Гидродинамические исследования скважин на неустановившихся режимах фильтрации. Кривые восстановления давления, их интерпретация

13.1. Исследования скважин со снятием кривой восстановления давления без учета притока жидкости к забою после ее остановки

При достаточном времени исследования скважины и большинстве случаев обработка кривой восстановления давления без учета притока жидкости дает надежные результаты. Одновременно методика обработки данных исследования является наиболее простой.

Проведение данного вида исследований и обработка результатов исследований – КВД при мгновенном прекращении притока в скважину заключается в следующем.

1. Спускают в скважину глубинный манометр или дифференциальный манометр.

2. Резко останавливают или пускают скважину в работу.

3. Измеряют с помощью глубинного дифференциального манометра значения P_заб во времени t

4. Определяют

5. Результаты полученных значений заносят в таблицу:

6. Кривая восстановления давления после остановки скважины строится в координатах Dр, lg t (Рис. 13.1.1). На прямолинейном ее участке выбираются две точки с координатами lg t₁ и lg t₂ и определяется угловой коэффициент прямой

. (14.1.1)

Рис. 13.1.1. Кривая восстановления давления на забое скважины в полулогарифмических координатах.

Начало и конец выбранного прямолинейного участка на кривой lg t должны отвечать неравенствам

; (13.1.2)

, (13.1.3)

где R_к — радиус условного контура питания (в расчетах обычно принимается равным половине расстояния между скважинами).

Указанные пределы (13.1.2), (13.1.3) при выборе прямолинейного участка способствуют отсечению области существенного влияния на кривую восстановления притока жидкости в скважину после ее остановки (в начале кривой) и взаимодействия скважин (в конце кривой).

При существенной неоднородности пласта в выделенной области (ограниченной пределами) может быть несколько участков, каждый из которых будет характеризовать определенную зону пласта.

Измеряется отрезок В на оси от нуля до точки пересечения этой оси с прямолинейным участком КВД.

7. Проводят обработку данных КВД

а) определяется угловой коэффициент прямой

(13.1.4)

- по угловому коэффициенту определяют гидропроводность пласта e;

(13.1.5)

- определяют подвижность нефти в пласте

(13.1.6)

- определяют коэффициент проницаемости пласта в области дренирования скважины

(13.1.7)

б) Измеряется отрезок В на оси от нуля до точки пересечения этой оси с прямолинейным участком КВД, величина которого равна:

(13.1.8)

- определяют ; (13.1.9)

- определяют пьезопроводность пласта χ:

1) Если скважина совершенная и r_c известен по долоту то,

(13.1.10)

2) Если скважина несовершенная, то χ определяют по формуле Щелкачева

(13.1.11)

где b_ж - коэффициент объёмный упругости пластовой жидкости;

b_с – коэффициент объёмный упругости пористой среды;

m – коэффициент пористости.

Параметры, входящие в формулу (13.1.11) могут быть определены в лабораторных условиях.

- по величине χ определяют приведенный радиус скважины, учитывающий гидродинамическое несовершенство

(13.1.12)

- дополнительно определяют коэффициент продуктивности скважины:

(13.1.13)

где - объемный коэффициент нефти;

- плотность нефти в поверхностных условиях.

Таким образом, проводя исследования на неустановившихся режимах, определяют параметры пласта в области дренирования.

1. Коэффициент гидроводности пласта e.

2. Коэффициент подвижности нефти в пласте k/m.

3. Коэффициент проницаемости пласта k.

4. Коэффициент пьезопроводности пласта c.

5. По форме КВД в координатах Dp(t) – ln t можно качественно определить особенности строения неоднородной по проницаемости залежи (ухудшение фильтрационных свойств пласта вдали от забоя скважины приводит к увеличению угла наклона кривой):

Рис. 13.1.2. Фактическая КВД.

Зона III

- линия 1- ε₂= ε₃

- линия 2- ε₂< ε₃

- линия 3- ε₂> ε₃

- линия 4- ε=0

Причины искривления реальной КВД:

В зоне I:

- влияние притока жидкости после остановки скважины;

- нарушение геометрии потока в ПЗП из-за несовершенства скважины;

- нарушение режима работы скважины перед ее остановкой;

- неизотермическое восстановление давления;

- наличие свободного газа в объеме скважины,

- ухудшенные в результате бурения и эксплуатации коллекторские свойства ПЗП по сравнению с удаленной.

В III зоне:

- неоднородность пласта по простиранию (уменьшение угла наклона – улучшение коллекторских свойств наиболее удаленной зоны по сравнению с удаленной – линия 2, увеличение угла наклона – ухудшение коллекторских свойств – линия 3);

- наличие вблизи скважины непроницаемых границ (тектонических экранов, зон выклинивания пласта) – линия 4.

II зона:

- средний участок - по теории прямолинейный. Длина участка ограничена, т.к. P_c стремится к P_пл, т.е. к горизонтальной асимптоте. Область применения этого приема интерпретации по II участку КВД ограничена условиями, при которых справедлива формула упругого режима: скважина - источник постоянной интенсивности; пласт - бесконечный и однородный; возможна мгновенная остановка притока флюида в скважину.

По КВД мы оцениваем kh/m для удаленных зон пласта, а по индикаторным диаграммам - kh/m для ПЗП.

Таким образом, интерпретация результатов исследований скважин на неустановившихся режимах фильтрации позволяет количественно оценить значения параметров, характеризующих пласт и скважину (гидропроводность, проницаемость и пьезопроводность пласта, приведенный радиус, коэффициенты совершенства и продуктивности скважины). Эти данные необходимы для:

1. Использования их в расчетах показателей разработки при составлении проектов разработки месторождений.

2. Сравнения их (характеризуют удаленную зону пласта) с аналогичными данными, полученными по результатам исследований на установившихся режимах эксплуатации (характеризуют ПЗП).

3. Определения параметров пласта во времени для оценки технологической эффективности мероприятий, связанных с применением методов увеличения нефтеотдачи пластов и для контроля за разработкой.

13.2. Исследования со снятием кривой восстановления давления и с учетом притока жидкости к забою после остановки скважины

В некоторых случаях при исследовании скважины не удается получить прямолинейный участок кривой восстановления давления в координатах . Чаще всего это объясняется существенным влиянием продолжающегося притока (или оттока) жидкости из пласта в скважину (или наоборот) после ее закрытия на устье. В указанных случаях необходимо обрабатывав данные исследования с учетом притока жидкости в скважину после ее остановки.

Для обработки кривых восстановления давления с учетом притока жидкости необходимо одновременно с фиксацией изменения давления на забое регистрировать изменение потока жидкости во времени либо измерять изменение давления на буфере и в затрубном пространстве во времени (для фонтанных и компрессорных скважин), а для насосных скважин определять изменение уровня жидкости в затрубном пространстве.

Имеется несколько методов обработки кривых восстановления давления в скважине с учетом притока жидкости с целью определения параметров пластов и скважин. На основании исследований (сопоставление методов с помощью гипотетической кривой и по результатам исследований скважин высокоточными глубинными манометрами) большинство авторов рекомендуют применять при обработке кривых восстановления давления два метода.

При замедленном притоке жидкости предпочтительнее применять интегральный метод Э. Б. Чекалюка, а при высокой скорости затухания притока следует использовать дифференциальный метод Ю. П. Борисова. Интегральный метод также применяют и в тех случаях, когда кривые восстановления давления имеют разброс точек.