Методы исследования, применяемые при разработке нефтяных и газовых месторождений

Изучение продуктивных пластов на всех стадиях промышленной разведки и разработки залежей осуществляют в основном лабораторными, промыслово-геофизическими и гидродинамическими методами.

Лабораторные методы.

К лабораторным относят методы, основанные на прямых измерениях физико-химических, механических, электрических и других свойств образцов горных пород и проб пластовых жидкостей (газов), отбираемых в процессе бурения и эксплуатации. При этих методах исследования определяются следующие параметры: пористость, проницаемость пород, вязкость и плотность нефти. Эти методы применяются при подсчете запасов нефти и составлении проектов разработки месторождений нефти и газа.

Промыслово-геофизические методы.

Геофизические исследования выполняются геофизическими или другими специализированными организациями по договорам, заключаемым с нефтегазодобывающими предприятиями, и проводятся в присутствии заказчика.

Комплекс геофизических исследований в за­висимости от категории скважин, условий проведе­ния измерений и решаемых задач, а также оформле­ние заявок на проведение работ, актов о готовности скважин, заключения по комплексу исследований проводится в соответствии с договором с сервисной компанией.

Комплекс исследований должен включать все основные методы. Целесообразность применения до­полнительных методов должна быть обоснована промыслово-геофизическим предприятием. Комплексы методов исследований уточняют кон­кретные геолого-технические условия эксплуатации ПЗП и скважины.

Геофизические исследования в интервале объекта разработки

Перед началом геофизических работ сква­жину заполняют жидкостью необходимой плотности до устья, а колонну шаблонируют до забоя. Основная цель исследования — определение источников обводнения продукции скважины.

При выявлении источников обводнения про­дукции в действующих скважинах исследования вклю­чают измерения высокочувствительным термометром, гидродинамическим и термокондуктивным расходо­мерами, влагомером, плотномером, резистивиметром, импульсным генератором нейтронов. Комплекс иссле­дований зависит от дебита жидкости и содержания воды в продукции. Привязку замеряемых параметров по глубине осуществляют с помощью локатора муфт и ГК.

Для выделения обводнившегося пласта или пропластков, вскрытых перфорацией, и определения заводненной мощности коллектора при минерализа­ции воды в продукции 100 г/л и более в качестве до­полнительных работ проводят исследования импульс­ными нейтронными методами (ИНМ) как в эксплуа­тируемых, так и в остановленных скважинах. В случаях обводнения не минерализованной водой эти задачи ре­шаются ИНМ по изменениям до, и после закачки в скважину минерализованной воды с концентрацией соли более 100 г/л. Эти измерения проводятся в ком­плексе с исследованиями высокочувствительным тер­мометром для определения интервалов поглощения закачанной воды и выделения интервалов заколонной циркуляции.

Измерения ИНМ входят в основной комп­лекс при исследовании пластов с подошвенной во­дой, частично вскрытых перфорацией, при минера­лизации воды в добываемой продукции более 100 г/л. По результатам измерений судят о путях поступления воды к интервалу перфорации — подтягиванию подо­швенной воды по прискважинной зоне коллектора или по заколонному пространству из-за негерметичности цементного кольца.

Оценку состояния выработки запасов и ве­личины коэффициента остаточной нефтенасыщенности в пласте, вскрытом перфорацией, проверяют ис­следованиями ИНМ в процессе поочередной закачки в пласт двух водных растворов, различных по минера­лизации. По результатам измерения параметра време­ни жизни тепловых нейтронов в пласте вычисляют значение коэффициента остаточной насыщенности. Технология работ предусматривает закачку 3-4 м³ ра­створа на 1м толщины коллектора. Закачку раствора проводят отдельными порциями с замером параметра до стабилизации его величины.

Состояние насыщения коллекторов, пред­ставляющих объекты перехода на другие горизонты или приобщения пластов, оценивают по результатам гео­физических исследований. При минерализации воды в продукции более 50 г/л проводят исследования ИНМ.

При переводе добывающей скважины под нагнетание обязательными являются исследования гидродинамическим расходомером и высокочувстви­тельным термометром, которые позволяют выделить отдающие или принимающие интервалы и оценить сте­пень герметичности заколонного пространства.

Контроль технического состояния добываю­щих скважин.

Если объектом исследования является ин­тервал ствола скважины выше разрабатываемых пластов, геофизические измерения проводят с целью вы­явления мест нарушения герметичности обсадной ко­лонны, выделения интервала поступления воды к ме­сту нарушения, интервалов заколонных межпластовых перетоков, определения высоты подъема и состояния цементного кольца за колонной, состояния забоя сква­жины, положения интервала перфорации, техноло­гического оборудования, определения уровня жидко­сти в межтрубном пространстве, мест прихвата труб.

Место негерметичности обсадной ко­лонны определяют по измерениям в процессе работы или закачки в скважину воды (инертного газа) в ин­тервале, не перекрытом НКТ. Обязательный комплекс включает измерения расходомером и локатором муфт. В качестве дополнительных методов используют скважинный акустический телевизор (для определения линейных размеров и формы нарушения обсадной колонны), толщиномер (с целью уточнения компо­новки обсадной колонны и степени ее коррозии).

Интервал возможных перетоков жидкости или газа между пластами при герметичной обсадной колонне устанавливают по результатам исследований высокочувствительным термометром, закачкой радио­активных изотопов и методами нейтронного каротажа для выделения зон вторичного газонакопления.

Контроль за РИР при наращивании цемент­ного кольца за эксплуатационной колонной, кондук­тором, креплении слабосцементированных пород в призабойной зоне пласта осуществляют акустическим или гамма-гамма-цементомером по методике сравни­тельных измерений до, и после проведения изоляци­онных работ. Для контроля качества цементирования используется серийно выпускаемая аппаратура типа АКЦ. В сложных геолого-технических условиях обса­женных скважин получению достоверной информа­ции будет способствовать использование аппаратуры широкополосного акустического каротажа АКШ .

Для контроля глубины спуска в скважину оборудования (НКТ, гидроперфоратора, различных пакерирующих устройств), интервала и толщины от­ложения парафина, положения статического и дина­мического уровней жидкостей в колонне, состояния искусственного забоя обязательным является иссле­дование одним из стационарных нейтронных методов (НГК, ННК) или методом рассеянного гамма-излу­чения (ГГК).

Геофизические исследования при ремонте на­гнетательных скважин в интервале объекта разработ­ки проводят для оценки:

-герметичности заколонного пространства,

- контроля за качеством отключения от­дельных пластов.

Эти задачи решают замером высоко­чувствительным термометром и гидродинамическим расходомером, закачкой радиоактивных изотопов. Факт поступления воды в пласты, расположенные за пре­делами интервала перфорации, может быть установ­лен по дополнительным исследованиям ИНМ при минерализации пластовой воды более 50 г/л.

Результаты ремонтных работ с целью увели­чения и восстановления производительности и при­емистости, выравнивания профиля приемистости, до­полнительной перфорации оценивают по сопоставле­нию замеров высокочувствительным термометром и гидродинамическим расходомером, которые необхо­димо проводить до и после завершения ремонтных работ.

Для определения состояния интервалов перфорации и кон­троля за состоянием обсадной колонны применяют:

- индикатор муфт,

- акустический телевизор CAT,

- индукционный дефектоскоп ДСИ,

- аппаратуру контроля перфорации АКП,

- каверномер.

В случае закачки в пласт со­единений и веществ, которые отличаются по нейт­ронным параметрам от скелета породы и насыщаю­щей ее жидкости, дополнительно проводят исследо­вания ИНМ до и после ремонта скважины с целью оценки эффективности проведенных работ.

Оценку результатов проведенных работ про­водят в период дальнейшей эксплуатации скважины по характеру добываемой (закачиваемой) продукции и по результатам повторных исследований после ремонтных работ.

Гидродинамические методы

К гидродинамическим методам относят методы, основанные на косвенном определении некоторых важных свойств продуктивных пластов по данным прямых измерений дебитов скважин и забойных давлений при установившихся и неустановившихся процессах фильтрации жидкостей и газов в пласте.

В основу этих методов положены формулы гидродинамики, описывающие связь между дебитами, давлениями и характеристиками продуктивных пластов (проницаемость, гидропроводность др.).

Гидродинамические исследования осуществляют с помощью глубинных манометров и расходомеров, спускаемых в скважину на кабеле (проволоке), а также с помощью приборов, установленных на устье скважины.

В отличие от лабораторных и промыслово-геофизических методов при гидродинамических исследованиях определяют средние значения свойств продуктивных пластов на значительном расстоянии от стенок скважин или между ними.

В нефтепромысловой практике применяют следующие основные методы гидродинамических исследований:

- установившихся отборов;

- восстановления давления;

- взаимодействия скважин (гидропрослушивание);

- термодинамические.

Исследования газовых скважин также проводят при стационарных (установившихся) и нестационарных режимах фильтрации газов. В последнем случае используют следующие методы:

- восстановления забойного давления после остановки скважины;

- стабилизации забойного давления и дебита при пуске скважин.

По данным, полученным в результате исследования газовых скважин, оценивают изменение параметров пласта в процессе эксплуатации скважин.