|
|
|
|
Created by SuhOFFF |
|
Здесь Q - дебит скважины, |
1000м3 |
; θ = 0,01413×10−10 |
zср2 Tср2 (e2S -1)λ |
; λ - коэффици- |
|
сут |
d5 |
||||
|
|
|
ент шероховатости; d - внутренний диаметр насосно-компрессорной трубы, м.
4 Уравнение притока газа к забою скважины
Приток газа к скважине подчиняется следующему уравнению: |
|
|
|
|
|
pпл2 - pз2 = aQ + bQ2 |
|
(4.1) |
|
||
Здесь a и b - коэффициенты фильтрационных сопротивлений, |
МПа2 |
×сут |
|
и |
|
1000м3 |
|||||
|
|
||||
æ МПа ×сут ö2 ç 3 ÷ , соответственно, которые могут быть определены в результате обработки
è 1000м ø результатов гидродинамических исследований скважин.
Структура коэффициентов фильтрационных сопротивлений:
|
zμpатTпл |
|
é |
|
æ |
|
|
ö |
|
|
|
|
ù |
|
||
a = |
|
êln ç |
Rk |
÷ |
|
+ C1 |
+ C2 |
ú |
(4.2) |
|||||||
|
πkhTст |
|
|
|
||||||||||||
|
|
ë |
|
è |
|
rс |
ø |
|
|
|
|
û |
|
|||
|
|
zρатpатTпл |
æ |
1 1 |
|
|
|
ö |
|
|||||||
b = |
|
|
|
ç |
|
|
- |
|
|
|
C3 |
+ C4 |
÷ |
(4.3) |
||
|
2π2lh2T |
|
r |
|
R |
|
|
|||||||||
|
|
ст |
è |
с |
|
|
|
|
k |
|
ø |
|
||||
Здесь pат = 0,1013 МПа - атмосферное давление; μ - коэффициент динамической вязкости газа, Па × c ; z - коэффициент сверхсжимаемости газа; Tпл - пластовая темпера-
тура, K; Rк - радиус контура питания, м; rc - радиус скважины, м; h - толщина продук-
тивного пласта, м; C1 , C3 - коэффициенты несовершенства по степени вскрытия; C2 , C4 -
коэффициент несовершенства по характеру вскрытия.
5 Исследование газовых скважин
Газовые скважины подвергаются различным исследованиям для получения прямых и косвенных данных о геолого-физических параметрах продуктивного пласта и насы- щающих его флюидов. Прямые данные получают в результате отбора керна и проб жид- костей и газов; косвенные данные получают из результатов геофизических, газогидроди- намических и термодинамических исследований.
Промысловые исследования газовых и газоконденсатных скважин позволяют опре- делять:
03.11.2010 |
- 25 - |
Created by SuhOFFF
-Геометрические размеры залежей по площади и разрезу, наличие и размеры экра- нов и непроницаемых включений;
-Фильтрационно-ёмкостные параметры пласта;
-Прочностные характеристики пласта;
-Состав и физико-химические свойства газа и жидкостей;
-Условия накопления и выноса жидкостей и твёрдых пород из пласта на забой ск- важины и с забоя на поверхность;
-Гидродинамические и термодинамические условия работы ствола скважины;
-Фазовые превращения газоконденсантых смесей в пласте, скважине и наземном промысловом оборудовании;
-Начальные и текущие запасы газа и конденсата в залежи.
Результаты исследований необходимы для проектирования разработки и составле- ния проектов обустройства месторождения, для установления технологических режимов- работы скважин, а так же для оценки эффективности различных геолого-технических ра- бот на скважине.
Исследования газовых скважин подразделяются на:
-Первичные (первоначальные) – исследования, проводимые на разведочных и экс- плуатационных скважинах непосредственно после окончания их бурения с целью опреде- ления максимально допустимых дебитов и параметров пласта перед пуском месторожде- ния в эксплуатацию. Их целью также являются наиболее полное использование прямых и косвенных методов для определения геометрических размеров залежей, фильтрационных
иёмкостных геолого-физических параметров пласта, прочностных характеристик пласта, состава и физических свойств пластовых жидкостей и газов, условий накопления и выноса жидкостей и твёрдых пород из пласта на забой скважины и с забоя на поверхность, гидо- динамических и термодинамических условий работы ствола скважины.
-Текущие исследования проводятся во всех добывающих скважинах в среднем раз в год. Цель исследований – получение данных о состоянии пласта, призабойной зоны, за- боя и ствола скважины, потерях давления. Эти данные используются для установления, подтверждения или изменения технологического режима эксплуатации скважин, а также для выявления осложнений в процессе добычи газа.
-Контрольные исследования проводятся для проверки качества первоначальных и текущих исследований. Чаще всего при контрольных исследованиях используется более совершенная контрольно-измерительная аппаратура, что позволяет уточнять ранее опре- делённые параметры.
03.11.2010 |
- 26 - |
Created by SuhOFFF
- Специальные исследования проводятся для определения параметров, обусловлен- ных специфическими характеристиками месторождения; они позволяют контролировать положение газоводяных и газонефтяных контактов. Такие исследования также проводятся для определения эффективности различных геолого-технологических мероприятий по увеличению дебитов скважин, таких как гидроразрыв пласта, кислотная, пено- и термоки- слотная обработки, перфорация и установка цементных мостов при укреплении призабой- ной зоны; для определения динамики перетоков газа, воды и нефти при вышеуказанных операциях.
Подготовка скважины к газодинамическим исследованиям производится в зависи- мости от назначения исследований и объёма требуемой информации; от геологических особенностей залежи, состава и количества ожидаемых газа, воды, конденсата и твёрдых примесей; от возможности образования гидратов и устойчивости продуктивного пласта; от конструкции скважины и применяемых глубинных приборов; от степени освоения ме- сторождения; наличия наземных коммуникаций по сбору и подготовке газа и т.д.
Газогидродинамические исследования скважин могут проводится на стационарных и нестационарных режимах фильтрации.
5.1Газогидродинамические исследование газовых скважин на стационарных режимах фильтрации
При стационарных режимах фильтрации определяются:
-Зависимость дебита от депрессии на пласт;
-Зависимость дебита от температуры;
-Условия разрушения, загрязнения и очищения призабойной зоны пласта, скопле- ние и вынос жидких и твёрдых примесей на забое скважины;
-Распределение давлений и температур в пласте и в стволе скважин при различных режимах эксплуатации с учётом конструкций;
-Коэффициенты фильтрационных сопротивлений, несовершенств по степени и ха- рактеру вскрытия;
-Эффективность проведённых работ по интенсификации притока газа к скважине;
-Технологический режим эксплуатации скважин;
-Потенциальные возможности скважин по дебиту.
Существуют следующие методы проведения исследований при стационарных ре- жимах фильтрации:
-Метод установившихся отборов;
-Изохронный метод;
03.11.2010 |
- 27 - |
Created by SuhOFFF
-Ускоренно-изохронный метод;
-Экспресс-метод;
-Метод монотонно-ступенчатого изменения дебита;
Различают также исследования прямым ходом и исследования обратным ходом. При исследованиях прямым ходом дебит скважины увеличивается от режима к ре-
жиму, то есть Qi+1 > Qi ; при исследованиях обратным ходом дебит скважины уменьшается от режима к режиму, то есть Qi+1 < Qi . При гидродинамических исследованиях на стацио-
нарных режимах рекомендуется проводить 5-7 режимов прямым ходом и 2-3 режима об- ратным.
Метод установившихся отборов
Условия метода:
-Полная стабилизация давления и дебита на каждом режиме;
-Полное восстановление давления между режимами.
Рис. 9. Динамика забойного давления при исследовании методом установившихся отборов
Порядок проведения исследования (рис. 9):
-Скважина останавливается до полного восстановления давления;
-При полном восстановлении давления фиксируется его значение и стационарная температура;
-Скважина исследуется на выбранном режиме, то есть скважина начинает работать
снекотором дебитом Qi . Во время работы скважины фиксируется динамика стабилизации
давления и дебита; - При стабилизации давления фиксируется его значение; скважина останавливает-
ся, и фиксируется динамика восстановления давления;
03.11.2010 |
- 28 - |
Created by SuhOFFF
-При полном восстановлении давления фиксируется его значение, стационарная температура, количество выносимых твердых частиц; далее скважина исследуется на сле- дующем режиме;
-После завершения исследования скважина включается в промысловый коллектор
ификсируется динамика стабилизации давления и дебита.
Изохронный метод
Изохронный метод является одной из первой модификаций метода установившихся отборов. Сущность метода заключается в том, что при испытании скважины в течение о- динаковых отрезков времени с различными дебитами будет получена индикаторная кри- вая, характеризующая работу скважины для данного отрезка времени. При этом обяза-
тельным условием является необходимость остановки скважины после каждого режима до полного восстановления забойного давления до пластового.
Условия метода:
-Одинаковое время работы скважины на режимах;
-Полное восстановление давления между режимами.
Рис. 10. Динамика забойного давления при исследовании изохронным методом
Порядок проведения исследования (рис. 10):
-Скважина останавливается до полного восстановления давления;
-При полном восстановлении давления фиксируется его значение и стационарная температура;
-Скважина исследуется на первом режиме с минимальным дебитом, при этом вре-
мя работы на режиме tр1 не должно превышать 40-60 минут; во время работы скважины
фиксируется динамика стабилизации давления и дебита; - Скважина останавливается, и фиксируется динамика восстановления давления;
03.11.2010 |
- 29 - |
Created by SuhOFFF
- При полном восстановлении давления фиксируется его значение, стационарная температура, количество выносимых твердых частиц; далее скважина исследуется на сле- дующих режимах. Время работы скважины на каждом режиме должно равняться времени работы скважины на первом режиме tр1 ; при остановке скважины необходимо дожидаться
полного восстановления давления на каждом режиме и фиксировать динамику этого вос- становления;
-После завершения исследования скважина включается в промысловый коллектор
ификсируется динамика стабилизации давления и дебита.
Ускоренно-изохронный метод
Основным недостатком изохронного метода является необходимость полного вос- становления давления при остановке скважины. Для коллекторов, в которых стабилизация давления и дебита на различных режимах работы скважины и полное восстановление дав- ления между режимами требуют десятки часов, а иногда и дней, использование изохрон- ного метода так же нецелесообразно, как и метода установившихся отборов. Поэтому бы- ли разработаны различные методы, предусматривающие не только сокращение времени на стабилизацию давления и дебита, но и сокращение времени восстановления давления.
Известно, что в начальной стадии после закрытия скважины интенсивность роста давления значительно выше, чем на последней стадии процесса восстановления давления. Обычно за первые несколько часов давление пласта восстанавливается до 95-98% стацио- нарного давления, а остальные 2-5% требуют значительно большего времени. С учётом этой особенности процесса восстановления, при использовании ускоренного изохронного метода не дожидаются полного восстановления давления при испытании скважин. Это позволяет существенно сократить продолжительность испытания скважины.
Условия метода:
-Одинаковое время работы скважины на режимах;
-Восстановление давления между режимами не более чем 95-98% от стационарно-
го.
Порядок проведения исследования (рис. 11):
-Скважина останавливается до полного восстановления давления;
-При полном восстановлении давления фиксируется его значение и стационарная температура;
-Скважина исследуется на первом режиме с минимальным дебитом, при этом вре-
мя работы на режиме tр1 не должно превышать 40-60 минут; во время работы скважины
фиксируется динамика стабилизации давления и дебита;
03.11.2010 |
- 30 - |
Created by SuhOFFF
Рис. 11. Динамика забойного давления при исследовании ускоренно-изохронным методом
-Скважины останавливается, и фиксируется динамика восстановления давления до значения 95-98% от стационарного;
-При восстановлении давления до необходимого фиксируется его значение, ста- ционарная температура, количество выносимых твердых частиц; далее скважина исследу- ется на следующих режимам. Время работы скважины на каждом режиме не должно пре-
вышать времени работы скважины на режиме с минимальным дебитом tр1 ; при остановке
скважины необходимо дожидаться восстановления давления на каждом режиме до вели- чины 95-98% от стационарного и фиксировать динамику восстановления давления;
-После завершения исследования скважина включается в промысловый коллектор
ификсируется динамика стабилизации давления и дебита.
Экспресс-метод
Замена изохронного метода ускоренно-изохронным хотя и сокращает продолжи- тельность испытаний, но также требует значительного времени для исследования. При ис- следовании скважин, не подключённых к системе сбора и подготовки газа, что имеет ме- сто на поисково-разведочных площадях, и при первичном испытании эксплуатационных скважин с выпуском газа в атмосферу, продолжительное время недопустимо. Выпуск газа в атмосферу не разрешается законом об охране окружающей среды и природных ресур- сов, особенно в том случае, если в составе газа присутствует сероводород. Поэтому был предложен метод, значительно сокращающий продолжительность процесса исследования скважин. Этот метод получил название «экспресс-метод».
Условия метода:
-Одинаковое время работы скважины на режимах;
-Одинаковое время восстановления давления между режимами;
-Время работы и восстановления должны быть равными между собой.
03.11.2010 |
- 31 - |
Created by SuhOFFF
Рис. 12. Динамика забойного давления при исследовании экспресс-методом
Порядок проведения исследования (рис. 12):
-Скважина останавливается до полного восстановления давления;
-При полном восстановлении давления фиксируется его значение и стационарная температура;
-Скважина исследуется на первом режиме с минимальным дебитом, при этом вре-
мя работы на режиме tр1 не должно превышать 20-30 минут; во время работы скважины фиксируется динамика стабилизации забойного давления и дебита;
- Скважина останавливается, и фиксируется динамика восстановления давления,
при этом время восстановления tв1 должно равняться времени работы скважины на режи-
ме tр1 ;
- Фиксируется стационарная температура, количество выносимых твердых частиц; далее скважина исследуется на следующих режимах. Время работы скважины на каждом
режиме должно равняться времени работы скважины на режиме с минимальным дебитом tр1 ; время восстановления забойного давления должно равняться времени восстановления давления на режиме с минимальным дебитом tв1 ;
-После завершения исследования скважина включается в промысловый коллектор
ификсируется динамика стабилизации давления и дебита.
Преимущество экспресс-метода заключается в том, что он доводит практически до минимума продолжительность испытания скважин.
Метод монотонно-ступенчатого изменения дебитов
С целью дальнейшего сокращения продолжительности испытаний скважин, вскры- вающих пласты с низкими фильтрационными свойствами, предложен метод монотонно- ступенчатого исследования газовых скважин. Причём сокращение продолжительности
03.11.2010 |
- 32 - |
Created by SuhOFFF
испытания достигается за счёт сокращения продолжительности восстановления забойного давления между режимами.
Условия метода:
-Одинаковое время работы скважины на режимах;
-Минимальное время восстановления давления.
Рис. 13. Динамика забойного давления при исследовании методом монотонно-ступенчатого изменения дебитов
Порядок проведения исследования (рис. 13):
-Допускается, что перед испытанием скважины этим способом она работает с не- которым установившимся дебитом и забойным давлением;
-Скважина останавливается на некоторое заданное время t0 , явно недостаточное
для восстановления давления (обычно, не более 10 часов);
- При достижении времени t0 фиксируется значение забойного давления и забой-
ной температуры;
- Скважина исследуется на первом режиме, при этом время работы скважины tр1 не должно превышает 20-30 мин; во время работы скважины фиксируется динамика стабили- зации забойного давления и дебита,
-Фиксируется значения давления, температуры и дебита, после чего скважину без остановки или с остановкой не более 120-180 сек переводят на следующий режим работы.
-После завершения исследования скважина включается в промысловый коллектор
ификсируется динамика стабилизации давления и дебита.
03.11.2010 |
- 33 - |