книги из ГПНТБ / Мищевич, В. И. Гидродинамические исследования поглощающих пластов и методы их изоляции

Т а б л и ц а 7

Расход жидкости в м*/ч при

П р и м е ч а н и е . Средние данные по 12 и 23 замерам соответственно для установив­ шегося и неустановившегося режимов течения жидкости.

В табл. 7 приведены значения расходов при установившемся и неустановившемся режимах течения жидкости и отношений их при одинаковых перепадах давлений. Для исследованных штуце­ ров это отношение оказалось равным 1,07—1,09. Следовательно, для одних и тех же перепадов давления расход жидкости при неустановившемся режиме оказался выше на 7—9%, чем при установившемся режиме (течение воды через штуцер).

Таким образом, проведенные исследования показали, что за­ вышения в показаниях не превысили 7—9%. Причем, как и на основе формулы (14), значения расхода при неустановившемся режиме выше, чем при установившемся режиме. Необходимо под­ черкнуть, что эти данные получены при небольших значениях времени восстановления давления (до 10 мин) и больших значе­ ниях скорости течения жидкости. Фактически режим течения че­ рез штуцера автомодельный Re = 4-105. Этим объясняется, что погрешности будут несколько меньше, чем получены для гранич­ ных условий в табл. 4 по формуле (14). На графике рис. 20 по­ грешность 7—10% получена при времени восстановления давле­ ния, равном 40 мин.

На рис. 23 в логарифмической системе координат представ­ лена зависимость Q от Др для штуцера квадратного сечения со стороной квадрата, равной 26,6 мм.

Из приведенного графика видно, что течение жидкости проис­ ходило по квадратичному закону

Q--=KV"Ap,

причем показатели режима фильтрации для установившегося и неустановившегося режимов вследствие равенства углов наклона равны между собой (ny = /zH~0,5). Коэффициент продуктивности

50

для неустановившегося режима Ка—30,0, для установившегося —

27,5, т. е. выше на 8%.

Равенство показателей режимов фильтрации указывает на подчинение течения одному закону — квадратичному. Разница в коэффициентах продуктивности может быть объяснена неболь­ шим временем восстановления давления, т. е. причиной, изложен­

поправки или пользоваться методом установившихся отборов или закачек для исследования поглощающих горизонтов.

Учитывая ряд преимуществ применения неустановившихся режимов при исследовании пористых и трещиновато-кавернозных пластов (получение индикаторных линий в широком диапазоне перепадов давления, возможность применения регистрирующих приборов, простота проведения исследований, незначительные за­ траты времени), весьма важно знать более точную методику пере­ счета коэффициентов продуктивности, определенных при неуста­ новившихсярежимах, для установившихся режимов. Наличие методики более точного пересчета коэффициентов продуктивности необходимо и для расширения диапазона применения неустано­ вившихся режимов по времени восстановления давления.

Для более точного перехода от неустановившихся режимов к установившимся можно воспользоваться единой для них законо­ мерностью-— сохранением неизменными коэффициентами режима фильтрации (показателей степени). При этом исследования мож­ но проводить при неустановившемся режиме во всем диапазоне

от одного режима к другому более достоверен, так как определя­ ется на базе фактического материала.

4* 51

Глава V

Одновременное исследование поглощающих пластов, имеющих различные приведенные давления

В процессе бурения нефтяных и газовых скважин, как пра­ вило, вскрывается несколько поглощающих горизонтов на раз­ личных глубинах и с различными пластовыми давлениями. Следо­ вательно, необходимо определение параметров последовательно вскрываемых поглощающих горизонтов по индикаторным кривым, отображающим взаимодействие нескольких поглощающих гори­

зонтов.

Для решения этой задачи можно воспользоваться методом наложения индикаторных линий [33], т. е. получением каждой отдельной точки суммарной индикаторной линии Qc по сумме точек индикаторных линий отдельных горизонтов Qи <2г,...» Qn- Фактически при последовательном вскрытии нескольких погло­ щающих горизонтов в процессе бурения скважин имеется инди­ каторная линия первого поглощающего горизонта, суммарная индикаторная линия первого и второго поглощающих горизонтов, суммарная индикаторная линия первого, второго и третьего по­ глощающих горизонтов и т. д., т. е. при определении индикатор­ ной линии каждого последующего горизонта необходимо из сум­ марной индикаторной линии вычесть индикаторные линии преды­

дущих поглощающих горизонтов.

Каждый поглощающий горизонт, как правило, имеет свое пластовое давление.

В зависимости от пластового давления поглощающего гори­ зонта, плотности жидкости, находящейся в скважине, устанавли­ вается определенный статический уровень, отсчитываемый от устья скважины. Поэтому при вскрытии двух и более поглощаю­ щих горизонтов может быть два случая:

1)статические уровни одинаковы вне зависимости от глубины залегания поглощающих горизонтов, т. е. приведенные пласто­ вые давления поглощающих горизонтов равны;

2)статические уровни различны вне зависимости от глубины залегания поглощающих горизонтов, т. е. приведенные пластовые давления поглощающих горизонтов различны.

52

§ 7. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ПОГЛОЩАЮЩИХ ПЛАСТОВ, ! ИМЕЮЩИХ ОДИНАКОВЫЕ СТАТИЧЕСКИЕ УРОВНИ ,

В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПЛАСТОВЫХ ДАВЛЕНИИ

щейся в скважине), создаваемые перепады давления на погло­

сматриваться как один пласт с участками, имеющими различные характеристики.

§ 8. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ПОГЛОЩАЮЩИХ ГОРИЗОНТОВ, ИМЕЮЩИХ РАЗЛИЧНЫЕ СТАТИЧЕСКИЕ УРОВНИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ИХ ПЛАСТОВЫХ ДАВЛЕНИИ

Д с т .1 ^ Я с т .2 Я ст л .

При наличии поглощающих горизонтов с различными стати­ ческими уровнями нулевая точка перепадов давления для каж­ дого отдельного пласта будет соответствовать своему статиче­ скому уровню. Зная точки отсчетов перепада давлений, можно определить точки суммарного расхода жидкости при их взаимо­ действии Q c y M.

Соединением отдельных точек при различных перепадах дав­ ления может быть получена индикаторная кривая, отображающая

53

взаимодействие нескольких поглощающих горизонтов. На рис. 25 показана схема взаимодействия двух поглощающих горизонтов с

различными статическими уровнями.

Установившийся уровень в данном случае займет промежу­

положению в скважине.

При дальнейшем увеличении перепада давления начнут погло­ щать жидкость оба пласта. Следовательно, текущие точки сум­ марной индикаторной линии при росте перепада давлений от Яуст до Яст.! будет определяться как разница текущих точек кривой Ар^—Q2 и кривой Api—Qi. При последующем увеличении перепада давлений они будут определяться как сумма текущих точек этих кривых. Соединением отдельных точек, полученных таким путем, определяется индикаторная линия, отображающая взаимодействие двух пластов с различными статическими уровнями.

Как видно из рис. 25, при взаимодействии двух поглощающих горизонтов с различными статическими уровнями на характер изменения индикаторной линии, отображающей взаимодействие поглощающих горизонтов с различными статическими уровнями, влияет расположение их статических уровней.

Фактически при последовательном вскрытии поглощающих горизонтов в результате замеров имеются индикаторная линия

54

первого пласта с Api, Qi и индикаторная линия, отображающая взаимодействие первого пласта с последующим. Имея по двум индикаторным линиям точки отсчета перепадов давления Ястл и Нуст, определяют текущие точки индикаторной линии второго поглощающего пласта. Статический уровень второго пласта Яст.г определяется точкой пересечения с осью отсчетов Ар при продол­ жении индикаторной линии, характеризующей второй поглощаю­

подсчета текущих точек Q.

В данном случае для определения Яст. 2 необходимо при иссле­ довании использовать пакерующие устройства. Характеристика пластов определяется раздельно для каждого поглощающего пласта.

Когда ЯУст<ЯСт. 1, для определения Я ст.2 и индикаторной кривой можно применять описанный выше графический метод.

Для подтверждения изложенных выше положений были про­ ведены специальные исследования на установке, схема которой показана на рис. 21. При одинаковых статических уровнях у обоих «поглощающих» горизонтов эксперимент проводили следующим -образом.

Приемную емкость 2 заполняли жидкостью (техническая вода) до уровня слива. Этот уровень обеспечивал одинаковые стати­ ческие уровни обоим «поглощающим» горизонтам а и б.

«Скважину», к которой были подключены испытываемые «по­ глощающие» горизонты а, б, заполняли водой до максимальной отметки 50 м. Включали пишущий прибор глубинного манометра МГЭ-1. Поворотом кранов «скважина» сообщалась с «поглощаю­ щим пластом» через испытываемые штуцера в различной после­ довательности.

При подключении пласта а записывалось изменение перепада давления во времени отдельно для первого «поглощающего» гори­ зонта.

При подключении пласта б записывалось изменение перепада давления во времени отдельно для второго «поглощающего» горизонта. Затем оба «поглощающих пласта» подключали одно­ временно. Записывалось изменение перепада давлений во времени для двух пластов. Данные замеров приведены в табл. 8, по чис­ ленным значениям которых на рис. 26 построены индикаторные линии Q = f(Ap).

Из данных табл. 8 и рис. 26 видно, что теоретические суммар­ ные индикаторные линии имеют отклонения от фактических сум­ марных индикаторных линий в пределах точности показаний при­ боров.

Проведенные исследования подтверждают правильность вы­ бранного метода для определения индикаторных линий последо­ вательно вскрываемых горизонтов при равных статических уров-

55

Т а б л и ц а 8

нях по разности между точками суммарной индикаторной линии и точками предыдущей индикаторной линии.

При различных статических уровнях обоих «поглощающих» горизонтов исследования проводили следующим образом. Прием­ ную емкость 2 заполняли технической водой до уровня слива. Этот уровень обеспечивал статический уровень «поглощающему» горизонту скважины (см. рис. 21).

«поглощающего» горизонта а обеспечивались статические уровни. При подключении пласта к правой «скважине» в последней уста­ навливается статический уровень в зависимости от подключенной выкидной линии 9.

При подключении «поглощающего» горизонта в в правой «скважине» устанавливался уровень в зависимости от уровня в приемной емкости (в приемной емкости в левой скважине уровни

в процессе исследований поддерживали постоянными методом до­ лива) .

56

В случае подключения «поглощающих пластов» а и в одно­ временно в правой «скважине» установившийся уровень (неста­ тический) займет промежуточное положение в зависимости от

каторной линии будет установившийся уровень ЯустМожно записать индикаторные линии и для каждого «погло­

щающего» горизонта отдельно. После отключения «поглощаю­ щего» горизонта а в правой «скважине» устанавливается стати­ ческий уровень «поглощающего» горизонта в —уровень приемной емкости (Яст.г). Подняв уровень в правой «скважине» до макси­ мального и подключив пишущий прибор глубинного манометра МГЭ-1, можно записать изменение перепада давления во времени

57

для «поглощающего» горизонта в. При этом нулевой точкой для индикаторной линии будет статический уровень горизонта в

(НС. 2).

После отключения «поглощающего» горизонта в в правой «скважине» установится статический уровень «поглощающего» горизонта а —уровень подключенной выкидной линии 9 (ЯCT. i)-

ip, КРС/СМ2

Рис. 27. Взаимодействие двух поглощающих пластов с различными стати­ ческими уровнями:

Подняв уровень в правой «скважине» выше Яст. i до макси­ мально возможного, с помощью регистрирующего прибора МГЭ-1 можно записать изменение перепада давления во времени для «поглощающего» горизонта а. При этом нулевой точкой для инди­

ной методике, на основании которых построены индикаторные линии взаимодействия «поглощающих» горизонтов, имеющих раз­ личные статические уровни (рис. 27).

Для «поглощающего» горизонта а статические, уровни были приняты в экспериментах на 10, 20, 30 м зыше статического уровня «поглощающего» горизонта в.

На рис. 27 видно, что фактическая суммарная индикаторная линия практически не отличается от теоретической, подсчитанной по сумме двух «поглощающих» горизонтов, полученных путем замера отдельно.

.58

Глава VI

Промысловые исследования поглощающих горизонтов при проходке нефтяных и газовых скважин

§ 9. ПОДГОТОВКА ДАННЫХ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСНОВНЫХ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ТЕЧЕНИЯ ЖИДКОСТЕЙ

В ПРОНИЦАЕМЫХ СРЕДАХ

Исходные данные для исследования поглощающих горизонтов зависят от ряда факторов, основными из которых являются:

а) подготовленность скважины для исследования поглощаю­ щих горизонтов;

б) метод исследования скважин; в) наличие поглощающих горизонтов с различными приведен­

ными давлениями.

Условия подготовленности скважины для исследования поглощающих горизонтов зависят от создаваемого перепада дав­ ления и соблюдения равенства плотностей жидкостей в стволе скважины, в поглощающем горизонте и используемой для запол­ нения или нагнетания в скважину.

При неустановившемся режиме течения жидкости при исполь­ зовании метода прослеживания за снижением уровня после доли­ ва скважины эти условия определяются:

статическим уровнем в скважине, составляющем более 30 м, для создания достаточного перепада давления на поглощающий горизонт;

равенством плотностей жидкости, доливаемой в скважину, и жидкости, находящейся в скважине, для обеспечения минималь­ ной погрешности в данных при создании перепада давления на поглощающий горизонт.

При неустановившемся режиме течения жидкости, когда при­ меняется метод снижения уровня в скважине, условия подготов­ ленности скважины определяются:

достаточным уровнем снижения столба жидкости (более 30 м) для обеспечения необходимого перепада давления на поглощаю­ щий горизонт;

равенством плотностей жидкости, поступающей при восстанов­ лении давления из поглощающего горизонта, и жидкости, нахо­ дящейся в стволе скважины, для обеспечения минимальной по­ грешности в данных при создании перепада давления на погло­ щающий горизонт.

59