Гидродинамические методы исследования

Эти исследования выполняются персоналом и техническими средствами нефтедобывающих предприятий. При гидродинамических методах исследования процессом охватывается вся зона дренирования, поэтому результаты этих исследований охватывают большие радиусы, чем при геофизических исследованиях. Гидродинамические методы исследования разделяются на 2 вида: при установившихся режимах работы скважины и при неустановившихся режимах работы скважины.

Исследования при установившихся режимах называется методом пробных откачек. Этот метод позволяет получить индикаторную линию скважины, которая представляет собой графическую зависимость между установившимися дебитами скважины Q и депрессиями на пласт Δр = Рпл – Рзаб. В результате исследований получают коэффициент продуктивности скважины К, исходя из соотношения

Q = К · Δр.

Это соотношение необходимо для определения оптимального дебита скважины и технических средств для подъема жидкости. С помощью этого метода также можно определить гидропроводность пласта:

где k – проницаемость пласта, м2 h – толщина пласта, м μ – динамическая вязкость жидкости, Па·с

Значения этого параметра ε наиболее характерно для призабойной зоны, т.к. здесь происходит наибольшее падение давления.

Для правильного проведения исследований необходимо, чтобы при каждой депрессии (или дебите) скважина вышла на установившийся режим. Установление режима в скважине может происходить в течение длительного времени – от нескольких часов до нескольких суток, поэтому обычно проводят исследования на 3-5 режимах.

В качестве примера рассмотрим данные исследования скважины № 5:

Тогда

,

Получится 4 разных значения К, рекомендуется принять среднее арифметическое.

Если пластовое давление неизвестно, то индикаторную линию можно построить в функции забойного давления, т.е. Q = f (Pc). Экстраполируя индикаторную линию до пересечения с осью ординат, можно определить пластовое давление; а пересечение с осью дебитов дает величину так называемого потенциального дебита Qпот.

Фактические точки Q (P), получаемые при исследовании скважины, обычно не лежат на одной прямой и дают разброс, иногда значительный. Таким образом, индикаторная линия не всегда получается прямой, а искривляется, что объясняется следующими причинами: 1) образованием вокруг скважины области с двухфазной фильтрацией при Рзаб < Рнас; 2) изменением проницаемости при изменении внутрипластового давления; 3) превышением скоростей движения жидкости в призабойной зоне критических значений, при которых линейный закон Дарси нарушается.

При любом виде искривления индикаторной линии ее всегда можно аппроксимировать уравнением

Q = K · (Pk - Pc)n

Это уравнение называют общим уравнением притока. Если n = 1, то индикаторная линия прямолинейна. При 1 > n > ½ и индикаторная линия с искривлением в сторону оси Р, при n > 1 – с искривлением в сторону оси Q.

Линейная фильтрация является аналогом ламинарного течения жидкости в трубной гидравлике, такая фильтрация с энергетической точки зрения наиболее экономична. Таким образом, n > 1 не может быть. При n = ½ приток имеет четко выраженное турбулентное течение жидкости, когда коэффициент трения λ не зависит от числа Re.

Исследования на неустановившихся режимах дают наиболее полную информацию о свойствах пласта. Общая схема проведения этих исследований состоит в следующем. Создают определенное воздействие на пласт, например, изменением дебита или давления в скважине. Затем проводят наблюдение за изменением дебита или давления в некоторой точке пласта. По полученной информации определяют гидродинамические свойства исследуемого пласта. Различают 2 основных вида исследований – исследование скважин и гидропрослушивание.

Исследование скважин заключается в наблюдении за изменением давления или дебита скважины во времени вызванного изменением режима ее работы. Наиболее часто проводится метод снятия кривой восстановления давления (КВД). Скважину останавливают и следят за восстановлением забойного или устьевого давления во времени. Аналогично снимаются кривые падения давления (КПД) при пуске скважины в работу.

Методы обработки результатов гидродинамических исследований скважин основаны на различных математических моделях в зависимости от типа коллектора и реологических свойств пластовой нефти. Распространенным способом определения параметров пласта является обработка КВД в полулогарифмических координатах. Тогда изменение забойного давления во времени может быть представлено в виде:

где Q0 – дебит скважины до остановки; rc – приведенный радиус скважины;

по тангенсу угла наклона прямолинейной зависимости ΔP – lnt (величина а) определяют коэффициент гидропроводности:

и коэффициент пьезопроводности (величина b)

Полученные параметры пласта характерны для удаленных зон пласта. Аналогично исследуются нагнетательные скважины, и снимается кривая падения давления (КПД). Обработка данных КПД аналогична КВД.

Исследование пласта методом гидропрослушивания заключается в изучении особенностей распространения возмущений по пласту между 2-мя скважинами. В одной из них, называемой скважинной – источником или возмущающей скважиной, изменяют режим, т.е. остановка, пуск в работу, а в другой – удаленной или в нескольких скважинах – реагирующих фиксируется изменение давления во времени.

Для обработки результатов гидропрослушивания используется следующая формула:

где ΔQ – изменение дебита возмущающей скважины; R – расстояние между скважинами: возмущающей и реагирующей; t – время, истекшее с начала возмущения.

Исследования на неустановившихся режимах позволяют качественно оценить изменение проницаемости или наличие непроницаемых включений в удаленных областях пласта. Наличие таких аномалий показывает вид концевых участков КВД.

Лекция №2