История развития методов гидродинамических исследований скважин.
Значение гидродинамических исследований в развитии научных основ разработки нефтяных месторождений.
Современные представления о происхождении и миграции нефти и газа позволяют считать потенциально нефтеносными практически весь осадочный чехол и прилегающие к нему верхние горизонты фундамента и коры выветривания, где имеются подходящие термодинамические условия для сохранения сложных органических молекул, из которых состоят нефть и газ.
На этом принципе строится и современная идеология поиска, разведки и разработки месторождений. Все современные поисковые и разведочные скважины бурятся на самый глубокий перспективный горизонт, а последнее время, в обязательном порядке захватывают породы КВ и фундамента.
В результате все горные породы в процессе бурения подвергаются воздействию промывочных жидкостей от начала их проходки долотом до изоляции обсадными трубами. А после перфорации воздействие продолжается. Их фильтрационные и физические свойства меняются. Происходит гидродинамическое взаимодействие пласта и скважины. Нам важно знать что происходит в результате такого взаимодействия, как его контролировать и как им управлять.
Существующие в настоящее время методы гидродинамических исследований скважин позволяют, меняя режимы эксплуатации пласта, изменяя давление и притоки на устье скважины, понять как взаимодействуют пласт и скважина.
|
|
|
Понимание процессов взаимодействия скважины и коллектора позволяют нам достич двух главных целей:
1. Получить информацию:
- о пласте - выяснить его физические (фильтрационные) характеристики;
- об изменениях в пласте, происходящих в процессе разработки;
- об интенсивности притока флюидов в скважину
2. Выбрать:
- технологию вскрытия пласта бурением;
- способ и технологию перфорации, проверить качество вскрытия;
- метод оптимальной разработки, то есть
а) обосновать способ добычи нефти
б) выбрать оборудование для подъема жидкости из скважины
в) установить наиболее экономичный режим для достижения высокого КИН
Взаимодействие скважины и пласта постоянно меняется во времени, поэтому для правильной эксплуатации пласта информация о сважинах и пласте должна постоянно обновляться. То есть появляется еще одна цель исследований – для выбора методов исследования пласта, которые будут поставлять информацию о пласте на всем протяжении эксплуатации. Фактически – выбрать методы мониторинга разработки месторождении: оценка эффективности выбранной системы разработки, отслеживание происходящих изменений в пласте, оценка эффективности (результативности) применяемых мероприятий по улучшению разработки.
|
|
|
Комплекс методов диагностики строения и фильтрационно-емкостных свойств коллекторов, контроля и регулирования разработки и место гидродинамических исследований в нем.
Исследование скважин начинается сразу же после открытия залежей и продолжается в течение всей «жизни» месторождения, т. е. осуществляется в процессе бурения и эксплуатации.
Существует множество методов исследования процессов взаимодействия скважины и коллектора, но цель у них общая:
· получение информации для подсчета запасов нефти и газа, проектирования, анализа, регулирования разработки залежей и эксплуатации скважин.
Исследования подразделяют на первичные, текущие и специальные.
Первичные исследования проводят 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 - получение 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: - промыслово-геофизические,
- дебито- и расходометрические,
- термодинамические
- гидродинамические.
 |
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 контакта (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 проводят по данным о величинах дебитов жидкостей и газа, о давлениях на забоях или об изменении этих показателей, а также об изменении пластовой температуре во времени. Позволяют определять такие параметры пластов и скважин как проницаемость, пористость, гидропроводность, пъезопроводность пласта, давление в пласте в разные периоды эксплуатации, несовершенство скважин и др.
История развития методов гидродинамических исследований скважин.
В процессе бурения (а позднее и перфирации) проницаемые породы постоянно подвергаются воздействию промывочной жидкости. Сам пласт наполнен пластовыми флюидами. Как происходит взаимодействие скважины и пласта важно знать как для постановки правильного бурения, так и для последующего запуска в эксплуатацию пласта.
В начале XX в. Во Франции впервые стали применять геофизические методы для документации разрезов нефтяных скважин. Регистрировалось кажущееся электрическое сопротивление (КС) горных пород вдоль скважины и потенциал собственной поляризации (ПС). Если обе диаграммы отклонялись в одну и ту же сторону, то пласт считался нефтенасыщенным, а если в разные – водонасыщенным.
Но иногда метод не срабатывал: из нефтенасыщенных пластов получали пластовую воду. Причина этого – проникновение пресной промывочной жидкости в водонасыщенные минерализованной водой пласты. С этого времени начали изучать это явление.
К 1950 г сложились первые представления о взаимодействии скважины и пласта. Типична работа Комарова С.Г. «Каротаж по методу сопротивлений». «Давление столба глинистого раствора превышает пластовое давление…. При вскрытии проницаемого пласта глинистый раствор …. проникает в породу. При этом вода отфильтровывается от глинистого раствора.. глинистые частицы, задерживаясь в порах породы.. образуют на ее поверхности глинистую корку. Это приостанавливает дальнейшее проникновение глинистого раствора и фильтрата в пласт.. резко, возможно до нуля.
Глубина проникновения раствора и его фильтрата зависит от избыточного давления в скважине…. и будет тем больше, чем больше его проницаемость».
К – зона кольматации;
ГК – глинистая корка;
П – зона проникновения фильтрата
На основе этого рекомендовалось оценивать проницаемость коллекторов по глубине проникновения в них раствора или фильтрата промывочной жидкости.
В 1961 г вышел перевод кН. Пирсона С.Дж. «Учение о нефтяном пласте», в ней излагались совершенно другие представления о взаимодействии скважины и коллектора. «Характер проникновения фильтрата бурового раствора в пласт определяется (не столько перепадом давления) типом и качеством раствора и свойствами породы. В породах с низкой пористостью и проницаемостью наблюдается глубокое проникновение фильтрата бурового раствора. В породах с хорошими коллекторскими свойствами проникновение обычно невелико». Породы с высокой пористостью содержат большой объем пор, по которым фильтрат растекается и перемещается вглубь пласта медленнее, чем в породах с небольшой пористостью… Иногда в высокопористых коллекторах граница проникновения может со временем даже переместиться по направлению к скважине…. Неглубокое проникновение фильтрата в породы с хорошими коллекторскими свойствами происходит также из-за разделения жидкости по удельному весу: фильтрат менее плотный, чем пластовая вода, растекается в верхнюю часть пласта».
Таким образом работа Пирсона кардинальным образом меняла представления о взаимодействии пласта и скважины.
1976 г. в работа Орлова Л.И. и др. «Влияние промывочной жидкости на физические свойства коллекторов нефти и газа» выделены три этапа проникновения раствора в пласт:
1. Опережающее проникновение бурового раствора под режущую кромку инструмента.
- условие правильного бурения
Проникновение происходит под действием перепада давления и зависит от водоотдачи раствора и проницаемости пласта
2. Радиальная фильтрация во время образования глинистой корки формирует зону кольматации и зону проникновения
3. Радиальная фильтрация через глинистую корку и зону кольматации (может быть многократной, так как во время спуско-подъемных операций глинистая корка нарушается)
Работа подтверждала основные положения Пирсона. Одним из выводов был следующий:
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 1346; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!