1.3. Технология проведения исследований

Исследование газовых скважин при установившихся режимах проводится в следующем порядке :

1) Перед исследованием скважину продувают в течении 15 – 20 минут для удаления твердых частиц и жидкости с забоя скважин. После продувки скважину закрывают до полного восстановления давления. На многих газовых месторождений это время составляет 2 – 3 ч.

2) В диафрагменном измерителе критического течения газа (ДИКТе) устанавливают диафрагму с малым диаметром калиброванного отверстия. После этого открывают коренную задвижку, пускают скважину в работу до наступления установившегося состояния, при котором давление и температура газа перед диафрагмой ДИКТа и в затрубном пространстве не изменяется во времени. Записывают эти давления и температуры газа в журнал исследований и останавливают скважину, полностью закрывая коренную задвижку (рис.4).

3) В ДИКТе устанавливают диафрагму с большим диаметром калиброванного отверстия и вновь дожидаются наступления установившегося состояния, записывают давления и температуры, после чего скважину останавливают.

Такие операции повторяют 4, 6 или 9 раз, по числу имеющихся диафрагм. С целью контроля после исследования скважины на диафрагме с наибольшим калиброванным отверстием иногда повторяют исследование на диафрагме с меньшим диаметром отверстий.

4) По давлению и температуре газа перед диафрагмой ДИКТа рассчитывают дебит газа для каждой диафрагмы.

5) По статическому затрубному давлению или динамическому давлению перед диафрагмой ДИКТа рассчитывают давление на забое скважины.

Рис.4. Схема расположения оборудования и приборов при испытании диафрагменным измерителем критического течения:

1 – диафрагменный измеритель; 2 – породоуловитель;

3 – 6 – манометры.

Обработка результатов исследований скважин начинается с определения забойных давлений. Наиболее надежные данные получают при непосредственном измерении забойных давлений глубинными приборами. Однако, если газ достаточно чист (примеси не превышают 1 – 10 ), вполне допустимо забойные давления определять по давлению на устье скважины. При неподвижном столбе газа:

– давление на забое; – давление неподвижного столба на устье,

ρ – относительная плотность газа; h – глубина скважины до расчетного уровня; z – среднее по высоте значение коэффициента сжимаемости газа.

1.4. Установившееся плоскорадиальное движение несжимаемой жидкости по линейному закону фильтрации

Движение несжимаемой жидкости, имеющей вязкость μ, в однородном горизонтальном пласте постоянной толщины h в направлении от контура питания к скважине (рис.5). Давление на контуре питания Рк, в скважине Рс. Радиусы контура питания rк, скважины rс. Движение жидкости считается установившимся плоскорадиальным; закон фильтрации – линейный.

Расход жидкости (дебит скважины) можно определить следующим образом:

где F – площадь нормального по отношению к линиям тока сечения, - скорость фильтрации.

Рис.5. Вертикальное сечение пласта и линия распределения

давления для плоскорадиального потока (линия Рк – Рс)

При плоскорадиальном движении таким сечением является боковая поверхность цилиндра с площадью .

Расписав скорость фильтрации в соответствии с законом Дарси, получаем следующую формулу расхода жидкости:

(1)

Разделим переменные и проинтегрируем уравнение (1):

или

(2)

Уравнение (2) называют формулой Дюпюи; разницу называют депрессией.

Представим, что в пласте работает фиктивная скважина радиусом и давлением на забое . В соответствии с (2) ее дебит определится как , где . Заменив в этом выражении дебит по формуле (2), получим уравнение распределения давления в пласте:

или (3)

Из формулы (3) следует, что линия распределения давления в пласте имеет вид логарифмической кривой. Геометрическое тело, образованное вращением этой кривой вокруг оси скважины, называют воронкой депрессии (рис.5).

Количество жидкости, получаемое из скважины за единицу времени при единичной депрессии, называется коэффициентом продуктивности, т.е. коэффициент продуктивности - отношение дебита скважины к депрессии, при которой получен этот дебит.

Из формулы (2) следует (при ):

(4)

График зависимости дебита от депрессии называют индикаторной диаграммой (рис. 6).

Рис.6. Индикаторная диаграмма

При установившемся плоскорадиальном движении жидкости по линейному закону фильтрации индикаторная диаграмма имеет вид прямой линии, выходящей из начала координат (при отсутствии депрессии нет притока жидкости в скважину). В соответствии с (4) .