За діаграмами тисків

Для надійної інтерпретації результатів випробування необхідно якісно зафіксувати зміну тиску на певних глибинах в інтервалі випробування. Для цього використовують глибинні манометри, які фіксують зміну тиску на діаграмах протягом всього процесу проведення операції, розпочинаючи із спуску обладнання в свердловину і заповнення колони труб рідиною, пакерування свердловини і проведення дослідження пласта, відновлення циркуляції в разі необхідності і підіймання КВІ на поверхню. За діаграмами можна зробити висновок про хід всього процесу випробування, працездатність колони труб і вузлів випробувального обладнання, герметичність пакерування, якість запису процесу випробування пласта і можливої надійної оцінки його перспективності.

Тому найповніші і найточніші дані про всі процеси в період проведення операції можна отримати тільки в тому випадку, коли в компоновку будуть включені не один, а декілька глибинних манометрів. Ці манометри встановлюють таким чином, щоб вони могли фіксувати динаміку зміни тиску у внутрішній порожнині труб і затрубному просторі під час спуско-підіймальних операцій, а також в підпакерній зоні і трубах під час дослідження пласта. Крім визначення кількісних даних, не менш важливим є підтвердження якості операції випробування чи з’ясування причин, з яких операція не вдалась, після чого їх усувають і випробування повторюють.

На рисунку 2.34 зображені типові діаграми глибинних манометрів, які встановлені в комплекті КВІ-2М-146. Глибинні манометри для запису кривих зміни тиску в процесі випробування встановлюють в таких вузлах:

101перший - в нижній частині фільтра під заглушкою;

102другий - в верхній частині фільтра над заглушкою;

103третій - в перевіднику над гідравлічним випробувачем пластів;

104четвертий - в перевіднику над запірно-поворотним клапаном.

При використанні різних компоновок КВІ місце встановлення глибинних манометрів можуть змінюватись.

На діаграмах по осі абсцис відкладений час з початку спуску КВІ, а по осі ординат – величину тиску.

Під час опускання КВІ у свердловину два манометри, що встановлені у фільтрі, фіксують тиск стовпа промивальної рідини в кільцевому просторі, який зростає в міру поглиблення манометрів у свердловині (відрізки 0-1, 2-3). В ті періоди, коли спуск КВІ призупиняють для доливання рідини в колону труб, перший і другий манометри фіксують практично постійний тиск (відрізок 1-2), а третій і четвертий манометри з цього моменту записують наростаючий тиск

стовпа рідини в колоні (відрізок 1-2). В період спуску і підйому інструменту, при зміні швидкості і прискорення руху труб, сила інерції рідини, що знаходиться в трубах, викликає різкі зміни тиску, які на діаграмах 3-го і 4-го манометрів реєструються у вигляді дуже частих вертикальних пікоподібних ліній. Аналогічні піки тиску на записах нижніх манометрів при СПО викликані не тільки зміною швидкості цих операцій, але й зміною в’язкості промивальної рідини в стволі свердловини, а також наявністю звужень, що викликає підвищення гідравлічного опору. Інерційні піки тиску будуть збільшуватись, якщо допускати різкі посадки на ротор та підняття елеватора з ротора і можуть досягати . Крім виникнення труднощів з розшифруванням діаграм в таких випадках, це явище негативно впливає на працездатність манометрів. Для попередження інерційних піків необхідно здійснювати плавну посадку та підйом елеватора, а також зменшити швидкість опускання КВІ.

Після досягнення інтервалу випробування на усті свердловини виконують необхідну обв’язку обладнання та підготовку до пакерування. При цьому всі глибинні манометри на діаграмах фіксують горизонтальні лінії однакової довжини (не відбувається зміни тиску в часі.). Вертикальні відрізки показують максимальні значення гідростатичного тиску в кільцевому просторі (манометри І,ІІ) та в колоні труб (манометри ІІІ,ІV) перед початком випробування. Відрізок 3-4 відображає час, витрачений на підготовку пакерування. Після цього створюють стискуюче навантаження на пакер і відмежовують випробовуваний пласт від надпакерного простору. Під час пакерування можливе незначне проковзування пакера по стінках, (через просідання башмака в залишках на вибої або втрата поздовжньої стійкості хвостовика), і, як наслідок деяке підвищення тиску під пакером за рахунок стискування рідини в цій зоні. Таке підвищення тиску зафіксують І і ІІ манометри (відрізки 4-5).

Після пакерування закриється зрівноважувальний клапан та відкриється впускний клапан гідравлічного випробувача пластів. В цей момент тиск під пакером різко знижується до значення гідростатичного тиску стовпа рідини в колоні труб. Тому кожен з манометрів в точці 6 покаже значення тиску стовпа рідини, що знаходиться над ним. Розпочинається перший відкритий період випробування (крива 6-7). Під час цього періоду певна кількість флюїду потрапить в колону труб, тому тиск на кожному манометрі практично зросте на ту ж величину.

Після закінчення першого відкритого періоду закривають запірно-поворотний клапан і манометри І,ІІ,ІІІ залишаються в зоні, яка гідравлічно пов’язана з підпакерним простором. Тому ці манометри повинні зафіксувати криву відновлення тиску (відрізки 7-8). Різниця в показах тисків всіх трьох манометрів під час першого закритого періоду не повинна бути значною, оскільки манометри знаходяться на невеликій віддалі один від одного. Тому вплив тиску стовпа рідини, який знаходиться між ними, на покази манометра несуттєвий. Однак, ця різниця може досягати 0,1-0,5 МПа, якщо манометри знаходяться на віддалі 30-40 м один від одного, а промивальна рідина має велику густину. В точці 8 манометрами І,ІІ,ІІІ зафіксовано приблизне значення пластового тиску. Протягом другого закритого періоду манометр IV повинен фіксувати стале значення тиску стовпа рідини в трубах (пряма 7-8). У випадку, коли запірно-поворотний клапан негерметичний, або негерметичне з’єднання труб, манометром IV буде фіксуватись зростання тиску.

По закінченні першого закритого періоду відкривають запірно-поворотний клапан (відрізок 8-9), з’єднуючи випробовуваний пласт з колоною труб, і розпочинається другий відкритий період (крива 9-10). Після відкриття клапана тиск на всіх манометрах, крім IV, раптово знижується до гідростатичного тиску стовпа рідини в трубах. Під час другого відкритого періоду певна кількість флюїду потрапляє в колону труб, тому гідростатичний тиск буде зростати, що повинні зафіксувати всі манометри (відрізки 9-10). Якщо флюїд однорідний, а гідравлічні втрати відсутні, то всі чотири манометри зафіксують зростання тиску протягом другого відкритого періоду на однакову величину. Однак, покази всіх манометрів можуть суттєво різнитись, оскільки до різних гідростатичних тисків, що діють на них, додається гідравлічне ”штуцерування” вузьких каналів вузлів обладнання і самого штуцера випробувача, що спричиняє додаткові втрати тиску. Чим інтенсивніший приплив рідини з пласта, тим більші гідравлічні втрати, тим більші будуть покази манометрів І,ІІ у порівнянні з третім, а у третього – у порівнянні з четвертим.

Після закінчення другого відкритого періоду закривають запірно-поворотний клапан і розпочинається другий закритий період (відрізок 10-11). Закономірність зміни тиску на манометрах при цьому, така ж, як і під час першого закритого періоду, тільки манометр IV зафіксує більше значення гідростатичного тиску. Різниця тисків на манометрі IV під час першого і другого закритих періодів дорівнює тиску стовпа рідини, що поступила в колону труб під час другого відкритого періоду.

По закінченні випробування проводять підготовчі роботи до підіймання КВІ зі свердловини. Для цього на інструмент створюють розтягуюче навантаження, впускний клапан випробувача пластів закриється, а зрівноважувальний відкриється. В цей момент тиск на манометрах І,ІІ збільшується до гідростатичного в затрубному просторі (відрізок 11-11?), а на манометрах ІІІ,IV залишається без змін. Горизонтальна ділянка (відрізок11-12) на манометрах характеризує витрати часу на розпакерування свердловини, демонтаж устьової головки та підготовку до підіймання КВІ з свердловини. Після закриття впускного клапана випробувача і зняття пакера з місця пакеровки тиск між запірно-поворотним клапаном і випробувачем пластів буде дорівнювати пластовому в кінці процесу випробування (манометр ІІІ точка 11). При підйомі інструменту через редукційний клапан запірно-поворотного клапана буде вирівнюватись тиск рідини , яка знаходиться у замкнутому об’ємі між елементами КВІ, до тиску стовпа рідини у кільцевому просторі, оскільки він знижується одночасно з підійманням обладнання зі свердловини. Тому, розпочинаючи з точки 12 манометра ІІІ, тиск знижується до гідростатичного в кільцевому просторі і в процесі підіймання КВІ закономірність зміни тиску на цьому манометрі аналогічна, як і на манометрах І і ІІ. На манометрі IV характер зміни тиску з точки 12 залежить від того, на яку висоту бурильні труби під час випробування заповнились рідиною. Якщо рідина заповнила труби до устя то пониження тиску на манометрі IV розпочинається в процесі підіймання КВІ , тобто з точки 12. Якщо рідина в трубах знаходилась на деякій віддалі від устя, то в процесі підйому труб тиск буде залишатись сталим (відрізок 12-12?) поки перша труба з рідиною досягне устя. При подальшому підйомі тиск на манометрі IV, як і на манометрах І, ІІ, ІІІ, буде зменшуватись (відрізки 12?-13, 12-13).

У разі потреби промивання свердловини відкривають циркуляційний клапан і проводять пряму або зворотну циркуляцію. Під час такої операції зміну тиску повинен фіксувати тільки манометр IV, а тиск на манометрах І, ІІ,ІІІ залишається сталим, інакше це буде свідчити про негерметичність якогось вузла.

Манометри І,ІІ знаходяться в однакових умовах: вони гідравлічно поєднані між собою протягом всього періоду проведення випробування. При цьому манометр, який встановлений в нижній частині фільтра, не омивається потоком рідини, що поступає з пласта при випробуванні та із затрубного простору при спуску КВІ у свердловину, а манометр ІІ навпаки, весь час знаходиться в потоці рідини. Тому манометр І реєструє зовнішній тиск в підпакерній зоні, а манометр ІІ – внутрішній. При такому розташуванні манометрів можна швидше виявити закупорювання фільтра твердими частинками. ”Зовнішній” манометр може засмічуватись вкрай рідко, оскільки він знаходиться в камері, заповненій рідиною з поверхні і зміни цієї рідини в процесі спуску КВІ та випробування не відбувається. Внаслідок цього проникнення піску та частинок породи в цю частину фільтра практично виключено протягом всього періоду перебування інструменту у свердловині.

Якщо покази обох манометрів однакові, то сумнівів у правильності запису діаграм не повинно бути. Якщо покази манометра І перевищують відповідні покази манометра ІІ, то це може свідчити про закупорювання отворів фільтра, чи засмічення самого манометра.

Вище був розглянутий процес реєстрації тиску глибинними манометрами при випробуванні пластів з опорою на вибій свердловини та ізоляцією пласта тільки зверху одним (або двома) пакерами. Аналогічні записи манометрів будуть отримані при проведенні випробувань з опорою на стінки свердловини.

При селективному випробуванні пластів, де приплив здійснюється через фільтр, який розташований між пакерами, для виявлення характеру зміни тиску під нижнім пакером встановлюють ще один манометр. Його призначення – виявлення надійності ізоляції пласта знизу - якості пакерування нижнім пакером. Весь процес спуску і підйому КВІ ,додатковим манометром фіксується так же, як і І та ІІ-гим. Однак, під час проведення досліджень тиск під нижнім пакером фіксується у вигляді полого спадаючої кривої. Така зміна тиску під нижнім пакером обумовлена тим, що тиск в ізольованому об’ємі на вибої свердловини дорівнює гідростатичному, і може зменшуватись тільки внаслідок часткової фільтрації промивальної рідини в пласт, де тиск менший за гідростатичний. Якщо після підіймання КВІ на поверхню виявиться, що додатковий манометр записав діаграму тисків аналогічну чи подібну до діаграм манометрів І і ІІ, то це є свідченням того, що нижній пакер негерметичний, і фактично випробувана не тільки область між пакерами, але й нижня частина свердловини.

При селективному випробуванні з опорою на стінки свердловини записи манометрів будуть аналогічними.

З використанням для випробування пластів багатоциклових випробувачів потреба у запірно-поворотному клапані відпадає, тому вище випробувача пластів встановлюють тільки один глибинний манометр. Манометри І,ІІ встановлюють в таких же вузлах, як і у КВІ-2М-146. Діаграми глибинних манометрів, при надійній роботі обладнання, будуть такими ж, як і у попередніх випадках.