Исследование нефтяных скважин на стационарных режимах. Индикаторные диаграммы

Параметры пласта (проницаемость, толщина пласта) определяются на основании геофизических исследований скважин и исследовании кернов, извлеченных из них. По результатам этих исследованиям значения параметров пласта аппроксимируются на весь пласт. Но аппроксимация и сами значения параметров определяются с ошибками, поэтому возникает необходимость в других методах определения параметров пласта.

Одним из таких методов является исследование скважин на стационарных режимах, когда в скважину спускают манометр и на скважине ставят штуцер (диафрагму с отверстием), который играет роль местного сопротивления. При изменении диаметра отверстия штуцера изменяется дебит скважины и давление на забое скважины. Если скважина закрыта, то давление в горизонтальном пласте одинаково и равно давлению на контуре питания, а дебит скважины равен нулю.

Для каждого режима (диаметра отверстия штуцера) находят давление на забое скважины p_c и дебит Q. По результатам исследований строят индикаторную диаграмму. Индикаторной диаграммой для нефтяной скважины называют зависимость перепада давлений (депрессии) от дебита скважины. По известным давлениям на скважине и контурному давлению (давлению на забое закрытой скважине) находят депрессии на каждом режиме на скважине Δp = p_k – p_c и строят график зависимости Δp = Δp(Q). Характерные типы индикаторных диаграмм приведены на рисунке 2.5.

Как следует из формулы Дюпюи, дебит скважины прямо пропорционален перепаду давления Δp, поэтому при выполнении закона Дарси индикаторная диаграмма является прямой линией ‑ 1. При нарушении закона Дарси (у нефтяных скважин это происходит редко) индикаторная диаграмма отклоняется в сторону оси депрессий ‑ 2. В этом случае обрабатываются только те точки, которые ложатся на прямую линию при малых дебитах.

Рисунок 2.5 – Индикаторные диаграммы нефтяных скважин

Если проницаемость пласта зависит от давления, то индикаторная кривая имеет вид – 3. Отклонение индикаторной кривой к оси дебитов линия – 4 обычно означает, что процесс исследования нестационарный, поэтому необходимо провести исследование повторно, но увеличить время между изменениями режима. При фильтрации неньютоновских жидкостей она может иметь и более сложный вид.

Для определения параметров пласта необходимо по точкам при малых расходах провести прямую линию проходящую через начало координат. На этой линии необходимо выбрать любую точку и найти значения Δp_͓ и Q_͓. По этим значениям найти коэффициент продуктивности нефтяной скважины K, который является отношением дебита скважины к перепаду давлений:

,

(2.29)

и имеет размерность м³/(с Па). Величина обратная коэффициенту продуктивности называется фильтрационным сопротивлением:

.

(2.30)

Для нефтяных скважин при фильтрации по закону Дарси коэффициент продуктивности равен:

.

(2.31)

По известному значению коэффициента продуктивности или фильтрационного сопротивления можно найти коэффициент гидропроводность пласта kh/μ:

.

(2.32)