Регистрация и обработка кривых восстановления уровня (КВУ)

Для интерпретации результатов исследований нестабильно работающих скважин широко используется метод «КВУ». Технология работ этим методом включает:

· снижение динамического уровня в стволе при насосной эксплуатации или освоении скважины путем свабирования или компрессирования;

· получение кривых изменения во времени забойного P_з, буферного P_б и межтрубного P_м давлений в процессе восстановления динамического уровня.

Величины P_б и P_м определяются на устье скважины. Забойное давление может быть непосредственно замерено глубинным манометром (что предпочтительнее) или рассчитано по величине устьевого давления и динамического уровня (аналогично п.3.1.1).

Обработка результатов состоит в расчете кривой изменения во времени дебита скважины и в построении по кривым давления и дебита индикаторной диаграммы.

Для расчета кривой дебита временной интервал КВУ разбивается на локальные отрезки Dt. Длина отрезков подбирается эмпирически и, как правило, составляет от нескольких десятков секунд до нескольких минут.

Наиболее оптимален для исследований вариант, когда трубки и межтрубье полностью открыты и скважина не переливает. В этом случае дебит для каждого выбранного временного отрезка рассчитывается по формуле:

(3.2.1)

где : DP - изменение забойного давления за время Dt, S=S_НКТ+S_М - площадь сечения потока флюида (S_НКТ - внутреннее сечение НКТ, S_М - сечение межтрубья), r - плотность флюида, g- ускорение свободного падения.

При открытых трубках и перекрытии межтрубного пространства пакером дебит также рассчитывается по формуле (3.2.1), но при использовании в качестве величины S (внутреннего сечения НКТ S=S_НКТ).

При закрытых трубках и межтрубье (при наличии противодавления на устье) дебит для каждого временного отрезка рассчитывается в следующей последовательности:

· Рассчитывается дебит по НКТ

(3.2.2)

· Рассчитывается дебит по межтрубью

(3.2.3)

· Рассчитывается суммарный дебит

(3.2.1)

где : - изменение разности буферного и забойного давлений во временном отрезке , - изменение разности затрубного и забойного давлений во временном отрезке .

Измерения в случае подсоединения трубой или затрубья к выкидной линии крайне нежелательны, поскольку искажающее влияние колебаний давления в линии не всегда может быть точно учтено даже при самых тщательных устьевых замерах.

По кривым изменения во времени давления и дебита строится индикаторная диаграмма. Методика построение индикаторной диаграммы состоит в следующем. Для каждого из выделенных ранее временных отрезков Dt определяется дебит Q и среднее давление P_{ПЛ СР.} Точки с координатами íQ, P_{ПЛ СР}ý наносятся на кросс-плот. Таким образом, количество точек на диаграмме достаточно велико.

Оптимальным для построения индикаторной диаграммы является временной отрезок со следующими параметрами: начало отрезка - первые 1-2 часа подъема уровня, конец отрезка - от 3-5 до 8-10 часов. При меньших временах индикаторная диаграмма искажена вследствие интенсивного изменения дебита во времени. При больших временах из-за маленьких приращений давления недостаточно точно определяется дебит. Длительность временного интервала должна составлять как минимум несколько часов, чтобы наклон диаграммы был достаточно рельефным на фоне флуктуаций исходных параметров.

Критерием достоверности индикаторной диаграммы является возможность ее аппроксимации линейной зависимостью с коэффициентом корреляции не хуже 0.7-0.8 и превышение диапазона изменения дебита над его флуктуациями во времени в 3-5 раз и более. Обработка индикаторной диаграммы аналогична описанной в п. 3.1.2.

Рис. 3.2.1.1 – 3.2.1.3 иллюстрируют случай, когда продолжительность циклов простоя скважины недостаточна для оценки коэффициента продуктивности методом индикаторной линии. На рис. 3.2.1.1 изображена кривая изменения давления во времени в процессе освоения скважины и результат расчета дебита в двух временных интервалах подъема уровня. На рис. 3.2.1.2 и 3.2.1.3 приведены индикаторные диаграммы для названных интервалов. Ввиду незначительного изменения дебита (из-за малой проницаемости исследуемых коллекторов) продуктивность определяется неуверенно. Пример удачного выбора временного интервала для построения индикаторной линии приведен на рис. 3.2.2.9.

Основным параметром, определяемым по КВУ, является коэффициент продуктивности, численно равный тангенсу угла наклона индикаторной диаграммы. Точки пересечения индикаторной диаграммы с координатными осями определяют пластовое давление и абсолютно свободный дебит (аналогично рис. 3.1.2.1). По величине коэффициента продуктивности рассчитывают гидродинамические свойства пласта по схеме рис.3.1.1.1.

3.2.2 Совместная обработка кривых изменения давления и дебита произвольного вида во времени

3.2.2.1Методы обработки, основанные на линейных анаморфозах

Основной недостаток рассмотренного выше метода КВУ состоит в невозможности раздельного изучения пласта и ближней зоны, а значит и оценки скин-фактора. Для решения этой задачи используется более совершенный способ совместной обработки непрерывных кривых давления и дебита. В его основе лежат аналитические соотношения, описывающие изменение давления в пласте при заданном законе изменения дебита во времени и известной геометрии пласта. Ниже рассмотрены ряд методов обработки получаемой информации, основанные на линейных анаморфозах различного вида.

· Дифференциальный метод предполагает представление результатов измерений линейной зависимостью в координатах:

где: - текущее значение давления, - текущее значение дебита, - пластовое давление, - относительная функция времени и дебита.

По коэффициентам указанной линейной зависимости оценивают гидропроводность и относительную пьезопроводность пласта. Далее, в соответствии со схемой рис. 3.1.1.3 определяют весь набор гидродинамических характеристик.

· Разностный дифференциальный метод предполагает представление результатов измерений линейной зависимостью в координатах:

где: - текущее значение давления, - текущее значение дебита, - относительная функция времени и дебита, , , - то же для начального времени интервала обработки.

По коэффициентам указанной линейной зависимости оценивают гидропроводность и относительную пьезопроводность пласта. Далее, в соответствии со схемой рис. 3.1.1.3 определяют весь набор гидродинамических характеристик.

Преимуществом данного метода является возможность использования его в отсутствии данных о пластовом давлении. Но следует иметь в виду, что при данном способе обработки увеличивается вероятность ошибки вследствие неучета реальной геометрии пласта. Недостатком метода является также его повышенная чувствительность к погрешностям исходных результатов измерений давления и к ошибкам в оценке дебита.

· Относительный дифференциальный метод предполагает представление результатов измерений линейной зависимостью в координатах:

где: - текущее значение давления, - текущее значение дебита, - относительная функция времени и дебита, , , - то же для начального времени интервала обработки.

По коэффициентам указанной линейной зависимости оценивают гидропроводность пласта. Далее, в соответствии с упрощенной схемой рис. 3.1.1.3 определяют гидродинамические характеристики.

Метод позволяет оценить проницаемость пласта и производные гидродинамические характеристики. При этом оценка величины скин-фактора исключена. Недостатком метода является также его повышенная чувствительность к погрешностям исходных результатов измерений давления и к ошибкам в оценке дебита.

· Интегральный метод предполагает представление результатов измерений линейной зависимостью в координатах:

где: - интегральная функция давления, - интегральная функция дебита, - пластовое давление, - относительная функция времени и дебита.

По коэффициентам указанной линейной зависимости оценивают гидропроводность и относительную пьезопроводность пласта. Далее, в соответствии со схемой рис. 3.1.1.3 определяют весь набор гидродинамических характеристик.

· Разностный интегральный метод предполагает представление результатов измерений линейной зависимостью в координатах:

где: - интегральное значение давления, - интегральное значение дебита, - относительная функция времени и дебита, , , - то же для начального времени интервала обработки.

По коэффициентам указанной линейной зависимости оценивают гидропроводность и относительную пьезопроводность пласта. Далее, в соответствии со схемой рис. 3.1.1.3 определяют остальные гидродинамические характеристики.

Преимуществом данного метода является возможность обработки результатов в отсутствие данных о пластовом давлении. Но следует иметь в виду, что при данном способе обработки увеличивается вероятность ошибки за счет неучета реальной геометрии пласта. Недостатком метода является также его повышенная чувствительность к погрешностям исходных результатов измерений давления и к ошибкам в оценке дебита.

· Относительный дифференциальный метод предполагает представление результатов измерений линейной зависимостью в координатах:

где: - интегральная функция давления, - интегральная функция дебита, - относительная функция времени и дебита, , , - то же для начального времени интервала обработки.

По коэффициентам указанной линейной зависимости оценивают гидропроводность пласта. Далее, в соответствии с упрощенной схемой рис. 3.1.1.3 определяют гидродинамические характеристики.

Метод используется для оценки проницаемости пласта и других сопутствующих гидродинамических характеристик. При этом оценка величины скин-фактора исключена. Недостатком метода является повышенная чувствительность к погрешностям исходных результатов измерений давления и к ошибкам в оценке дебита

На рис 3.2.2.1 представлен тестовый пример (расчетные кривые давления и дебита). На рис. 3.2.2.2 – 3.2.2.7 приведены схемы обработки результатов гидродинамических исследований перечисленными выше методами на базе указанного тестового примера.