6.2 Исследование скважин при установившихся режимах.

Метод исследования при установившемся притоке иногда называют методом исследования при установившихся отборах по отношению к эксплуатационным скважинам и методом установившегося нагнетания по отношению к нагнетательным скважинам.

Сущность метода заключается в том, что в эксплуатационных скважинах несколько раз изменяют режим работы, т.е. меняют дебит и после установления режима замеряют дебит и забойное давление. В нагнетательных скважинах несколько раз изменяют режим работы путем изменения количества нагнетаемой воды и замеряют установившееся давление нагнетания и расход воды. Режим на фонтанной скважине изменяют сменой штуцера на выкидной линии; на газлифтной скважине – изменением режима подачи рабочего агента, т.е. давления и расхода закачки газа или воздуха; на скважине, оборудованной штанговой скважинной установкой, изменением длины хода полированного штока, числа качаний, глубины подвески. Для правильного проведения исследований необходимо, чтобы при каждой депрессии скважина вышла на установившийся режим.

Формула радиального притока жидкости к скважине при постоянной гидропроводности вдоль радиуса имеет вид

, (1)

а для случая радиального притока к скважине при произвольно изменяющейся вдоль радиуса гидропроводности имеет вид

. (2)

Формулы (1) и (2) справедливы для совершенных скважин, но они остаются справедливыми и для несовершенных скважин, если в них вместо радиуса скважины подставляется приведенный радиус . Из этих формул видно, что дебит скважины q зависит от депрессии р_к – р_с , которая является независимым аргументом. Обозначая группу постоянных величин через

, (3)

или

(4)

вместо формул (1) и (2) получим

. (5)

Формула (5) определяет дебит жидкости в пластовых условиях. На практике дебит измеряется при стандартных условиях и не в объемных единицах, а в т/сут. Учитывая усадку нефти, т.е. вводя объемный коэффициент и плотность нефти при стандартных условиях , а также переходя от секунд к суткам, формула (5) примет вид

. (6)

Вводя обозначение

(7)

получим формулу дебита скважины при стандартных условиях или иначе формулу притока

(8)

где К – коэффициент продуктивности, т/(сут · Па).

Из формулы (8) видно, что приток линейно зависит от депрессии или при постоянном давлении на контуре зависит от давления на забое скважины.

Из (8) следует

, (9)

что коэффициент продуктивности есть суточный дебит скважины, приходящийся на единицу депрессии.

Также используется понятие удельного коэффициента продуктивности

, (10)

т.е. коэффициент продуктивности отнесенный к единице толщины пласта. Удельный коэффициент продуктивности позволяет более объективно сопоставлять фильтрационные способности пластов в различных скважинах.

Графическое изображение зависимости между установившимися дебитами скважины и депрессиями на пласт или между дебитами и давлением на забое скважины при постоянном давлении на контуре называется индикаторной линией. Из (6.8) следует, что индикаторная линия должна быть наклонной прямой с угловым коэффициентом К. Для построения индикаторной линии необходимы несколько фактических значений дебитов и соответствующие этим дебитам забойные давления.

При известном значении пластового давления в скважине индикаторная линия строится как функция депрессии , т.е. .

При отсутствии значения пластового давления индикаторная линия строится как функция забойного давления, т.е. .

Экстраполируя индикаторную линию до пересечения с осью ординат, можно определить пластовое давление как ординату , соответствующую нулевому значению дебита (рис. 1). Экстраполяция индикаторной линии до пересечения с осью дебитов дает величину так называемого потенциального дебита Q_пот , т.е. дебита при нулевом давлении на забое скважины. Эксплуатировать скважины при Q_пот по геологическим и техническим причинам практически нельзя, за исключением скважин с обнаженным забоем, работающих в условиях гравитационного режима.

Рисунок 1. Индикаторная линия

Фактические точки , получаемые при исследовании скважины на нескольких установившихся режимах, обычно не ложатся точно на прямую, как на рис. 1, а дают разброс иногда значительный, т.е. индикаторная линия не всегда получается прямой, как это следует из формулы притока. Значительные отклонения могут быть вызваны недостаточно установившимся режимом работы скважины, нарушением технологии исследования, сравнительно большой погрешностью используемых приборов и т.п. В результате некоторые точки на индикаторной линии оказываются «бракованными». Использование этих данных при расчетах коэффициентов фильтрационных сопротивлений может привести к существенным ошибкам. Поэтому подобные «дефектные» точки необходимо отбросить и пересчитать коэффициенты уравнения притока и их погрешность.

Искривление индикаторной линии скважин может быть обусловлено неньютоновскими свойствами нефти, подключением (или отключением) пропластков при изменении депрессии, зависимостью проницаемости коллектора от давления, что характерно, например, для трещиновато-пористых и трещиноватых коллекторов. Выявление причин, вызывающих искривление индикаторной линии, дает возможность существенно повысить надежность выводов, сократив при этом число экспериментально определяемых величин.

При любом виде искривления индикаторной линии ее всегда можно аппроксимировать уравнением

, (11)

которую называют общим уравнением притока.

При n=1 уравнение (11) описывает прямолинейную индикаторную линию. При 0,5< n <1 – индикаторные линии с искривлением в сторону оси р, при n > 1 – индикаторные линии с искривлением в сторону оси Q.

При прямой индикаторной линии коэффициент продуктивности может быть найден по любым двум фактическим точкам как

. (12)

Из (3) с учетом (7) для значения определенного по (12) находим гидропроводность

. (13)

Из формулы (13) можно определить проницаемость в районе данной скважины по известному значению толщины пласта , полученного по геофизическим данным или по результатам глубинной дебитометрии и коэффициента динамической вязкости μ, полученного по лабораторным данным. Обычно за радиус контура питания R_к принимают половину среднего расстояния до соседних скважин. Для одиночно работающих скважин R_к принимают равным 250-400 м, исходя из физических представлений о процессах фильтрации.

Осн.: 1. [190-197], 3. [98-116]

Контрольные вопросы:

1. Что такое удельный коэффициент продуктивности?

2. Какие причины обуславливают искривление индикаторной линии в сторону оси давления?