Исследование скважин при неустановившихся режимах: методы

Исследование современных скважин при неустановившихся режимах

 

Исследование скважины при неустановившихся режимах работы позволяет определить некоторые очень важные ее эксплуатационные характеристики, которые потребуются далее в процессе ее эксплуатации.

Схема исследований скважин с расположением.

Этот метод основан на том, что исследование производится в таких режимах, когда скважина еще не вошла в привычный и стабильный режим работы, то есть она находится в нестационарных состояниях. Здесь можно определить множество различных параметров. О них будет рассказано далее. Исследование скважины на неустановившихся режимах относится к одним из самых основных. Это касается и проблем добычи нефти, и проблем добычи воды, газа. Тогда люди прибегают к помощи именно этого метода исследования.

Сущность методов

Установка высокого давления для исследования скважины.

Сущность метода исследования скважин при неустановившихся режимах работы заключается в измерении различных параметров скважины или пласта, в котором она бурится. Здесь приходится работать с достаточно более маленьким количеством цифр, что значительно облегчает задачу исследователям. Сама сущность метода достаточно проста. Речь идет об измерении изменения забойного давления в скважине с течением времени. На основе полученных данных строятся графики и диаграммы поведения этого самого давления во времени.

Все исследование сводится к тому, что нужно проследить за тем, как будет вести себя забойное давление во времени. Разумеется, оно будет снижать свои параметры. От интенсивности снижения зависят многие характеристики самой скважины. Если речь идет о постоянном дебете, то есть о том периоде, когда скважина уже достаточно давно эксплуатируется, полученные данные используются для составления графика увеличения забойного давления в определенных случаях, возможности поднятия уровня жидкости в стволе.

В связи с тем, что все жидкости и те пласты горных пород, в которых они находятся, имеют разнообразную упругость, соответственно, давление забойное не всегда будет одинаковым. Это и лежит в основе данного метода изучения поведения жидкости в скважине с течением времени. На самом деле существует несколько основных разновидностей методов исследования скважин при неустановившихся режимах работы. О них стоит поговорить более подробно.

Основные исследования

Схема обвязки скважины при одновременном бурении и добыче.

Самым примитивным методом, который относится к данной группе исследований, является метод пробных точек. Здесь все достаточно просто. Специалисты берут замеры забойного давления в различных точках изучаемого пласта. На основании этих данных уже строится диаграмма, которая показывает зависимость забойного давления от месторасположения той или иной точки. Причем измерения проводятся в одной и той же точке по несколько раз. Это и делает картину более наглядной. Именно для этого и нужен данный метод исследования.

Экспресс-метод тоже относится к данной группе исследований. Он становится все более актуальным с каждым днем, так как дает детальное представление о поведении жидкости в той или иной среде в кратчайший срок. Здесь не требуется использование достаточно дорогого оборудования, поэтому его используют даже при исследовании месторождений обыкновенной воды.

К тому же он позволяет получить достаточно четкую картину о тех явлениях, которые происходят в пластах жидкости в данный конкретный момент. Эта отличительная черта делает его практически универсальным. К тому же на сами измерения и на обработку результатов и построения диаграмм поведения жидкости требуется гораздо меньше времени, чем при первом методе.

Принципиальная схема термометрии скважин с применением ОРДТ.

Одним из видов данного метода исследований скважин является метод восстановления давления. Он используется достаточно часто, позволяя проследить за тем, как будет вести себя жидкость, когда давление в скважине станет уравновешенным. Метод достаточно сложен, но находит свое применение на практике.

Есть и другая группа исследований, которая основана на неустановившейся фильтрации жидкости. Эти методы исследования позволяют определить поведение пласта горных пород в независимости от радиуса скважины. Речь может идти о построении кривых восстановления давления. Эти кривые строятся на основе самых разнообразных методик.

Многие ученые изучают именно этот метод исследования скважин при неустановившихся режимах эксплуатации. При этом каждый из них выдвигает свою собственную теорию изучения. Каждая из них имеет место на существование.

По тем данным, которые получаются в ходе проведения эксперимента, строятся различные кривые, которые дают детальное представление о том, какова проницаемость горных пород, находящихся глубоко в недрах земли. Эти данные позволяют создавать полную картину поведения слоев жидкости.

Кривые восстановления

Схема водоснабжения из скважины.

Итак, сначала проводятся исследования по последнему методу, который был описан в предыдущем разделе. Далее на основе полученных данных можно построить кривые восстановления давления. На самом деле этому процессу предшествуют не только многочисленные испытания, но и многочисленные расчеты, которые получаются на основе тех данных, которые были набраны в ходе исследования.

Этот момент стоит упустить, так как большинство формул будут попросту непонятны простому обывателю. В ходе расчетов и построения кривых восстановления давления можно проследить за тем, как ведут себя удаленные зоны пласта.

Этот метод исследования применим не только для тех скважин, где жидкость находится на дне, но и для тех скважин, которые полностью заполнены жидкостью.

Отличительной чертой будет тот факт, что здесь столб жидкости находится в непосредственной близости от земли, поэтому учитывать погрешность, которая получается из-за притока дополнительной воды в скважину можно не учитывать. Это значительно упрощает данную задачу. Кроме того, данное строение скважины позволяет производить измерения непосредственно в устье столба жидкости.

Придется добавлять давление гидростатического столба жидкости в скважине.

Схема проведения газогидродинамических исследований скважин с горизонтальным окончанием с применением самоходного исследовательского комплекса.

Для того чтобы получить качественные правильные кривые восстановления давления, чаще всего бывает достаточно просто перекрыть устье нагнетательной скважины с помощью задвижки. Здесь все достаточно просто. Перед тем как перерыть поток жидкости с помощью задвижки, необходимо произвести замеры давления. После того как вода перекрыта, можно приступать к измерению давления еще раз.

В результате получается некое аналитическое значение. Из него необходимо вычесть то показание, которое было при установившемся режиме работы, то есть когда поток жидкости не был перекрыт. В результате получается разность двух показаний. Данное число и будет основой для построения кривых восстановления давления. Однако зачастую одного показания мало, поэтому используется целый комплекс измерений, а затем только строится усредненная кривая восстановления давления. Она будет иметь более важное значение. При этом чем больше будет измерений, тем более правдоподобные данные получатся в результате. Итак, для нагнетательной скважины кривая восстановления строится именно таким образом.

В тех случаях, когда необходимо проследить по шагам, как будет изменяться давление столба жидкости, нужно воспользоваться одним очень хитрым методом. Он заключается в том, что задвижка не сразу перекрывается полностью, а закрывается постепенно. Можно получить ряд значений, которые будут демонстрировать поведение столба жидкости при разных параметрах положения вентиля задвижки. На основе этих данных и строятся кривые восстановления давления в системе. Это еще более наглядный метод, чем тот, который был описан выше.

Некоторые особенности

Как уже говорилось ранее, данные методы исследования в основном основаны на не совсем корректных данных, так как не учитывается последующий приток жидкости в скважину. На самом деле это тоже откладывает свой отпечаток на исследовании. В последние годы учеными стали разрабатываться новые методы получения кривых восстановления давления, которые учитывают последующий приток жидкости в скважину.

http://youtu.be/t54wZD3PdX8

При этом строятся кривые, и используется аналитический аппарат для получения достоверных результатов. Обязательно нужно знать значение последующего притока, как функции от времени. Для этих целей в скважину опускаются специальные приборы, которые носят название дебитометры.

Они имеют возможность измерять именно этот параметр. Однако стоит сразу отметить, что использовать эти приборы можно, когда речь идет о высокой чувствительности прибора, о скважине, в которой можно его установить. Ведь если вода или нефть бьют из скважины фонтаном, то вряд ли получится произвести достаточно точные измерения поведения потока.

http://youtu.be/Lyc7gVZUkjE

Если речь идет о скважине нагнетательного типа, то здесь подобный прибор будет попросту неуместен. Жидкость просто не позволит опустить его на дно. Здесь для получения данных о последующем потоке используется косвенный метод измерения. То есть после того, как задвижка перекрывается, можно с помощью манометра измерить давление внутри скважины. Здесь, разумеется, будут происходить самые разнообразные изменения. На основе данных можно производить приблизительные расчеты того, как изменяется давление последующего потока.