Презентация Исследование скважин. Исследование скважин
 Скачать 2.79 Mb.
|
Исследование скважинНазначение и методы исследования скважин Геофизические методы исследования Гидродинамические методы исследования Скважинные дебитометрические исследования Исследование скважин при установившихся режимах Исследование скважин Введение Повседневное, целенаправленное проведение исследований работы нефтяных и нагнетательных скважин и их анализ позволяют своевременно вносить коррективы в разработку нефтяных и газовых месторождений для рациональной их разработки с целью получения высоких коэффициентов конечного нефтеизвлечения. Множество существующих методов и способов исследования работы скважин предназначены для получения достоверной информации об объекте разработки, условиях и интенсификации притока нефти, воды и газа в скважину, процессах и изменениях, проходящих в пласте. Эта информация позволяет своевременно принимать правильные решения по осуществлению рациональных способов разработки месторождений, применять экономически обоснованные способы добычи и методы воздействия на залежи нефти, выбирать необходимое оборудование для подъема жидкости из скважин и т.д. Методы исследования скважин и технические средства для их осуществления, предназначены для получения информации об объекте разработки, об условиях и интенсивности притока нефти, воды и газа в скважину, об изменениях, происходящих в пласте в процессе его разработки. Эта информация необходима для организации правильных, экономически оправданных процессов добычи нефти, для осуществления рациональных способов разработки месторождения, для обоснования способа добычи нефти, выбора оборудования для подъема жидкости из скважины, для установления наиболее экономичного режима работы этого оборудования при наиболее высоком коэффициенте полезного действия. В процессе выработки запасов нефти скважины обводняются, пластовое давление снижается, газовые факторы могут изменяться. Это заставляет постоянно получать непрерывно обновляющуюся информацию о скважинах и о пласте или нескольких пластах, являющихся объектом разработки. Геофизические методы исследования основаны на физических явлениях, происходящих в горных породах и насыщающих их жидкостях при взаимодействии их со скважинной жидкостью и при воздействии на них радиоактивного искусственного облучения или ультразвука Исследование скважин Электрокаротаж позволяет проследить за изменением электрического поля в результате взаимодействия скважинной жидкости с породой и кажущегося удельного сопротивления этих пород. Электрокаротаж и его разновидности, боковой каротаж - БК, микрокаротаж, индукционный каротаж - ИК, позволяют дифференцировать горные породы разреза, находить отметку кровли и подошвы проницаемых и пористых коллекторов, определять нефтенасыщенные пропластки и получать другую информацию о породах. Радиоактивный каротаж - РК основан на использовании радиоактивных процессов (естественных и искусственно вызванных), происходящих в ядрах атомов горных пород и насыщающих их жидкостей. Разновидностью РК является гамма-каротаж ГК, дающий каротажную диаграмму интенсивности естественной радиоактивности вдоль ствола скважины, что позволяет дифференцировать породы геологического разреза. Гамма-гамма-каротаж (ГГК) фиксирует вторичное рассеянное породами гамма-излучение в при их облучении источником гамма-квантов, находящихся в спускаемом в скважину аппарате. Существующие две разновидности ГГК позволяют косвенно определять пористость коллекторов, а также обнаруживать в столбе скважинной жидкости поступление воды как более тяжелой компоненты. Исследование скважин Нейтронный каротаж (НК) основан на взаимодействии потока нейтронов с ядрами элементов горных пород. Спускаемый в скважину прибор содержит источник быстрых нейтронов и индикатор, удаленный от источника на заданном (примерно 0,5 м) расстоянии и изолированный экранной перегородкой. Существует несколько разновидностей НК, нейтронный каротаж по тепловым и надтепловым нейтронам (НГ-Т и НГ-Н), которые дают дополнительную информацию о коллекторе и пластовых жидкостях. Акустический каротаж (АК) позволяет определить упругие свойства горных пород. При АК в скважине возбуждаются упругие колебания, которые распространяются в окружающей среде и воспринимаются одним или более приемниками, расположенными в том же спускаемом аппарате. Зная расстояние между источниками колебания и приемником, можно определить скорость распространения упругих колебаний и их амплитуду, т. е. затухание. В соответствии с этим выделяется три модификации АК: по скорости распространения упругих волн, по затуханию упругих волн и АК для контроля цементного кольца и технического состояния скважины. Исследование скважин Другие виды каротажа. Сюда относится кавернометрия, т. е. измерение о диаметра необсаженной скважины, его изменение вдоль ствола. Каверно-грамма в сочетании с другими видами каротажа указывает на наличие проницаемых и непроницаемых пород. Увеличение диаметра соответствует глинам и глинистым породам; сужение происходит против песков и проница-емых песчаников. Против известняков и других крепких пород замеряемый диаметр соответствует диаметру долота. Кавернограммы используются при корреляции пластов и в сочетании с другими методами дифференцируют разрез, так как отражают глинистости и проницаемости разреза. Термокаротаж - изучение распределения температуры в обсаженной или необсаженной скважине, позволяет дифференцировать породы по температурному градиенту и по тепловому сопротивлению. Охлаждение ствола скважины или нагрев при закачке холодной или горячей жидкости позволяет получить информацию о теплоемкости и теплопроводности пластов, выделить местоположение продуктивного пласта, газонефтяной контакт, места потери циркуляции в бурящейся скважине или дефекта в обсадной колонне зоны разрыва при ГРП и зоны поглощения воды и газа при закачке. Исследование скважин Основаны на изучении параметров притока жидкости или газа к скважине при установившихся или при неустановившихся режимах ее работы. К таким параметрам относятся дебит и давление и их изменение. При гидродинамических методах исследования охватывается вся зона дренирования, результаты, получаемые при обработке данных, становятся характерными для радиусов, в сотни раз превышающих радиусы охвата при геофизических методах. Гидродинамические исследования выполняются техническими средствами и персоналом нефтедобывающих предприятий. Методы разделяются на:
исследования при неустановившихся режимах работы скважины (метод прослеживания уровня или кривой восстановления давления) Исследование скважин Агрегат исследования скважин АИС Установка ЛСГ-10-01 Исследование при установившихся режимах позволяет получить важнейшую характеристику работы скважины - зависимость притока жидкости от забойного давления или положения динамического уровня [Q(Pc)]. Без этой зависимости невозможно определить обоснованные дебиты скважины и технические средства для подъема жидкости. Этот метод позволяет определить гидропроводность пласта = kh/ в призабойной зоне. Исследование при неустановившихся режимах позволяет определить пьезопроводность , для более удаленных зон пласта и параметр 2/rпр ( - пьезопроводность; rпр - приведенный радиус скважины), а также некоторые особенности удаленных зон пласта, такие как ухудшение или улучшение гидропроводности на периферии или выклинивание проницаемого пласта. Техника для гидродинамических исследований скважин зависит от способа эксплуатации (фонтан, газлифт, ПЦЭН, ШСН), который накладывает технические ограничения на возможности этого метода. Исследование скважин Автомобиль специальный ЛСК-05 предназначен для выполнения гидродинамических исследований скважин приборами с местной регистрацией и проведения ремонтных работ с помощью инструмента, опускаемого на проволоке. Скважинные дебитометрические исследованияПозволяют определить приток жидкости вдоль интервала вскрытия в добывающих скважинах (профили притока) и интенсивность поглощения в нагнетательных скважинах (профили поглощения) с помощью регистрирующих приборов - дебитомеров и расходомеров, перемещаемых вдоль перфорированного интервала. Дебитометрические исследования дают информацию о действительно работающей толщине пласта, о долевом участии в общем дебите отдельных пропластков, о результатах воздействия на те или иные пропластки с целью интенсификации притока или увеличения поглотительной способности скважин. Эти исследования дополняются измерением влагосодержания потока (% воды), давления, температуры и их распределением вдоль ствола скважины. Дебитометрические исследования проводятся комплексными приборами типа “Поток”. Они легко осуществляются в фонтанных, газлифтных и нагнетательных скважинах. При других способах эксплуатации (ПЦЭН, ШСН) спуск измерительного прибора через НКТ невозможен, поэтому исследование таких скважин (а их подавляющее большинство) связано с техническими трудностями и имеет особенности. Исследование скважин Формула радиального притока жидкости к скважине Дебит жидкости q зависит от депрессии Рк - Рс, которая является независимым аргументом. Группу постоянных величин, входящих в эти формулы, можно обозначить А. Тогда дебит будет равен Если = (r), то Исследование скважин В формулы входит дебит жидкости в пластовых условиях. На практике дебит q измеряется при стандартных условиях и не в объемных единицах, а в т/сут. Пересчитаем дебит скважины Введем обозначение Тогда формула притока где Q - дебит скважины при стандартных условиях, т/сут; К - коэффициент продуктивности, т/(сутПа), - это суточный дебит скважины, приходящийся на единицу депрессии Исследование скважин Удельный коэффициент продуктивности Ку = К / h - это коэффициент продуктивности, отнесенным к единице толщины пласта. Графическое изображение зависимости Q = f(Рк - Рс) или Q = f(Рc) называется индикаторной линией. Индикаторная линия должна быть наклонной прямой с угловым коэффициентом К. Чтобы построить индикаторную линию, надо несколько фактических значений дебитов и соответствующие этим дебитам забойные давления Рс. Если известно пластовое давление в скважине, то индикаторную линию можно строить в функции депрессии Р = Рк - Рс, т. е. [Q(p)]. Если пластовое давление неизвестно, то индикаторную линию строят в функции забойного давления рс, т. е. [Q(Рc)]. Экстраполируя индикаторную линию до пересечения с осью ординат, определяют пластовое давление как ординату Р. Экстраполяция индикаторной линии до пересечения с осью дебитов дает величину потенциального дебита Qпот, т. е. дебита при Рс = 0. Эксплуатировать скважины при Qпот по геологическим и техническим причинам практически нельзя. Исследование скважин На практике индикаторные линии не всегда прямые, как это следует из формулы притока. Искривление индикаторной линии в сторону оси давления означает увеличение фильт-рационного сопротивления по сравнению с линейным законом Дарси. Это объясняется тремя причинами.
Построение зависимости Q(Рc) по четырем фактическим точкам
Изменением проницаемости и раскрытости микротрещин в породе при изменении внутрипластового давления. Превышением скоростей движения жидкости в призабойной зоне критических значений, при которых линейный закон Дарси нарушается. Исследование скважин Закон Дарси для течения жидкости (притока) Индекс продуктивности – J или PI представляет собой отношение дебита скважины к перепаду давлений на забое. Индекс продуктивности может быть как для нефти, так и для пластовой жидкости. Для установившегося режима Для псевдоустановившегося режима Исследование скважин Ks - проницаемость пораженной зоны (ПЗП); rs - радиус загрязненной зоны. Для параметра, выражающего суммарный скин-эффект скважины имеется формула Хавкина: Hawkins Formula Формула Вогеля для нефтяной скважины для пласта не имеющего нарушений, с добычей при давлении ниже давления насыщения. Основыва-ется на теории работы залежи в режиме растворенного газа. Исследование скважин Результаты реальных исследований скважин при различной обводненности продукции и содержании газа Исследование скважин После обработки результатов в новых переменных 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 Q /Q o max P /P wf r percent of original oil in place 0.1 %, 2 %, 4 % 6 %, 8 % 10 % 12 % 14 % Исследование скважин Комбинированная формула Дарси- Вогеля для нефтяных скважин. Максимальный дебит по комбинирован-ной формуле Дарси- Вогеля: Где pнас - давление насыщения; Qнас – дебит при котором забойное давление равно давлению насыщения График линии притока по формуле Вогеля (параболическая кривая): Исследование скважин Комбинированная кривая для индикаторной линии скважины: Исследование скважин Искривление в сторону оси дебитов объясняется неодновременным вступлением в работу отдельных прослоев или пропластков и разными значениями в них пластовых давлений. Известны многочисленные факты, когда разница в пластовых давлениях соседних пропластков, вскрываемых общим фильтром, доходила до 3 Мпа и имели место внутрипластовые перетоки. Нелинейный характер индикаторных линий можно объяснить и аномальными неньютоновскими свойствами пластовых жидкостей. При любом виде искривления индикаторной линии ее можно аппроксимировать уравнением При n = 1 уравнение описывает прямую индикаторную линию. При 1 > n > 1/2 - индикаторные линии с искривлением в сторону оси P, при n > 1/2 - с искривлением в сторону оси Q. Линейная фильтрация является аналогом ламинарного течения жидкости в трубе. Ламинарное течение с энергетической точки зрения наиболее эконо-мичное, поэтому в уравнении притока n > 1 быть не может. Исследование скважин При прямой индикаторной линии коэффициент продуктивности К может быть найден по любым двум точкам Зная К, можно определить гидропроводность = kh/. Зная по геофизическим данным или по результатам глубинной дебитометрии h, а по лабораторным данным , можно определить проницаемость k в районе данной скважины. Исследование скважин В подземной гидравлике обосновывается описание процесса фильтрации двучленной формулой Уравнение (6.21) преобразуется в прямую делением всех членов на Q: Имея фактические точки, т. е. Qi, и Pci, и строя по ним график в координатах у = (Pк - Рc) / Q и x = Q, получаем прямую, не проходящую через начало координат и отсекающую на оси у отрезок a, b - угловой коэффициент этой линии Исследование скважин При Q 0 у = а = (Рк - Рc) / Q, откуда Далее можно найти искомые параметры: гидропроводность или проницаемость k. Использование формул установившегося радиального притока для определения гидропроводности пласта = kh/ дает значения этого параметра, характерные для призабойной зоны пласта, так как в этой зоне происходит наибольшее падение давления. Исследование скважин Если давление на забое Рс, превышает давление насыщения Рнас, то предполагается, что перераспределение давления в пласте после возмущений происходит по законам упругого режима. В подземной гидродинамике рассматривается задача притока упругой жидкости к скважине в бесконечном упругом пласте после ее внезапного пуска или остановки. Здесь = k/x - пьезопроводность, причем x - приведенный объемный коэффициент упругости среды (вода, нефть, порода), t - время с момента пуска или остановки скважины. Исследование скважин Вводя знак минус в скобки и учитывая, что Ln (e) = 1, можем записать На формуле основана методика исследования скважины при неустановившихся режимах. Исследование скважин Перепишем ее так, чтобы время t было выделено, а именно Обозначим: Тогда получим уравнение прямой Исследование скважин Записанная манометром (а) и перестроенная в полулогарифмические координаты (б) кривая восстановления давления в остановленной скважине Исследование скважин |