- •4. Газогидродинамические методы исследования газовых и газоконденсатных скважин на стационарных режимах фильтрации
- •4.1 Физическая сущность исследования скважин на стационарных режимах фильтрации газа
- •4.2 Приток газа к скважине
- •4.3 Технология исследования вертикальных скважин на стационарных режимах фильтрации
- •4.4 Определение коэффициентов фильтрационного сопротивления а и b
- •4.5 Факторы, влияющие на форму индикаторных кривых. Влияние неточности определения пластового и забойного давлений на форму индикаторных кривых
- •4.6 Определение коэффициентов фильтрационного сопротивления по устьевым замерам
- •Коэффициенте сопротивления труб
- •1, 2 – Зависимости р2пл– р2з и ; 3,4 – /q и /q от q.
- •4.7 Определение коэффициентов фильтрационного сопротивления с учетом изменения свойств газа от давления
- •4.8 Влияние процессов загрязнения или очищения забоя скважины на форму индикаторной кривой
- •4.9 Определение свободного и абсолютно-свободного дебита газовых скважин
- •4.10 Методика исследования скважин в условиях образования гидратов
- •4.11 Методика исследования скважин без выпуска газа в атмосферу
- •4.12 Особенности исследования скважин, вскрывших пласты с подошвенной водой
- •4.13 Особенности исследования скважин подземных хранилищ газа
- •4.14 Ускоренные методы исследования скважин с длительной стабилизацией давления и дебита на квазистационарных режимах фильтрации
- •4.14.1 Изохронный метод исследования скважин
- •4.14.2 Технология исследования скважины изохронным методом
- •4.14.3 Экспресс-метод исследования скважин
- •4.14.4 Технология проведения исследования скважины экспресс-методом
- •4.15 Использование кривых стабилизации забойного давления и дебита газовых скважин для определения коэффициентов фильтрационного сопротивления и параметров пласта
- •4.15.1 Технология снятия ксДиД при исследовании скважины
- •4.16 Метод определения коэффициентов фильтрационного сопротивления по результатам исследования горизонтальных скважин на стационарных режимах фильтрации
- •4.17 Определение коэффициентов фильтрационного сопротивления горизонтальных скважин ускоренными методами исследования
- •4.17.1 Определение коэффициентов фильтрационного сопротивления по результатам исследования горизонтальной газовой скважины изохронным методом
- •4.17.2 Определение коэффициентов фильтрационного сопротивления по результатам исследования горизонтальной газовой скважины экспресс методом
- •4.18 Определение коэффициентов фильтрационного сопротивления по кривым стабилизации забойного давления и дебита на режиме, с которым эксплуатируется горизонтальная скважина
- •4.19 Методика определения коэффициентов фильтрационного сопротивления горизонтальных скважин с использованием результатов исследования вертикальных скважин
4.8 Влияние процессов загрязнения или очищения забоя скважины на форму индикаторной кривой
В процессе испытания скважины возможно образование песчано-жидкостной пробки или ее очищение по мере роста депрессии на пласт. Как правило, исследование на стационарных режимах фильтрации проводится в скважине, в которой полностью восстановилось пластовое давление. Причем рекомендуется начинать исследование с малого дебита и постепенно, от режима к режиму, увеличивать ΔР и Q до допустимых величин. Для заданной конструкции скважины скорость потока по мере увеличения депрессии на пласт растет. При наличии песчаной или жидкостной пробки увеличение скорости приводит к разрушению и постепенному уносу пробки. Разрушение и вынос песчаной пробки существенно влияют на коэффициенты сопротивления а и b. Наличие песчаной пробки в скважине практически равносильно несовершенству скважины по степени вскрытия, и при этом коэффициенты а и b, определяются по формулам:
, (4.36)
В условиях образования песчано-жидкостных пробок или очищения забоя от них коэффициенты а и b существенно изменяются за счет увеличения С1 и С3, если в процессе исследования происходит образование песчаной пробки, или за счет снижения С1 и С3 в результате очищения забоя по мере роста депрессии на пласт. Производительность газовых и газоконденсатных скважин, эксплуатирующих пласт, полностью перекрытый песчаной пробкой, характеризуется в основном проницаемостью пробки kпр и площадью сечения пробки. Если проницаемость пробки kпр равна проницаемости пласта kпл, то при полном перекрытии продуктивного интервала дебит скважины будет определяться поверхностью пробки для притока газа в нее. Эта поверхность определяется диаметром обсадной колонны и равна:
(4.37)
При отсутствии пробки поверхность притока определяется по формуле:
(4.38)
где h – толщина пласта. При идентичных законах фильтрации и исходных параметрах пласта и скважины, дебит скважины с пробкой будет в следующих пропорциях с дебитом без пробки:
(4.39)
При Rc=0,1 м, k=kпр и h=10 м отношение Qпр/Qбез.пр будет Qпр/Qбез.пр=0,005, это означает, что дебит скважины, полностью перекрытой пробкой, составляет 0,5% дебита без пробки.
Если допустить, что пробка практически непроницаема, то формула (4.36) может быть использована для оценки влияния высоты пробки и ее изменения в процессе исследования скважины на коэффициенты а и b. В большинстве случаев, встречаемых при исследовании скважин, происходит разрушение песчаной пробки и, поэтому в результате уменьшения высоты пробки по мере роста депрессии на пласт происходит снижение величин а и b. Это приводит к искажению формы индикаторной кривой.
Процесс образования или разрушения песчаной пробки тесно связан с конструкцией скважины, т.е. с глубиной спуска и диаметром фонтанных труб. Для выноса частиц песка из забоя выталкивающая сила должна быть больше гравитационной. Если на каком-то участке ствола эти силы равны, то на этом участке может образоваться псевдосжиженная – висячая пробка, которая при уменьшении скорости потока или закрытии скважины оседает на забое. Экспериментально установлено, что для выноса частиц пород скорость потока должна быть более 2 м/с. Причем величина скорости, обеспечивающая вынос частиц, зависит от плотности и формы частиц. Поэтому часто в литературе указывается, что скорость должна быть v=4 м/с. Характер изменения высоты пробки, образованной из кварцевого песка, произвольной формы и диаметром 0,05·10-3<d<0,2·10-3 м показан на рисунке 4.10. Из него видно, что только при скорости v=5 м/с пробка с данным составом песка полностью очищается. Если при образовании пробки происходила отсортировка частиц, т.е. наслоение частиц по размерам, то очищение забоя до уровня =0,4 дает основание считать, что влияние пробки весьма незначительно. На рисунке 4.11 показана зависимость относительного дебита газовой скважины с пробкой от относительной высоты пробки для соотношения проницаемости пробки kпр и пласта k, равного kпр/kпл=1; 50 и 200.
Рисунок 4.10 – Зависимость относительной высоты пробки от скорости газа v для различных фракций.
Рисунок 4.11 – Зависимость относительного дебита скважины с песчаной пробкой от относительной высоты пробки приkпр=200∙kпл (1), kпр=50∙kпл (2), kпр=kпл (3)
Как правило, перед началом испытания высота пробки неизвестна. Однако если пробка жидкостная, то имеет место неравенство давлений в трубном и затрубном пространствах.