Гидродинамический метод исследования скважин кратко

Обновлено: 30.06.2024

Гидродинамические исследования скважин помогают выявлять эффективность мер, принимаемых на промыслах для повышения интенсификации добычи нефти. Их следует проводить до и после применения того или иного метода воздействия на призабойную зону скважины.

Гидродинамические исследования скважин являются важнейшим источником информации о свойствах продуктивного пласта и параметрах эксплуатируемых скважин, на основании этих исследований устанавливается технологический режим работы скважин и проводятся расчеты технологических параметров разработки месторождения.

Методы определения фильтрационных параметров пласта по кривым восстановления давления ( КВД) широко используются на практике для вертикальных скважин. Они основаны на изучении неустановившихся процессов перераспределения давления после пуска или остановки скважины.

Гидродинамические исследования скважин являются одним из основных методов получения наиболее достоверной информации о продуктивном пласте.

Гидродинамические исследования скважин были проведены на 58 скважинах. Исследования до обработки проведены на 22 скважинах.

Гидродинамические исследования скважин и пластов.

Гидродинамические исследования скважин ( ГДИС) являются одним из основных источников получения информации о продуктивном пласте, о его фильтрационно-емкостных свойствах и протекающих в нем процессах.

Для получения достоверной информации большое значение имеет как выбор измерительной аппаратуры, технологии проведения исследований, так и интерпретация полученных данных. В статье рассмотрены особенности интерпретации материалов ГДИС при использовании высококачественной измерительной аппаратуры.

Гидродинамические исследования скважин показали, что после вибровоздбйствия в целом наблюдается улучшение состояния как призабойной зоны пласта, так и удаленной зоны.

Гидродинамические исследования скважин являются важным элементом контроля за процессом разработки на всех этапах, от разведочного бурения до поздних стадий разработки, что объясняется рядом причин.

Во-первых, гидродинамические исследования скважин ( ГДИ) — один из немногих, а зачастую и единственный, из метрдов, дающих возможность оценить процесс разработки залежи в ее системной целостности. Во-вторых, несмотря на выфэкую стоимость проведения и трудность интерпретации, ГДИ, тем не мен ее, в большинстве случаев, не имеют альтернативы как с точки зрения ценности и достоверности результатов.

Гидродинамические исследования скважин служат для получения информации о параметрах пласта, точнее призабойной зоны. Различают два основных вида исследования скважин — на стационарных и нестационарных режимах.

Все гидродинамические исследования скважин в настояа ее время подразделяются на два метода: I) установившихся отборов; 2) неустановившихся отборов.

Результаты гидродинамических исследований скважин после воздействия позволяют не только оценить эффективность технологического процесса обработки, но и решить вопрос о целесообразности проведения других мероприятий по воздействию на призабойную зону с целью повышения продуктивности скважины.

Осуществление гидродинамических исследований скважин, а в скважинах пластов и слоев с целью определения их производительности, пластового давления и коэффициента продуктивности, фактического соотношения подвижностей воды и нефти и коэффициента различия физических свойств.

Анализ гидродинамических исследований скважин и пластов показал, что значительная часть добывающих скважин эксплуатируется на 20 — 50 % ниже своих возможностей. Происходит это из-за того, что жидкость глушения скважины, проникая в продуктивный пласт, нарушает его первичное состояние.

Взаимодействуя с породами, она приводят к разбуханию и закупориванию фильтрационных каналов, при этом падает проницаемость пласта, увеличивается обводненность продукции, и падает конечный коэффициент нефтеотдачи пластов. В силу этих причин наибольшую перспективу представляет освоение скважин применением технологии, исключающей попадание жидкостей в пласт, обеспечивающей вынос всех компонентов продукции скважины, в том числе и осадкообразующих твердых включений, путем выравнивания их индивидуальных скоростей.

Это достигается применением пакера-отсекателя и дискретным расположением насосов-нагнетателей на определенном расстоянии в подъемной колонне. Пакер-отсекатель монтируется на НКТ вместе с дискретным насосом, затем всю компоновку спускают в скважину, и устанавливают пакер на предварительно подготовленной обсадной колонне. Открытие клапана пакера осуществляется путем пропускания хвостовика через пакер.

Спуск насоса в скважину производится обычным способом до момента подхода НКТ к пакеру. Последняя труба медленно сажается в седло, при этом внимание уделяется правильному расположению уплотнительных элементов в своих пазах.

В открытом состоянии клапана происходит связь пласта со скважиной. Запускают насос и начинают эксплуатацию. При подъеме насоса из скважины хвостовик и откидной клапан выходят из пакера, изолируя тем самым пласт от ствола скважины.

Подъем насоса и НКТ производится обычным способом. Дискретные насос-нагнетатели устанавливаются в колонне насосных штанг и обеспечивают одновременный вынос всех компонентов продукции скважины.

Они позволяют производить одним насосом и откачку, и последующую эксплуатацию скважины.

При гидродинамических исследованиях скважин, эксплуатирующих несколько пластов, используют скважинные расходомеры. Измеряя приток газа из каждого пропластка, можно определить работающую толщину в исследуемой скважине.

Однако не всегда имеется возможность спустить расходомер в забой, иногда этому препятствует конструкция скважины.

Гидродинамические методы исследования скважин и пластов (ГДИС)

Исследования на установившихся и неустановившихся режимах фильтрации.

Гидродинамические исследования проводятся для:

• Уточнения геологического строения пласта, установления неоднородностей и границ пласта

• Определения фильтрационных характеристик пласта, оценки изменения (загрязнения) фильтрационных свойств в призабойной зон

• Оценки энергетического состояния залежи

• Определения пластового давления, продуктивности, обводнённости, газового фактора, гидропроводности, проницаемости, пьезопроводности, скин-фактора и т.

д.), а также особенности околоскважинной и удалённой зон пласта.

Различают гидродинамические исследования:

на установившихся режимах фильтрации– метод снятия индикаторной диаграммы (ИД)

на неустановившихся режимах– методы кривой восстановления давления (КВД), кривой падения давления (КПД), кривой восстановления уровня (КВУ) или кривой притока (КП).

Интерпретация ГДИС позволяет оценить продуктивные и фильтрационные характеристики пластов и скважин Эти исследования являются прямым методом определения фильтрационных свойств горных пород в условиях залегания, характера насыщения пласта (газ/нефть/вода) и физических свойств пластовых флюидов (плотность, вязкость, объёмный коэффициент, сжимаемость, давление насыщения и т. д.).

Анализ ГДИС основан на установлении взаимосвязей между дебитами скважин и определяющими их перепадами давления в пласте.

Исследования на установившихся режимах проводятся не менее чем на 3-х режимах с регистрацией параметров отборов или закачек. Отработка скважины, как правило, проводится на штуцерах с различными диаметрами.

При каждом режиме измеряют забойное давление, дебиты жидкой и газообразной фаз пластового флюида, обводнённости и др.

Исследование методом отборов на добывающих скважинах

Контролируемые параметры:

• Давление на забое (динамический уровень) на различных режимах работы скважины

• Дебит добывающей жидкости на различных режимах работы скважины

• Обводненность продукции скважины на каждом режиме

Результаты:

Исследование методом закачек на нагнетательных скважинах

Контролируемые параметры:

• Давление на забое на различных режимах работы скважины

• Расход закачиваемой жидкости на различных режимах работы скважины

Результаты:

• Приемистость скважины, Скин-эффект

• Наличие и параметры трещины гидроразрыва

• Проницаемость, гидропроводность, пьезопроводность пласта

• Радиус влияния скважины (радиус исследования)

Для более полной оценки фильтрационных характеристик пласта необходимо проведения исследования методом КВД в остановленной скважине

Исследования проводятся для оценки фильтрационных параметров и потенциала пласта, продуктивности скважины, установления геологических неоднородностей, границ пласта в области дренирования скважин.

Исследование методом восстановления давления (КВД)

Исследования методом КВД проводятся на добывающих скважинах при регистрации давления во времени после остановки стабильно работающей скважины в режиме отбора.

Давление на забое скважины записывается регистрирующим скважинным манометром с автономной или дистанционной записью показаний.

Такой манометр, спускаемый на забой скважины до ее остановки, дает запись изменения давления в функции времени t.

После закрытия скважины мгновенной ее остановки скважины не происходит, а будет продолжающийся последующий затухающий приток жидкости из пласта в скважину.

Поэтому последующий приток является источником некоторых погрешностей, которые возможно исключить путем специальной обработки фактических данных.

Поэтому фактическую кривую необходимо перестроить в полулогарифмические координаты DP(Lnt) и найти ее постоянные коэффициенты а и b. Начальный участок КВД не укладывается на прямую, что связано частично с последующим притоком, о котором было сказано выше, и инерцией масс жидкости.

Исследование на неустановившихся режимах позволяет качественно оценить изменение проницаемости в удаленных областях пласта.

Наличие таких аномалий обусловливает вид концевых участков КВД. Увеличение углового коэффициента b на концевых участках соответствует уменьшению проницаемости, уменьшение b — увеличению проницаемости.

Нагнетательные скважины исследуются методом падения давления (КПД)

Цели и задачи исследования скважин при стационарных и

Нестационарных режимах фильтрации. Области применимости получаемых

Этими исследованиями результатов.

Исследования при стац-х режимах фильтрации применяют с начала 40-х годов.

По результатам этих исследований определяют:

— зависимость дебита скважин газа, конденсата, нефти и воды от депрессии на пласт; в подземных хранилищах газа и при обратной закачке сухого газа на газоконденсатных и газонефтяных месторождениях приемистость пласта от депрессии на пласт;

— зависимость дебита скважины от температуры;

— условия разрушения, загрязнения и очищения призабойной зоны пласта; скопления и вынос жидких и твердых примесей на забое скважины;

— распределение давления и температуры газа в пласте и в стволе газовых, газоконденсатных и газонефтяных скважин при различных режимах эксплуатации с учетом их конструкции;

— коэффициенты фильтрационных сопротивлений, несовершенств по степени и характеру вскрытия, а также гидравлического сопротивления забойных оборудований и лифтовых труб;

— эффективность проведенных работ по интенсификации притока газа к скважине;

— технологический режим эксплуатации скважин;

— фильтрационные параметры газонефтеводонасыщенных интервалов;

— потенциальные возможности скважин по дебиту;

2) исследования скважин при нестационарных режимах фильтрации позволяют получить ряд важных параметров пласта, которые методом установившихся отборов определить невозможно.

КСДиД и КВД. К исследованию скважин при нестационарных режимах фильтрации относятся также:

— перераспределение давления при постоянном дебите и дебита при постоянном забойном давлении;

— перераспределение давления в реагирующих скважинах при пуске или остановке возмущающей скважины;

— изменение дебита и давления в процессе эксплуатации скважины (вторая фаза процесса стабилизации давления).

Однако отсутствие необходимой точности измерительных приборов не позволило широко использовать все нестационарные методы исследования газовых и газоконденсатных скважин.

Отставание технических средств измерения изменения давления и дебита при пуске и остановке скважин от теоретических основ исследования при нестационарных режимах фильтрации ограничивает их применение на всех месторождениях независимо от фильтрационных свойств этих месторождений.

Повышение точности приборов, применяемых на газовых и газоконденсатных скважинах, позволит использовать данные, фиксируемые при их пуске и остановке, а также реакцию на эти процессы соседних скважин.

Назначение и периодичность проведения гидродинамических и Газоконденсатных исследований. Классификация и методы исследования.

Подготовка скважин к исследованию.

Первичные исследования – являются основными и обязательными, позволяют определить параметры пласта, его продуктивную характеристику, установить режим эксплуатации скважины, связь между дебитом, забойным и устьевым давлением, и температурой.

Определяют количество ж. и тв. примесей при различных режимах работы скважины, пластовое давление, влияние степени и характера вскрытия на производительность скважины и коэффициенты фильтрационного сопротивления.

Проводятся после первого пуска скважины в эксплуатацию.

2. Текущие – проводятся на эксплуатационных и переведенных в фонд эксплуатационных разведочных скважинах в процессе разработки месторождения. Основная задача – получение информации о всех или о части параметров, определяемых в первичных исследованиях, для анализа и контроля за разработкой.

Если текущие исследования выявляют существенные изменения ряда параметров, определяемых по результатам первичных исследований, то обосновывается необходимость внесения соответствующих корректив в проект разработки.

Текущие исследования позволяют также установить устойчивость режима эксплуатации скважин, процессы очищения и загрязнения призабойной зоны, отложения солей в трубах, процесс коррозии скважинного оборудования, характер распределения пластового давления по площади и по толщине пласта, продвижение воды в залежь, обводнение скважины, характер выхода конденсата в процессе разработки, эффективность ингибирования и работ по интенсификации.

Специальные исследования – проводятся для определения параметров, обусловленных специфическими характеристиками данного месторождения. К данным исследованиям относятся работы по контролю за положением ГВК и ГНК, изучение степени истощения отдельных продуктивных пластов и возможности перетоков при укреплении призабойной зоны, установки цементных мостов, мероприятий по интенсификации добычи.

Контрольные исследования- проводятся для контроля за текущими исследованиями, определяют параметры ,необходимые для проектирования и анализа разработки месторождения.

Для этих исследований используют более совершенную, тщательно оттарированную аппаратуру и приборы.

-геофизические( иссл-ют участок непосредственно примыкающий к стволу скважины)

-лабораторные (изучают физ.-хим. св-ва газосодержащих объектов и флюидов, носит точечный характер)

1) На стационарных режимах (метод установившихся отборов, изохронный, ускоренный изохронный, экспресс-метод, метод монотонно-ступенчатого изменения дебита)

2) На нестационарных режимах (КВД и КСДиД)

Изучение скважины (констр-я, глубина, зона и тип перфорации, состав продукции, температура, давление, данные геофизики)

2. Перед испытанием скважины, вышедшей из бурения, необходимо освоить ее, не допуская при этом образования на забое песчано-глинистой пробки.

В условиях возможного разрушения пласта и подтягивания конуса подошвенной воды не допускается создание больших депрессий на пласт. В зависимости от ожидаемого дебита необходимо выбрать такую конструкцию фонтанных труб, при которой обеспечивается вынос потоком газа твердых и жидких примесей из забоя скважины.

Соблюдая названные условия, продувку скважины следует осуществлять многоцикловым методом, который заключается в следующем: сначала устанавливают шайбу (штуцер) небольшого диаметра; постепенно увеличивая диаметр шайбы, снимают 4—5 точек; затем диаметр шайбы уменьшают до начального, установленного при прямом ходе, и снимают при этом также 4-5 точек в обратном порядке.

Как правило, в процессе продувки делают 2-3 цикла, затрачивая на каждый режим 30-40 мин.

3. Устье скважины, не подключенной к промысловому газосборному пункту, перед газогидродинамическим исследованием оборудуется лубрикатором, образцовыми манометрами, сепаратором, измерителем расхода, термометрами и выкидной линией для факела.

Исследования можно подразделить на первичные, текущиеи специальные. Первичные исследованияпроводят на стадии раз­ведки и опытной эксплуатации месторождения. Задача их за­ключается в получении исходных данных, необходимых для под­счета запасов и проектирования разработки. Текущие исследо­вания осуществляют в процессе разработки. Их задача состоит в получении сведений для уточнения параметров пласта, при­нятия решений о регулировании процесса разработки, проекти­рования и оптимизации технологических режимов работы сква­жин и др. Специальные исследования вызваны специфическими условиями разработки залежи и эксплуатации скважин (внедрение внутрипластового горения и т. д.).

Выделяют прямые и косвенные методы исследования. К прямым относят непосредственные измерения давления, темпера­туры, лабораторные методы определения параметров пласта и флюидов по керну и пробам жидкости, взятым из скважины. Большинство параметров залежей и скважин не поддается не­посредственному измерению. Эти параметры определяют кос­венно путем пересчета по соотношениям, связывающим их с другими, непосредственно измеренными побочными парамет­рами. Косвенные методы исследования по физическому явле­нию, которое лежит в их основе, подразделяют на:

- дебито- и расходометрические,

При промыслово-геофизических исследованиях с помощью при­боров, спускаемых в скважину посредством глубинной лебедки на электрическом (каротажном) кабеле, изучаются:

- электриче­ские свойства пород (электрокаротаж),

- радиоактивные (радио­активный каротаж — гамма-каротаж, гамма-гамма-каротаж, нейтронные каротажи),

- акустические (акустический каротаж),

- механические (кавернометрия) и т. п.

Промыслово-геофизиче­ские исследования позволяют определить пористость (поровую, трещинную, кавернозную), проницаемость, нефтеводогазонасыщенность, толщину пласта, отметки его кровли и подошвы, ли­тологию и глинистость пород, положения водонефтяного контакта (ВНК), газонефтяного котакта (ГНК) и их про­движения, интервалы обводнения, состав жидкости в стволе скважины и его изменение (гамма-плотнометрия, диэлькометрическая влагометрия, резистивиметрия и др.), скорость движения и распределение закачиваемых в пласт агентов (метод радиоактивных изотопов, индикаторные методы и др.), выявить ра­ботающие интервалы пласта, установить профили притока и по­глощения (скважинная дебито- и расходометрия, термометрия, фотоколориметрия, определение содержания ванадия и кобальта в нефти), определить техническое состояние скважины (каче­ство цементирования, негерметичность обсадных труб, наличие межпластовых перетоков, толщина стенок труб, дефекты в них, местоположение интервалов перфорации, элементов оборудова­ния, муфт и забоя скважины, место отложения парафина, осадка и др.). Эти исследования выполняют геофизические организации. К геофизическим исследованиям относят также скважинные дебиторасходометрические и термодинамические исследования.

Скважинные дебито- и расходометрические исследования позволяют выделить в общей толщине пласта работающие интервалы и установить профили притока в добывающих и по­глощения в нагнетательных скважинах. Обычно эти исследова­ния дополняются одновременным измерением давления, темпе­ратуры, влагосодержания потока (доли воды) и их распределе­ния вдоль ствола скважины. Для исследования на электриче­ском кабеле в работающую нагнетательную скважину спускают скважинный прибор — расходомер (в добывающую скважину - дебитомер), датчик которого на поверхность подает электриче­ский сигнал, соответствующий расходу жидкости.

Прибор перемещают в скважине периодически с определен­ным шагом (около 1 м) от точки к точке. В каждой точке из­меряется суммарный расход. По данным измерения строят диа­грамму интенсивности (расходо- или дебитограмму) или пре­имущественно профиль поглощения (притока) жидкости , что позволяет определить работающие интервалы, их долевое участие в общем расходе (дебите) жидкости, охват разработкой по толщине пласта (отношение работающей тол­щины пласта к нефтенасыщенной и перфорированной), эффек­тивность проводимых в скважине работ по воздействию на призабойную зону пласта. При наличии измерения забойного дав­ления можно определить коэффициент продуктивности (приеми­стости) каждого интервала или в случае исследований при не­скольких режимах работы скважины — построить для них инди­каторные линии.




Термодинамические исследования скважинпозволяют изучать распределение температуры в дли­тельно простаивающей (геотерма) и в работающей (термо­грамма) скважине, по которому можно определять геотермиче­ский градиент, выявлять работающие и обводненные интервалы пласта, осуществлять анализ температурных процессов в пласте (при тепловом воздействии, закачке холодной воды) и выра­ботки запасов нефти при заводнении, контролировать техниче­ское состояние скважин и работу подземного скважинного обо­рудования. Расходо- и термометрия скважин поз­воляют также определить места нарушения герметичности ко­лонн, перетоки между пластами и др.

Гидродинамические методы исследования скважин и пластов по данным о величинах дебитов жидкостей и газа, о давлениях на забоях или об измене­нии этих показателей, а также о пластовой температуре во времени позволяют определять параметры пластов и скважин. Опреде­ление параметров пластов по данным указан­ных исследований относится к так называе­мым обратным задачам гидродинамики, при решении которых по измеряемым величинам на скважинах (дебиты, давления, темпера­тура) устанавливаются параметры пластов и скважин (проницаемость, пористость, пъезопроводность пласта, несовершенство сква­жин и др.).

Целью гидродинамических исследований на стадии промышленной разведки месторождений является получение возможно полной информации о строении и свойствах пластов, необходимой для подсчета запасов и составления проекта разработки.

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 во 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 нашей стране 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. Предусмотренное усиление работ по изысканию новых, более эффективных методов разработки нефтяных и газоконденсатных месторождений по значительному повышению степени извлечения нефти и газового конденсата из недр потребует для своего осуществления создания информационно-измерительных систем, обеспечивающих действенный контроль за ходом процессов выработки продуктивных пластов, а также комплекса глубинных приборов для оценки эффективности мероприятий по интенсификации добычи нефти и газа. Поэтому все большее значение приобретают и вопросы, связанные с методами глубинных измерений исходных параметров, теоретическими и физическими принципами создания глубинных приборов, техникой проведения измерений в скважинах.

Исследования можно подразделить на первичные, текущиеи специальные. Первичные исследованияпроводят на стадии раз­ведки и опытной эксплуатации месторождения. Задача их за­ключается в получении исходных данных, необходимых для под­счета запасов и проектирования разработки. Текущие исследо­вания осуществляют в процессе разработки. Их задача состоит в получении сведений для уточнения параметров пласта, при­нятия решений о регулировании процесса разработки, проекти­рования и оптимизации технологических режимов работы сква­жин и др. Специальные исследования вызваны специфическими условиями разработки залежи и эксплуатации скважин (внедрение внутрипластового горения и т. д.).

Выделяют прямые и косвенные методы исследования. К прямым относят непосредственные измерения давления, темпера­туры, лабораторные методы определения параметров пласта и флюидов по керну и пробам жидкости, взятым из скважины. Большинство параметров залежей и скважин не поддается не­посредственному измерению. Эти параметры определяют кос­венно путем пересчета по соотношениям, связывающим их с другими, непосредственно измеренными побочными парамет­рами. Косвенные методы исследования по физическому явле­нию, которое лежит в их основе, подразделяют на:

- дебито- и расходометрические,

При промыслово-геофизических исследованиях с помощью при­боров, спускаемых в скважину посредством глубинной лебедки на электрическом (каротажном) кабеле, изучаются:

- электриче­ские свойства пород (электрокаротаж),

- радиоактивные (радио­активный каротаж — гамма-каротаж, гамма-гамма-каротаж, нейтронные каротажи),

- акустические (акустический каротаж),

- механические (кавернометрия) и т. п.

Промыслово-геофизиче­ские исследования позволяют определить пористость (поровую, трещинную, кавернозную), проницаемость, нефтеводогазонасыщенность, толщину пласта, отметки его кровли и подошвы, ли­тологию и глинистость пород, положения водонефтяного контакта (ВНК), газонефтяного котакта (ГНК) и их про­движения, интервалы обводнения, состав жидкости в стволе скважины и его изменение (гамма-плотнометрия, диэлькометрическая влагометрия, резистивиметрия и др.), скорость движения и распределение закачиваемых в пласт агентов (метод радиоактивных изотопов, индикаторные методы и др.), выявить ра­ботающие интервалы пласта, установить профили притока и по­глощения (скважинная дебито- и расходометрия, термометрия, фотоколориметрия, определение содержания ванадия и кобальта в нефти), определить техническое состояние скважины (каче­ство цементирования, негерметичность обсадных труб, наличие межпластовых перетоков, толщина стенок труб, дефекты в них, местоположение интервалов перфорации, элементов оборудова­ния, муфт и забоя скважины, место отложения парафина, осадка и др.). Эти исследования выполняют геофизические организации. К геофизическим исследованиям относят также скважинные дебиторасходометрические и термодинамические исследования.

Скважинные дебито- и расходометрические исследования позволяют выделить в общей толщине пласта работающие интервалы и установить профили притока в добывающих и по­глощения в нагнетательных скважинах. Обычно эти исследова­ния дополняются одновременным измерением давления, темпе­ратуры, влагосодержания потока (доли воды) и их распределе­ния вдоль ствола скважины. Для исследования на электриче­ском кабеле в работающую нагнетательную скважину спускают скважинный прибор — расходомер (в добывающую скважину - дебитомер), датчик которого на поверхность подает электриче­ский сигнал, соответствующий расходу жидкости.

Прибор перемещают в скважине периодически с определен­ным шагом (около 1 м) от точки к точке. В каждой точке из­меряется суммарный расход. По данным измерения строят диа­грамму интенсивности (расходо- или дебитограмму) или пре­имущественно профиль поглощения (притока) жидкости , что позволяет определить работающие интервалы, их долевое участие в общем расходе (дебите) жидкости, охват разработкой по толщине пласта (отношение работающей тол­щины пласта к нефтенасыщенной и перфорированной), эффек­тивность проводимых в скважине работ по воздействию на призабойную зону пласта. При наличии измерения забойного дав­ления можно определить коэффициент продуктивности (приеми­стости) каждого интервала или в случае исследований при не­скольких режимах работы скважины — построить для них инди­каторные линии.

Термодинамические исследования скважинпозволяют изучать распределение температуры в дли­тельно простаивающей (геотерма) и в работающей (термо­грамма) скважине, по которому можно определять геотермиче­ский градиент, выявлять работающие и обводненные интервалы пласта, осуществлять анализ температурных процессов в пласте (при тепловом воздействии, закачке холодной воды) и выра­ботки запасов нефти при заводнении, контролировать техниче­ское состояние скважин и работу подземного скважинного обо­рудования. Расходо- и термометрия скважин поз­воляют также определить места нарушения герметичности ко­лонн, перетоки между пластами и др.

Гидродинамические методы исследования скважин и пластов по данным о величинах дебитов жидкостей и газа, о давлениях на забоях или об измене­нии этих показателей, а также о пластовой температуре во времени позволяют определять параметры пластов и скважин. Опреде­ление параметров пластов по данным указан­ных исследований относится к так называе­мым обратным задачам гидродинамики, при решении которых по измеряемым величинам на скважинах (дебиты, давления, темпера­тура) устанавливаются параметры пластов и скважин (проницаемость, пористость, пъезопроводность пласта, несовершенство сква­жин и др.).

Целью гидродинамических исследований на стадии промышленной разведки месторождений является получение возможно полной информации о строении и свойствах пластов, необходимой для подсчета запасов и составления проекта разработки.

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 во 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 нашей стране 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. Предусмотренное усиление работ по изысканию новых, более эффективных методов разработки нефтяных и газоконденсатных месторождений по значительному повышению степени извлечения нефти и газового конденсата из недр потребует для своего осуществления создания информационно-измерительных систем, обеспечивающих действенный контроль за ходом процессов выработки продуктивных пластов, а также комплекса глубинных приборов для оценки эффективности мероприятий по интенсификации добычи нефти и газа. Поэтому все большее значение приобретают и вопросы, связанные с методами глубинных измерений исходных параметров, теоретическими и физическими принципами создания глубинных приборов, техникой проведения измерений в скважинах.

Цели и задачи гидродинамических исследований скважин

Гидродинамические исследования скважин – это совокупность мероприятий и работ, которые направлены на получение информации о геологическом составе пластов (в том числе продуктивных) и их свойствах, требующейся для исследования пробуриваемых, заброшенных и действующих скважин.

Целью гидродинамических исследований является получение полной информации о строении и свойствах пластов, которая необходима для составления проекта разработки и подсчета запасов полезного ископаемого. Задачами гидродинамических исследований являются:

  1. Определение общей картины неоднородности пород.
  2. Уточнение данных о гидродинамических свойствах объекта исследования.
  3. Получение необходимой информации о темпе и динамике разработки, которая необходима для ее регулирования.
  4. Определение эффективности мероприятий, которые направлены на интенсификацию добычи нефти.

После качественного проведения гидродинамических исследований скважин можно получить информация о физических свойствах пород и веществ, которые содержатся (плотность, процент вязкости, объем внутреннее давление); уровень давления в грунтах; степень насыщенности пластов полезными ископаемыми; коэффициент фильтрации; расстояние от поверхности, на котором располагаются залежи и продуктивные пласта; степень обводненности пластов; способность пластов проводить и впитывать жидкость; наличие в пластах и виды газов в пластах.

Гидродинамические исследования скважин включают в себя совокупность мероприятий, в том числе отборы в разных режимах их функционирования, которые позволяют определить результативность определенной скважины и узнать гидропроводность в каждом слое пласта. Также данные исследования позволяют брать пробы полезных ископаемых со значительной глубины, для определения их свойств, что позволяет решить вопрос о целесообразности разработки месторождения с экономической точки зрения.

Готовые работы на аналогичную тему

Гидродинамические исследования обычно применяют на определенных скважинах. К таким скважинами относится нефтяная скважина, которой свойственен высокий показатель фонтанирования. Также данные исследования применяются на нефтяных скважинах с низким уровнем давления в ее стволе. Еще их используют на газовых скважинах.

Гидродинамические исследования на уже ранее эксплуатировавшихся скважинах проводятся заранее, до начала разработки.

Методы гидродинамических исследований скважин

К основным методам гидродинамических исследований относятся:

  1. Метод кривой притока (при неустановленном режиме функционирования скважины).
  2. Снятие диаграммы индикаторов (при установленном режиме фильтрации).
  3. Метод кривой уровневого восстановления (при неустановленном режиме).
  4. Метод кривой восстановления давления (при неустановленном режиме).
  5. Метод кривой уменьшения (при неустановленном режиме).
  6. Гидропрослушивание скважин.

Снятие диаграммы индикаторов используется для определения степени воздействия будущих работ на дебит скважины, что выяснить наиболее оптимальный способ ее эксплуатации. Способ кривой восстановления давления применяется в том случае, если исследуемая скважина является фонтанирующей. При этом методе отмечают уровень давления в стволе скважины при ее остановке, длительность отметки должна быть такой, при которой воздействие на результат после приточных жидкостей равнялся нулю. Метод падения давления применяется в нагнетательных скважинах. В этом случае показатель давления регистрируется в момент остановки работы скважинного оборудования, которое работало на закачку газа или жидкости. При этом методе также измеряется уровень обводненности. Результатом данного исследования становится получение информации об особенности течений в грунта и их радиусе, а также степени давления.

Гидропрослушивание скважин

Гидропрослушивание скважин – это метод гидродинамических исследований скважин, который позволяет определить газодинамическую связь между отдельными скважинами и установить степень неоднородности пласта.

Сущность данного метода заключается в наблюдении за изменением пластового давления одной скважины, которое происходит из-за изменения дебита соседней скважины. Для осуществления данного метода выбирают две скважины, одна из которых является возмущающей, а другая реагирующей. В возмущающей скважине определяют изменение ее дебита. В это время в реагирующей наблюдают за изменением забойного давления, вызываемого возмущающей скважиной. В результате исследования строится кривая реагирования, которая позволяет определить тот или иной параметр пласта. Для этого на фактическую кривую реагирования (которую строят по результатам гидропрослушивания) накладывают расчетную кривую, в тех же координатах. Далее определяют точки их совпадения, благодаря которым определяют пьезопроводность и гидропроводность пласта. Пример такой кривой изображен на рисунке ниже.

Рисунок 1. Кривая реагирования. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

• Определения пластового давления, продуктивности, обводнённости, газового фактора, гидропроводности, проницаемости, пьезопроводности, скин-фактора и т. д.), а также особенности околоскважинной и удалённой зон пласта.

Различают гидродинамические исследования:

на установившихся режимах фильтрации– метод снятия индикаторной диаграммы (ИД)

на неустановившихся режимах– методы кривой восстановления давления (КВД), кривой падения давления (КПД), кривой восстановления уровня (КВУ) или кривой притока (КП).

Интерпретация ГДИС позволяет оценить продуктивные и фильтрационные характеристики пластов и скважин Эти исследования являются прямым методом определения фильтрационных свойств горных пород в условиях залегания, характера насыщения пласта (газ/нефть/вода) и физических свойств пластовых флюидов (плотность, вязкость, объёмный коэффициент, сжимаемость, давление насыщения и т. д.).

Анализ ГДИС основан на установлении взаимосвязей между дебитами скважин и определяющими их перепадами давления в пласте.

Исследования на установившихся режимах проводятся не менее чем на 3-х режимах с регистрацией параметров отборов или закачек. Отработка скважины, как правило, проводится на штуцерах с различными диаметрами. При каждом режиме измеряют забойное давление, дебиты жидкой и газообразной фаз пластового флюида, обводнённости и др.

Исследование методом отборов на добывающих скважинах

Контролируемые параметры:

• Давление на забое (динамический уровень) на различных режимах работы скважины

• Дебит добывающей жидкости на различных режимах работы скважины

• Обводненность продукции скважины на каждом режиме

Результаты:

Исследование методом закачек на нагнетательных скважинах

Контролируемые параметры:

• Давление на забое на различных режимах работы скважины

• Расход закачиваемой жидкости на различных режимах работы скважины

Результаты:

• Приемистость скважины, Скин-эффект

• Наличие и параметры трещины гидроразрыва

• Проницаемость, гидропроводность, пьезопроводность пласта

• Радиус влияния скважины (радиус исследования)

Для более полной оценки фильтрационных характеристик пласта необходимо проведения исследования методом КВД в остановленной скважине

Исследования проводятся для оценки фильтрационных параметров и потенциала пласта, продуктивности скважины, установления геологических неоднородностей, границ пласта в области дренирования скважин.

Исследование методом восстановления давления (КВД)

Исследования методом КВД проводятся на добывающих скважинах при регистрации давления во времени после остановки стабильно работающей скважины в режиме отбора.

Давление на забое скважины записывается регистрирующим скважинным манометром с автономной или дистанционной записью показаний. Такой манометр, спускаемый на забой скважины до ее остановки, дает запись изменения давления в функции времени t.

После закрытия скважины мгновенной ее остановки скважины не происходит, а будет продолжающийся последующий затухающий приток жидкости из пласта в скважину. Поэтому последующий приток является источником некоторых погрешностей, которые возможно исключить путем специальной обработки фактических данных.

Поэтому фактическую кривую необходимо перестроить в полулогарифмические координаты DP(Lnt) и найти ее постоянные коэффициенты а и b. Начальный участок КВД не укладывается на прямую, что связано частично с последующим притоком, о котором было сказано выше, и инерцией масс жидкости.

Исследование на неустановившихся режимах позволяет качественно оценить изменение проницаемости в удаленных областях пласта. Наличие таких аномалий обусловливает вид концевых участков КВД. Увеличение углового коэффициента b на концевых участках соответствует уменьшению проницаемости, уменьшение b - увеличению проницаемости.

Нагнетательные скважины исследуются методом падения давления (КПД)

Цели и задачи исследования скважин при стационарных и

Нестационарных режимах фильтрации. Области применимости получаемых

Этими исследованиями результатов.

Исследования при стац-х режимах фильтрации применяют с начала 40-х годов. По

результатам этих исследований определяют:

- зависимость дебита скважин газа, конденсата, нефти и воды от депрессии на пласт; в

подземных хранилищах газа и при обратной закачке сухого газа на газоконденсатных и

газонефтяных месторождениях приемистость пласта от депрессии на пласт;

- зависимость дебита скважины от температуры;

- условия разрушения, загрязнения и очищения призабойной зоны пласта; скопления и

вынос жидких и твердых примесей на забое скважины;

- распределение давления и температуры газа в пласте и в стволе газовых,

газоконденсатных и газонефтяных скважин при различных режимах эксплуатации с учетом их

- коэффициенты фильтрационных сопротивлений, несовершенств по степени и характеру

вскрытия, а также гидравлического сопротивления забойных оборудований и лифтовых труб;

- эффективность проведенных работ по интенсификации притока газа к скважине;

- технологический режим эксплуатации скважин;

- фильтрационные параметры газонефтеводонасыщенных интервалов;

- потенциальные возможности скважин по дебиту;

2) исследования скважин при нестационарных режимах фильтрации позволяют получить

ряд важных параметров пласта, которые методом установившихся отборов определить

невозможно. КСДиД и КВД. К исследованию скважин при нестационарных режимах

фильтрации относятся также:

- перераспределение давления при постоянном дебите и дебита при постоянном забойном

- перераспределение давления в реагирующих скважинах при пуске или остановке

- изменение дебита и давления в процессе эксплуатации скважины (вторая фаза процесса

Однако отсутствие необходимой точности измерительных приборов не позволило широко

использовать все нестационарные методы исследования газовых и газоконденсатных скважин.

Отставание технических средств измерения изменения давления и дебита при пуске и

остановке скважин от теоретических основ исследования при нестационарных режимах

фильтрации ограничивает их применение на всех месторождениях независимо от

фильтрационных свойств этих месторождений. Повышение точности приборов, применяемых

на газовых и газоконденсатных скважинах, позволит использовать данные, фиксируемые при

их пуске и остановке, а также реакцию на эти процессы соседних скважин.

Назначение и периодичность проведения гидродинамических и

Газоконденсатных исследований. Классификация и методы исследования.

Подготовка скважин к исследованию.

1. Первичные исследования – являются основными и обязательными, позволяют

определить параметры пласта, его продуктивную характеристику, установить режим

эксплуатации скважины, связь между дебитом, забойным и устьевым давлением, и

температурой. Определяют количество ж. и тв. примесей при различных режимах работы

скважины, пластовое давление, влияние степени и характера вскрытия на производительность

скважины и коэффициенты фильтрационного сопротивления. Проводятся после первого пуска

скважины в эксплуатацию.

2. Текущие – проводятся на эксплуатационных и переведенных в фонд эксплуатационных

разведочных скважинах в процессе разработки месторождения. Основная задача – получение

информации о всех или о части параметров, определяемых в первичных исследованиях, для

анализа и контроля за разработкой. Если текущие исследования выявляют существенные

изменения ряда параметров, определяемых по результатам первичных исследований, то

обосновывается необходимость внесения соответствующих корректив в проект разработки.

Текущие исследования позволяют также установить устойчивость режима эксплуатации

скважин, процессы очищения и загрязнения призабойной зоны, отложения солей в трубах,

процесс коррозии скважинного оборудования, характер распределения пластового давления по

площади и по толщине пласта, продвижение воды в залежь, обводнение скважины, характер

выхода конденсата в процессе разработки, эффективность ингибирования и работ по

3. Специальные исследования – проводятся для определения параметров, обусловленных

специфическими характеристиками данного месторождения. К данным исследованиям

относятся работы по контролю за положением ГВК и ГНК, изучение степени истощения

отдельных продуктивных пластов и возможности перетоков при укреплении призабойной зоны,

установки цементных мостов, мероприятий по интенсификации добычи.

4. Контрольные исследования- проводятся для контроля за текущими исследованиями,

определяют параметры ,необходимые для проектирования и анализа разработки

месторождения. Для этих исследований используют более совершенную, тщательно

оттарированную аппаратуру и приборы.

-геофизические( иссл-ют участок непосредственно примыкающий к стволу скважины)

-лабораторные (изучают физ.-хим. св-ва газосодержащих объектов и флюидов, носит

1) На стационарных режимах (метод установившихся отборов, изохронный, ускоренный

изохронный, экспресс-метод, метод монотонно-ступенчатого изменения дебита)

2) На нестационарных режимах (КВД и КСДиД)

1. Изучение скважины (констр-я, глубина, зона и тип перфорации, состав продукции,

температура, давление, данные геофизики)

2. Перед испытанием скважины, вышедшей из бурения, необходимо освоить ее, не

допуская при этом образования на забое песчано-глинистой пробки. В условиях возможного

разрушения пласта и подтягивания конуса подошвенной воды не допускается создание

больших депрессий на пласт. В зависимости от ожидаемого дебита необходимо выбрать такую

конструкцию фонтанных труб, при которой обеспечивается вынос потоком газа твердых и

жидких примесей из забоя скважины. Соблюдая названные условия, продувку скважины

следует осуществлять многоцикловым методом, который заключается в следующем: сначала

устанавливают шайбу (штуцер) небольшого диаметра; постепенно увеличивая диаметр шайбы,

снимают 4—5 точек; затем диаметр шайбы уменьшают до начального, установленного при

прямом ходе, и снимают при этом также 4-5 точек в обратном порядке. Как правило, в процессе

продувки делают 2-3 цикла, затрачивая на каждый режим 30-40 мин.

3. Устье скважины, не подключенной к промысловому газосборному пункту, перед

газогидродинамическим исследованием оборудуется лубрикатором, образцовыми

манометрами, сепаратором, измерителем расхода, термометрами и выкидной линией для

Читайте также: