Учебное пособие по одноименному курсу для студентов специальности 1-51 02 02 «Разработка нефтяных и газовых месторождений»

Исследования скважин при нестационарных режимах фильтрации
Исследования скважин при нестационарных режимах фильтрации заключаются в снятиии и обработке кривых:
• нарастания (восстановления) забойного давления (КВД) после остановки скважины;
• стабилизации давления и дебита (КСД) после пуска скважины;
• перераспределения давления при постоянном дебите и дебита при постоянном забойном давлении;
• перераспределении давления в реагирующих скважинах при пуске или остановке возмущающей скважины (прослушивание скважины);
• изменение дебита и давления при эксплуатации скважины.
Параметры, определяемые с помощью нестационарных методов - проводимость и проницаемость k не только призабойной зоны, но и удаленных от скважины участков пласта; пьезопроводность; ористость m или произведение эффективной мощности на пористость; зоны с резко выраженной неоднородностью пласта( наличие экранов или зон ухудшенной проводимости); условия работы скважины, пластовое давление и т.д.
Скважину подключают к газопроводу или газ выпускают в атмосферу (если скважина перед этим была закрыта), регистрируя при этом изменение давления на головке, в затрубном пространстве и измерителе дебита. После достижения стабилизации скважину закрывают и снимают кривую изменения нарастания давления на головке и в затрубном пространстве в зависимости от времени.
Забойное давление определяют по давлению на устье расчетным путём, но предпочтительнее снимать кривые нарастания забойного давления с помощью дифференциальных, глубинных манометров. Снятие КВД на забое предпочтительно во всех случаях, особенно в высокодебитных скважинах, работающих с малыми депрессиями и вскрывающих пласт с высокой температурой
Методика обработки КВД существенным образом зависит от темпа нарастания давления после остановки скважины, наличия соседних скважин и расстояния между ними. Если исследуемая скважина удалена от соседних работающих на 3-4км и продолжительность её работы незначительна, то данную скважину можно рассматривать в “бесконечном “ пласте. В противном случае процесс восстановления давления надо рассматривать как процесс, происходящий в пласте конечных размеров.
Условия применения - Т≥ 20 t, где t- время , необходимое для восстановления давления, Т - время работы скважины до снятия КВД.
Используемая зависимость:
, (13.9)
где: , (13.10)
_(13.11)
где: Р₃ и Р_з0 - текущее и начальное абсолютные забойные давления (до остановки скважины), МПа;
Q₀ - дебит скважины до остановки, м³/с;
r_с.пр - приведённый радиус, м;
t - время восстановления давления, с;
h - эффективная толщина пласта, м;
κ - коэффициент пьезопроводности, м²/с ;
m - пористость, доли единицы;
Р_пл - абсолютное пластовое давление, МПа;
b - коэффициент нелинейного сопротивления в двухчленной формуле стационарного притока к скважине (МПа/(тыс.м³/сут))²;
µ_пл - вязкость газа в пластовых условиях, мПа.с;
z_пл - коэффициент сверхсжимаемости газа при пластовых значениях давления и температуры; Т_ст=293 К; Р_ат=0,1МПа;

Рис.13.5 Кривая восстановления давления при Т≥ 20 t

Из прямой (рис.13.5) находятся коэффициенты: α-равный отрезку, отсекаемом на оси ординат, и β - тангенс угла наклона

По полученным значениям α и β определяют следующие параметры пласта:
• параметр проводимости
_{из , (13.12)}
• при известной эффективной мощности значение проницаемости ;
• при известном коэффициенте b параметр
_{, (13.13)}

при известном коэффициенте пьезопроводности - приведённый радиус скважины и параметр скин-эффекта, характеризующий совершенство скважины и состояние призабойной зоны:

_{, (13.14)}
Факторы, искажающие форму начальных участков КВД: наличие притока газа в скважину после её закрытия на устье. При этом начальный участок отклоняется вниз от прямой (рис.3.11, а). КВД начинается из точки с координатами и .

1. 
   Значительное отличие параметров призабойной зоны от параметров пласта, в том числе ухудшение их в результате выпадения конденсата и улучшение после работ по интенсификации. Если проводимость призабойной зоны лучше проводимости пласта, начальный участок отклоняется вверх от прямой (рис.13.6, б). В случае ухудшенных параметров призабойной зоны начальный участок отклоняется вниз и имеет вид, аналогичный КВД с влиянием притока (рис.13.6, а). Применение методов обработки с учетом притока в этом случае не выпрямляет начальный участок.
   
2. 
   Влияние границ пласта, т.е. соответствие принятых при обработке граничных условий характеру работы скважины в процессе исследования. На пример, при обработке КВД скважин, работающих в условиях ограниченного пласта, по формулам бесконечного, конечный участок искривляется (рис.13.6, в).
   
3. 
   

Рис.13.6 Влияние различных факторов на КВД

В процессе проектирования разработки газовых месторождений приходится прибегать к понятию о средней скважине, т. е. о такой расчетной скважине, взятой из реально существующих, по которой при заданной депрессии получают тот же расход газа.

Уравнение притока газа средней скважины имеет вид:
, (13.15)
Задача состоит в том, чтобы по данным о небольшом числе уже имеющихся скважин определить средневзвешенные значения коэффициентов а_ср и b_ср. Для этого депрессии и расходы принимают среднеарифметическими:
, (13.16)
, (13.17)

2.