- •5. Газогидродинамические методы исследования скважин на нестационарных режимах фильтрации
- •5.1 Определение параметров пласта по данным исследования вертикальных скважин на нестационарном режиме фильтрации газа
- •5.2 Методы обработки квд
- •5.3 Влияние различных факторов на форму квд, снятых в газовых скважинах
- •5.4 Учет влияния различных факторов на форму кривых восстановления давления
- •5.4.1 Приток газа к скважине после ее закрытия
- •5.4.2 Учет неизотермичности процесса восстановления давления
- •5.4. Влияние неоднородности пластов по площади на форму квд
- •5.5 Определение параметра анизотропии пласта по квд
- •5.6 Методы определения параметров пластов по результатам исследования горизонтальных скважин на нестационарных режимах фильтрации
- •5.6.1 Влияние конструкций горизонтальных скважин на возможность определения параметров пласта по результатам исследования их на нестационарных режимах фильтрации
- •5.6.2 Возможные методы оценки параметров пластов, вскрытых горизонтальными газовыми скважинами, по кривым восстановления давления
- •5.6.3 Методические основы обработки квд, снятых в горизонтальных газовых скважинах
- •2. Метод обработки квд снятых с горизонтальных газовых скважинах разработанных для таких скважин.
- •5.6.4 Использование расчетных формул, полученных для вертикальных скважин
- •Использование расчетных формул для обработки квд, снятых в горизонтальных газовых скважинах
- •Обработка квд, снятых в горизонтальных скважинах, вскрывших неоднородные пласты.
- •5.6.5 Использование метода обработки кривых стабилизации забойного давления и дебита после пуска вертикальных скважин, для обработки ксДиД, снятых в горизонтальных скважинах
- •5.6.6 Методы обработки кривых стабилизации забойного давления и дебита снятых в горизонтальных газовых скважинах
- •5.6.7 Обработка ксДиД, снятых в горизонтальных скважинах, вскрывших однородные пласты
5. Газогидродинамические методы исследования скважин на нестационарных режимах фильтрации
5.1 Определение параметров пласта по данным исследования вертикальных скважин на нестационарном режиме фильтрации газа
Нестационарные методы исследования газовых скважин базируются на процессах перераспределения давления в пласте при их пуске в работу и после остановки. Характер и темп распределения давления в пласте зависят от свойств газа и пористой среды. Связь темпа и характера распределения давления в пласте при пуске и остановке скважин указывает на возможность использования изменения давления во времени для определения фильтрационных и емкостных свойств пласта.
Между фильтрационными и емкостными параметрами пласта и характером распределения давления имеется функциональная зависимость, которая используется для определения параметров пористой среды. Для получения аналитической зависимости между распределением давления и параметрами пласта считается, что скважина расположена в центре круговой залежи конечного или “бесконечного” размера с постоянными толщиной, пористостью, проницаемостью и, что если пласт конечных размеров, то до достижения контура питания условия на контуре пласта не влияют на работу скважины, и т.д. Если распределение давления достигло контура, то начинается общее истощение залежи.
Существуют два нестационарных процесса, позволяющие определить параметры газоносного пласта путем:
1. Снятия изменения давления во времени после остановки скважины, т.е. процесс восстановления давления (КВД);
2. Снятия изменения давления и дебита после пуска скважины в эксплуатацию, т.е. снятие процесса стабилизации давления и дебита (КСДиД).
Для мгновенной остановки вертикальной скважины, работавшей до закрытия с дебитом Q0 и забойным давлением Рз.0, при t=0, формулу нелинейного нестационарного притока газа можно записать в виде:
(5.1)
где и(5.2)
где Рз.0, Рз(t) – забойное давление перед закрытием скважины и в момент времени t после ее закрытия; æ – пьезопроводность; t – время отсчитываемое с момента мгновенного закрытия скважины; Rс.пр – приведенный радиус; b – коэффициент фильтрационного сопротивления при квадратичном слагаемом в уравнении притока газа; μ, Z – коэффициенты вязкости и сверхсжимаемости газа; h – толщина пласта; k – проницаемость.
Расчетная формула при линейном законе фильтрации для процесса восстановления давления в вертикальной газовой скважине при мгновенном ее закрытии в “бесконечном” пласте в виде:
, (5.3)
а в пласте конечных размеров в виде:
(5.4)
Формулы (5.3) и (5.4) для определения параметров пласта пригодны только вблизи реальной скважины фильтрация подчиняется двучленному закону сопротивления. Влияние несовершенства также сказывается, только внутри этой области. За пределами этой зоны скорость достаточно низкая, что вызвано увеличением площади фильтрации и, поэтому закон фильтрации - линейный.
Принятые условия применимости формул (5.1) и (5.3) для несовершенных газовых скважин с нарушением линейного закона вблизи скважины, вскрывшей “бесконечный” пласт, допускают, что на стенке фиктивной укрупненной скважины радиусом R0 восстановление давления описывается формулой, аналогичной формуле (5.3), но с заменой Rc на R0:
(5.5)
Связь между давлением на стенке фиктивной скважины радиусом R0 и реальной радиусом Rc для момента времени t описывается формулой:
, (5.6)
где Q(t) – приток газа в укрупненную скважину. При t=0 в формуле (5.6) вместо Q(t) будет постоянный дебит перед закрытием Q0, где
, (5.7)
l – коэффициент макрошероховатости; С1, С2 – коэффициенты несовершенства.
Одним из существенных факторов, влияющих на процесс восстановления давления, является приток газа к скважине после ее закрытия Q(t).
Установлено, что влияние притока на радиус укрупненной вертикальной скважины, за пределами которой имеет место линейный закон фильтрации, сказывается до достижения неравенства: или
Если обозначить:
(5.8)
(5.9)
то процесс восстановления Рз(t) с учетом притока газа после закрытия можно представить в виде:
(5.10)
Построенная в координатах от lg t КВД позволяет определить коэффициенты α и β, а по ним коэффициенты проницаемости, проводимости, пьезопроводности и др.
Процесс восстановления давления на стенке укрупненной скважины, вскрывшей пласт конечных размеров, описывается формулой (5.4). Связь между давлением на стенках укрупненной и реальной скважин определяется формулой (5.6).
Для пласта конечных размеров процесс восстановления давления в скважине с учетом притока газа может быть описан при известной величине Q(t), значение которой определяется формулой:
(5.11)
где
(5.12)
Из уравнений (5.4), (5.6) и (5.11) получена зависимость:
(5.13)
При больших значениях t величина стремится к нулю и формула (5.13) приобретает вид:
(5.14)
Если обозначить через:
; (5.15)
то формула для обработки кривой восстановления давления в скважине, вскрывшей пласт конечных размеров, будет иметь вид:
(5.16)
Обработанная в координатах отt кривая восстановления давления позволяет определить коэффициенты уравнения α1 и β1; а по ним и параметры пласта. Формулу (5.16) можно использовать при ≥0,06. Если фильтрация газа в скважине не подчиняется линейному закону, то начальный участок кривой начинает отклоняться от стандартной формы до тех пор, пока
Параметры пластов, определяемые по кривым восстановления, а также по кривым стабилизации давления и дебита, относятся к зоне за пределами укрупненной скважины. Прибавление к этой зоне призабойной зоны реальной скважины в конечном итоге практически не влияет на процесс восстановления давления в укрупненной скважине. Влияние призабойной зоны отражается в основном на начальном участке кривых восстановления и стабилизации давления.