Методы исследования зон поглощения на поверхности без перерывов процесса бурения.

Данные о строении поглощающего пласта, его толщине и местоположении, интенсивности поглощения (водопроявления), величине и направлении перетоков могут быть получены гидродинамическими, геофизическими методами исследований и с помощью отбора керна или шлама

В зависимости от степени изученности разбуриваемой площади применяется один из двух комплексов исследований: оперативный или детальный,

Оперативный комплекс глубинных исследований включает: определение границ поглощающих пластов, их относительной приемистости и наличия перетоков жидкости по стволу скважины из одного пласта в другой; определение фактичес­кого диаметра скважины в интервале поглощающего пласта с помощью каверномера и замер пластового давления глубин­ным манометром.

Детальные исследования включают оперативный комплекс и промыслово-геофизические методы; гамма-каротаж, ней­тронный гамма-каротаж и акустический каротаж. При нали­чии скважинного фотоаппарата или забойного телевизора их следует использовать при детальных исследованиях.

Основные цели гидродинамических исследований — полу­чение индикаторной диаграммы поглощающего пласта, кото­рая позволяет определить коэффициент приемистости по­глощающего пласта, оценить размеры поглощающих каналов. Гидродинамические исследования поглощающих пластов проводятся при установившихся и неустановившихся режи­мах фильтраций (течении) жидкости.

Метод установившихся закачек (статический уровень в скважине Нст > 30 м, рис. 2.4, а). Жидкость с заданным ми­нимальным расходом закачивается в скважину до установле­ния определенного уровня. Фиксируются значение расхода и положение уровня, затем меняется расход, и жидкость зака­чивается до установления нового положения уровня. Меняя режим закачки жидкости, получают соответствующие им значения уровней (перепадов давления), по которым строится

индикаторная линия.

Метод установившихся нагнетаний (Н_ст< 30м, рис. 2.4, б). Устье скважины герметизируется, и в нее закачивается жидкость с постоянным расходом до установления опреде­ленного давления. Режим считается установившимся, если давление и расход остаются постоянными в течение 10 — 15 мин. Затем изменяют расход и добиваются постоянства но­вого значения давления. При положении статического уровня на глубине 20 — 30 м первые точки индикаторной линии полу­чают путем регистрации установившихся уровней при герме­тизированном устье с помощью глубинного манометра или путем экстраполяции индикаторной линии до начала коорди­нат.

Метод установившихся отборов (при переливе жидкости из скважины, рис. 2.4, в). Устье скважины герметизируется и определяется давление, под действием которого жидкость пе­реливается из скважины. Затем жидкость отбирают из сква­жины при различных установившихся давлениях. Полученные значения установившихся давлений и соответствующие им значения расходов жидкости используются для построения индикаторной линии.

Во время проведения исследований при установившихся режимах течения жидкости необходимо учитывать следую­щие особенности. До начала исследования необходимо убе­диться в установившемся состоянии системы пласт — скважи­на. При наличии перетоков или поступлении в скважину ми­нерализованных пластовых вод исследование рекомендуется проводить после заполнения ствола скважины однородной по плотности жидкостью (например, после очередного рейса и подъема инструмента).

Исследование скважины должно проводиться не менее чем при трех режимах. Создаваемые при этом перепады давления в скважине должны отличаться один от другого в 1,5- 2 раза.

Для каждого режима жидкость закачивается с постоянной производительностью. Закачка или отбор производится до получения постоянных значений перепада давления в скважи­не. При этом плотности закачиваемой и находящейся в скважине жидкости должны быть одинаковыми.

По полученной индикаторной линии (∆Р-Q) определяют интенсивность поглощения и коэффициент приемистости поглощающего пласта.

Исследование поглощающих пластов с помощью покера и установленного под ним манометра проводят в скважинах, в которых будет осуществляться переход с бурения с промыв­кой забоя водой на промывку буровым раствором, перед це­ментированием обсадных колонн с большой высотой подъе­ма цементного раствора, а также во всех случаях перед протанием в скважину жидкости до установившегося режима при работе цементировочного агрегата на 2, 3 и 4-й скоро­стях. Закачку жидкости начинают с максимальной — 4-й скорости, причем давление на устье скважины не должно превышать давления гидравлического разрыва пласта.

По результатам исследования строится индикаторная ли­ния поглощающего пласта и определяются интенсивность по­глощения и коэффициент приемистости.

В скважинах, где возможен недоподъем цементного рас­твора за обсадной колонной из-за поглощения его в процес­се цементирования, необходимо перед спуском обсадной ко­лонны произвести исследование всех поглощающих пластов с помощью пакера на давление, которое ожидается на эти пла­сты при цементировании. По результатам исследования опре­деляется необходимость проведения изоляционных работ пе­ред спуском обсадной колонны.

Прослеживание за снижением уровня (давления) жидкос­ти в скважине (Нст > 30 м, рис. 2.4, г). Скважина заполняется жидкостью до устья, затем долив жидкости прекращается и замеряется время падения уровня через каждые 5 или 10 м. Измерения продолжаются до наступления равновесия в сква­жине, т.е. до тех пор, пока уровень жидкости не достигнет статического положения.

Снижение уровня в скважине во времени замеряется с помощью уровнемера или может быть зафиксировано с по­мощью глубинного манометра в виде кривой изменения дав­ления во времени.

Прослеживание за подъемом уровня в бурильных трубах после "мгновенного" его снижения (Нст < 30 м, рис. 2.4, д). "Мгновенное" снижение уровня в скважине достигается за счет спуска в скважину бурильных труб с заглушкой-диафрагмой и последующего его разрушения, после которого жидкость из затрубного пространства устремляется в буриль­ные трубы. В результате этого происходит быстрое выравнивание жидкости в трубах и затрубном пространстве, и в це­лом уровень жидкости в скважине понижается на значение, соответствующее объему жидкости, вытесняемой бурильны­ми трубами с закрытым концом (неустановившийся режим).

Восстановление давления за счет притока жидкости из по­глощающего горизонта регистрируется путем прослеживания за подъемом уровня в бурильных трубах с помощью уровне­мера или записи кривой изменения давления с помощью глубинного манометра. Этот метод исследования имеет большие погрешности.

Прослеживание за подъемом уровня в бурильных трубах после "мгновенного" его снижения при герметизированном устье (при переливе жидкости из скважины, рис. 2.4, е). Этот метод осуществляется аналогично предыдущему с той разницей, что для предотвращения перелива жидкости устье скважины герметизируется превентором или пакерующим устройством. Поскольку повышение уровня жидкости в тру­бах может быть прослежено только до устья, то начальный участок индикаторной линии получают путем экстраполяции. Этому методу присущи недостатки предыдущего метода. Наибольшее распространение при исследовании поглоща­ющих пластов получили: метод прослеживания за изменением уровня (давления) в скважине, метод установившихся нагне­таний и метод установившихся отборов. Метод исследования при неустановившемся режиме течения жидкости рекоменду­ется использовать, если время восстановления давления пре­вышает 30 мин. В этом случае ошибка при определении ко­эффициента приемистости по формулам установившегося режима не превышает точности прибора (7—10 %). При меньших значениях времени восстановления давления следует применять методы исследования скважин при установивших­ся режимах или должны быть введены соответствующие по­правочные коэффициенты.

Приборы, применяемые для исследования поглощающих пластов. Приборы для исследования поглощающих (водопроявляющих) пластов в бурящихся скважинах делятся на две основные группы.

1. Приборы, предназначенные для проведения кратковре­менных гидродинамических исследований с целью выявления зависимости объемной скорости фильтрации жидкости по пласту от перепада давления. При использовании этих при­боров оказывается активное воздействие на пласт путем на­гнетания или отбора жидкости и восстановления пластового давления. В процессе исследования прослеживается изменение уровня жидкости в скважине во времени или регистрируется изменение давления на пласт. К этой группе приборов отно­сятся: электрический уровнемер ТатНИИ, лебедки ВНИИБТ и ТатНИИ (ИП-1), манометры МГЭ-1, ГМИП-1, МГГ-20, а также уровнемеры и манометры различных зарубежных фирм.

2. Приборы, предназначенные для определения толщины и местоположения поглощающих пластов, направления перето­ков жидкости по стволу скважины и расхода жидкости. К этой группе приборов относятся расходомеры РЭИ-УфНИИ и ВНИИНГП, прибор "Разведчик Р-8", термоэлектрический дебитомер, индикатор толщины и местоположения пласта ИМП-2 и аналогичные приборы зарубежных фирм.