4.4 Влияние процессов загрязнения или очищения забоя скважины на форму индикаторной кривой

Увеличение депрессии ведет к разрушению пород и образованию пробок, но в то же время скорость потока по мере увеличения депрессии на пласт растет. При наличии песчаной или жидкостной пробки увеличение скорости приводит к разрушению и постепенному уносу пробки.

Коэффициенты а и b также увеличиваются, и индикаторная кривая будет более крутой, чем при неизменных а и b. В координатах р²/Q от Q вместо прямой будет кривая, выпуклая к оси дебитов (рисунок 4.1, кривая 3). Во время последующего выноса примесей с забоя при больших дебитах точки на индикаторной кривой будут располагаться ниже, так как перепад давления для их значений будет меньше, чем в первоначальных опытах.

Наличие песчаной пробки в скважине практически равносильно несовершенству скважины по степени вскрытия, с увеличением коэффициентов несовершенства при образовании пробки и их уменьшением при очищении забоя.

Производительность газовых и нефтяных скважин, эксплуатирующих пласт полностью перекрытый песчаной пробкой, характеризуется в основном проницаемостью пробки k_пр и площадью её сечения. Если проницаемость пробки равна проницаемости пласта k, то при полном перекрытии продуктивного интервала дебит скважины будет определяться поверхностью для притока газа в её ствол. Эта поверхность определяется диаметром обсадной колонны и равна F = R_c² . При отсутствии пробки поверхность притока определяется по формуле

F = 2R_ch, (4.5)

где h - толщина пласта.

При идентичных законах фильтрации и исходных параметрах пласта и скважины дебиты скважины с пробкой и без пробки будут находиться в следующих пропорциях:

(4.6)

При r_c = 0,1м, h = 10м и k = k_пр получаем . Последнее означает, что дебит скважины, полностью перекрытый пробкой, составляет 0,5% дебита без пробки.

Изменение индикаторной кривой при разрушении пробки (очищении призабойной зоны). По мере уменьшения высоты пробки с ростом депрессии происходит снижение величин а и b . Это приводит к искажению индикаторной кривой. В координатах р²/Q от Q вместо прямой будет кривая, вогнутая к оси дебитов (рисунок 4.1, кривая 2).

Псевдоожиженная (висячая) пробка. Данное явление происходит тогда, когда выталкивающая сила становится равной гравитационной. Такая пробка оседает на забой при уменьшении скорости потока или при закрытии скважины.

3. Обработка результатов исследования скважин методом установившихся отборов

Основной задачей при исследовании скважин методом установившихся отборов является определение коэффициента продуктивности скважин К, характеризующего изменение дебита скважины, приходящееся на единицу депрессии, т. е. разности между пластовым и забойным давлениями.

, (5.1)

В пределах справедливости линейного закона фильтрации жидкости, т. е. при линейной зависимости Q=f(∆Р), коэффициент продуктивности является величиной постоянной и численно равен тангенсу угла наклона индикаторной линии к оси дебитов (оси абсцисс)

(5.2)

где - пластовое давление на забое остановленной скважины;

- это давление на забое работающей скважины

При исследовании нагнетательных скважин вместо коэффициента продуктивности оперируют коэффициентом приемистости, равным отношению количества закачиваемой в пласт жидкости к приращению пластового давления. При отклонении от линейных закона фильтрации в призабойной зоне уравнение индикаторной кривой в большинстве случаев может быть выражена формулой

. (5.3)

представив эту формулу в виде зависимости

, (5.4)

получим индикаторную прямую в координатах Q=f(∆Р), отсекающую на оси ординат отрезок, равный а, с тангенсом угла наклона к оси Q, равным b .

В этом случае К является величиной переменной зависящей от дебита скважины.

Рисунок 5.1 – Индикаторная диаграмма Q=f(Р_заб)

Для газовых скважин К определяется по уравнению

. (5.5)

По коэффициенту продуктивности скважин, определенным методом установившихся отборов, можно вычислить также другие параметры пласта.

Есть процесс фильтрации жидкости в пласте подчиняется линейному закону, т. е. индикаторная линия имеет вид прямой, зависимость дебита гидродинамически совершенной скважины от депрессии на забое описывается формулой Дюпюи

, (5.6)

где - объемный дебит скважины в пластовых условиях;

- среднее давление на круговом контуре радиуса .

Считается, что давление на забое через некоторое время после остановки скважины становится примерно равным среднему пластовому давлению, установившемуся на круговом контуре с радиусом, равным половине среднего расстояния между исследуемой скважины и соседними, ее окружающими.

Рисунок 5.2 – Индикаторные кривые при фильтрации по пласту однофазной жидкости:

1 – установившаяся фильтрация по линейному закону Дарси;

2- неустановившаяся фильтрация или фильтрация с нарушением линейного закона Дарси при больших Q;

3 - нелинейный закон фильтрации.

Тогда, считая, что

,

формулу записывают в виде

Откуда коэффициент гидропроводности

(5.7)

и проницаемость пласта в призабойной зоне

. (5.8)

Если скважина не является гидродинамически совершенной, в формулы вводят безразмерный коэффициент С, характеризующий дополнительное фильтрационное сопротивление скважины, несовершенной по характеру и степени вскрытия.

. (5.9)

При этом считается, что

. (5.10)

Откуда

, (5.11)

где - действительный радиус скважины, равный радиусу долота, которым вскрывался при бурении продуктивный пласт.

При фильтрации газированной нефти используется условный коэффициент продуктивности.

, (5.12)

где и - функции, учитывающие изменение газонасыщенности пласта и фазовой проницаемости для жидкости с изменением давления.