диаграммном бланке, вставленном в каретку 8, линию, длина которой пропорциональна величине измеренного давления.

Для диаграммного бланка применяют меловую или цветную бумагу, покрытую титановыми белилами с воском. Острый штифт, двигаясь по поверхности бумаги, оставляет на ней видимый след. Часовой «механизм 13, на выходную ось которого насажена зуб­чатая полумуфта 12, поступательно перемещает каретку 8. С по­мощью зубчатого сцепления часовой механизм вращает ходовой винт 9, который резьбой соединен с ходовой гайкой 10. От вра­щения ходовую гайку удерживает планка 11, которая проходит через прорезь в гайке и закреплена в опорах. (Поэтому ходовая гайка с кареткой 8 имеет только поступательное движение. На диаграммном бланке получается запись изменения давления во времени.

Для определения температуры при измерении давления в скважине в приборе предусмотрен термометр 1. Прибор спускают в скважину на проволоке 14диаметром 1,6—1,8 мм.

Глубинный пружинно-поршневой манометр (рис. 2) опускают в скважину на проволоке 1. Измеряемое давление через отвер­стие 11в корпусе 12и фильтр 9 действует на поршень 5. Давле­ние передается через жидкость, заполняющую камеру манометри­ческого блока, в которой расположена проволочная цилиндриче­ская пружина 7. Манометрическая пружина одним концом соеди­нена с якорем 8, который закреплен на перемычке корпуса, дру­гим концом крепится, к поршню 5. Поршень уплотнен в сальни­ковой втулке резиновым самоуплотняющимся кольцом 6. Дав­лением поршень вытесняется из манометрической камеры. При этом пружина 7, препятствующая вытеснению поршня, растяги­вается.

Растяжение пружины, а следовательно, и перемещение порш­ня пропорциональны измеряемому давлению. На конце поршня укреплен держатель 13с пером 14, которое отмечает на диаграмм­ном бланке, вставленном в барабан 4, перемещения поршня, про­порциональные измеренному давлению. Часовой механизм амор­тизируется в приборе 3 пружинным упором 2,

Манометрический блок заполнен раствором жидкого мыла со спиртом. Эта смесь обеспечивает минимальное трение поршня в сальниковой втулке. Для определения температуры при измере­нии давления в скважине в приборе предусмотрен максимальный ртутный термометр 10.

Глубинные геликсные манометры изготовляются для различ­ных диапазонов измерений — от 10 до 100 МПа (считая по верх­нему пределу измерения), пружинно-поршневые манометры — от 8 до 40 МПа.

Глубинным манометром измеряют давление на забое дейст­вующих и остановленных скважин, а также, но стволу во время их эксплуатации.

Забойные давления в действующих фонтанных скважинах из­меряют ори установившемся режиме отбора жидкости. Для этого прибор опускают в скважину до уровня средних отверстий фильтра и выдерживают там 30—40 мин. За это время прибор примет температуру окружающей среды, что необходимо для вве­дения температурной поправки к результатам измерения.

Для отбора проб из скважины предназначены различные про­боотборники (см. рис. 17).

Для измерения расхода жидкости в различных точках ствола скважины и на забое применяют глубинные расходомеры (дебитомеры), спускаемые в скважину (в подъемные трубы), так же как и глубинные манометры, на проволоке от барабана механи­зированной лебедки.

Измерение дебита на забое скважины необходимо в случае одновременной эксплуатации двух нефтяных горизонтов одной скважиной с целью определения количества жидкости, получае­мой из каждого нефтяного пласта в отдельности. Для измерения количества жидкости, поступающей из каждого пласта, над ниж­ним горизонтом устанавливают глубинный дебитомер, причем так, чтобы вся жидкость из этого пласта проходила только через при­бор. Одновременно на поверхности измеряют суммарный дебит из двух нефтяных горизонтов. Дебит нижнего горизонта опреде­ляют по записи, сделанной прибором, а дебит верхнего горизон­та — путем вычитания дебита нижнего горизонта из суммарного дебита, определенного на поверхности.

Глубинные дебитомеры применяют в том. Случае, если необхо­димо определить количество жидкости, поступающей из каждого пропластка вскрытого нефтяного горизонта. Измеряя глубинным дебитомером изменения дебита по стволу скважины, можно опре­делить нарушения в эксплуатационной колонне.

.Перед спуском глубинного прибора в скважину устье должно быть соответствующим образом оборудовано: лад верхней ство­ловой задвижкой фонтанной арматуры укреплено специальное устройство — лубрикатор (рис. 1), установлены мостки для выполнения операций, связанных со спуском и подъемом приборов.




Рис. 78. Оборудование фонтан­ной скважины для глубинных измерений




Лубрикатор представляет собой патрубок с фланцем на ниж­нем конце диаметром не менее диаметра проходного сечения фонтанной елки и длиной, обеспечивающей помещение в нем спускаемого прибора.

В верхнем торце смонтирован манометр