Исследования методом кривой восстановления уровня (КВУ)

Исследования методом КВУ проводятся в нефонтанируемых скважинах после; снижения уровня жидкости в стволе в процессе эксплуатации (насос, газлифт и пр.) или после цикла освоения (свабирование, опробование и пр.)

Следует различать принципиальные возможности данного метода при регистрации кривой изменения давления непосредственно на забое (КВУз) и пересчетным способом при регистрации вторичных параметров (динамических уровней) на устье (КВУу). По су­ти, это два принципиально отличных метода с разной информативностью и достоверно­стью оценок, но исторически относимых к единому методу оценки давления в условиях послепритока (т.е. к «КВУ»).

Таким образом, исследования могут быть выполнены путем регистрации кривой изменения давления на забое скважины во времени (КВУз, штатный режим) и/или ре­гистрации кривой изменения динамического уровня в затрубье на устье (КВУу, экс­пресс-исследования) .

При исследованиях методом КВУ₃ регистрируется непрерывная кривая измене­ния давления во времени на забое скважины. Если вынос жидкости на устье малове­роятен, измерения проводятся при открытом устье. При интенсивном подъеме уровня измерения проводятся при полностью закрытом устье. В последнем случае выполня­ется синхронная запись кривых изменения во времени забойного, буферного и затрубного давлении. Проведение измерений в скважине, подключенной к выкидной линии при открытом устье, недопустимо.

При исследованиях методом КВУу регистрируются дискретные значения изменения динамического уровня на забое скважины.

Исследования методом КВУу недопустимы в нефтяных скважинах с высоким га­зовым фактором при обводненности продукции менее 80%.

Длительность регистрации КВУ должна быть не менее 1-2 суток. Кратковремен­ные КВУ, длительностью несколько часов, должны быть исключены из комплекса ГДИС как абсолютно неинформативные.

Технология исследования методом восстановления уровня

Исследования методом КВУ проводятся в нефонтанируемых скважинах после снижения уровня жидкости в стволе: в процессе эксплуатации (насос, газлифт и пр.) или после цикла освоения (свабирование, опробование и пр.)

Исследования могут быть выполнены путем регистрации кривой изменения давления на забое скважины во времени (КВУз. штатный режим) н/или регистра­ции кривой изменения динамического уровня в затрубье на устье (КВУу, экспресс исследования).

При исследованиях методом КВУ! регистрируется непрерывная кривая измене­ния давления во времени на забое скважины. Если вынос жидкости на устье малове­роятен, измерения проводятся при открытом устье. При интенсивном подъеме уровня измерения проводятся при полностью закрытом устье. В последнем случае выполня­ется синхронная запись кривых изменения давления во времени забойного, буферного и затрубного давлений.

Проведение измерений в скважине, подключенной к выкидной линии при откры­том устье, недопустимо.

При исследованиях методом КВУу регистрируются дискретные значения изме­нения динамического уровня на забое скважины.

Шаг дискретизации выбирается исходя из следующих требований:

не менее 1-3 мин. при времени простоя скважины до 1 часа;

не менее 5-10 мин. при времени простоя скважины до 3 часов;

не менее 15 мин. при времени простоя скважины до 10 часов;

не менее 1 часа при времени простоя скважины до суток;

1-3 часа в последующем.

Исследования методом КВУу недопустимы в нефтяных скважинах с высоким га­зовым фактором при обводненности продукции менее 80%.

Рисунок 1 – Технология КВУу, рост динамического уровня в скважине: 1,2 – кривые изменения во времени соответственно Q и уровня H

Рисунок 2 - Технология КВУз, измерения забойного давления в процессе роста динамического уровня в скважине: 1,2 – кривые изменения во времени соответственно Q и давления P

Длительность регистрации КВУ должна быть не менее 1-2 суток. Кратковремен­ные КВУ. длительностью несколько часов, должны быть исключены из комплекса ГДИС, как абсолютно неинформативные.

Кривые изменения давления, динамического уровня н дебита во времени при реализации технологий КВУу и КВУз приведены на рис. 1, 2.

Особенности исследований скважин с динамическим уровнем

В рассмотренных ранее случаях алгоритм интерпретации базировался на том, что влияние процесса заполнения ствола скважины (послепритока) существенно сказыва­ется только на ранней стадии цикла исследований. В последующем этот эффект ниве­лируется и усиливается влияние массопереноса по пласту, что позволяет разделить при интерпретации эффекты притока в скважину и работы пласта. На этом, в частно­сти, основана рассмотренная в предыдущих разделах интерпретация ГДИС в фонтан­ных и нагнетательных скважинах.

Таким образом, полезно исследовать и малодебитные, непереливающие скважины. Но в последнем случае для этого нужны специальные технологии проведения работ. Необходимо проводить измерения при пуске или при изменении режима (с использо­ванием соответственно подобранного насоса), либо же выполнять измерения в стати­ке при закрытии скважины на забое. Если невозможно обеспечить соблюдение по­добных требований, то при формальном использовании методик интерпретации, разработанных для условий малого послепритока, можно получить ошибочные и про­тиворечивые результаты.

Одним из наиболее типичных объектов, где встает обозначенная проблема, яв­ляются скважины, исследуемые в процессе роста динамического уровня (механизиро­ванного фонда или осваиваемые путем свабирования, компрессирования).

Технология исследования таких скважин включает:

■ получение кривых снижения динамического уровня в стволе при эксплуатации или освоении скважины в затрубье и нкт ,

■ получение кривых изменения во времени забойного _,буферного и затрубного давлений в процессе подъема динамического уровня в стволе.

Величины и определяются на устье скважины.

Забойное давление может быть непосредственно замерено глубинным маномет­ром (что предпочтительнее) или рассчитано по величине устьевого давления и дина­мического уровня. В соответствии с этим различают две технологии исследований: «КВУ-э» (в основе которой замеры уровня эхолотом) и «КВУ-з» (в основе которой замеры давления на забое в процессе роста уровня). Использование данных эхолота ограничено приближенными оценками дебита и продуктивности, их более глубокая интерпретация весьма сомнительна. Исследования по технологии «КВУ-з» более ин­формативны, В благоприятных условиях результаты таких замеров можно использо­вать для определения практически полного спектра параметров пласта. Рассмотрим способы интерпретации ГДИС по перечисленным технологиям.

Связь значений давления и дебита в скважинах с динамическим уровнем

Малодебитные скважины с пластовым давлением ниже гидростатического ис­следуются впроцессе притока жидкости после снижения уровня в стволе. Рост давле­ния в процессе притока отражает как гидродинамические параметры пласта, так и ин­тенсивность притока (дебит пласта). Поведение давления и дебита подчиняется следующим закономерностям.

Пусть dP - изменение давления на фиксированной глубине ниже уровня за время dt, dH - изменение отметки уровня за это же время. Тогда:

,

, (1)

где w - скорость перемещения уровня, q - дебит, S - площадь сечения потока (внут­реннего сечения колонны), - плотность флюида. Из (1) следует:

или . (2)

Решая это дифференциальное уравнение, получим:

, (3)

Где коэффициент продуктивности считается постоянным: ,

, (4)

или

, (5)

Величину коэффициента С можно определить из условия: при t=0; от­куда следует (где — давление на забое скважины в момент начала подъема уровня). Итак, окончательно:

(6)

.

Это соотношение известно как формула Маскета (Яковлева) и широко использу­ется при обработке КВУ. Следует еще раз подчеркнуть, что в его основе ле­жит допущение о постоянной величине коэффициента продуктивности, которое со­блюдается лишь приближенно. Чем меньше изменение давления (дебита) во времени, тем точнее это приближение. На начальной стадии восстановления уровня непосред­ственно после резкого изменения депрессии на пласт использование подобных соот­ношений чаще всего недопустимо.

Экспресс-оценка дебитов и давлений позамерам динамического уровня

Экспресс-оценка давлений по замерам динамического уровня

Аналогичные расчеты для добывающих скважин с большим газосодержанием продукции выполняются с помощью специализированных алгоритмов с использова­нием эмпирических зависимостей, учитывающих различие в расходных содержаниях газовой и жидкой компонент - эффект проскальзывания легкой фазы. Основ­ной недостаток подобных алгоритмов состоит в том, что в них в качестве входных данных присутствуют параметры, достоверной информации о которых, как правило, нет. Существуют методики «обучения» расчетных зависимостей, позволяющие опре­делить неизвестные параметры путем сравнения результатов прямых измерений и расчетов в контрольных скважинах. Но даже при этом не всегда удается добиться приемлемой точности расчетов. То есть необходимо в ответственных случаях отказываться от косвенных оценок забойного давления по уровню в пользу их непосредственного измерения. В случае же использования замеров уровней нужно четко понимать, что достоверность подобных расчетов при сложном составе продукции скважины, как правило, невысока.

Экспресс-оценка дебитов по темпу изменения забойного давления во времени

Для расчета дебита по темпу изменения забойного давления применяется соот­ношение (2). Формула используется с параметрами НКТ или затрубья в зави­симости от того, по какому пространству рассчитывается дебит в конкретной скважи­не. Результаты подобного расчета представлены на рис. 3.

Рисунок 3 – Оценка дебита по темпу изменения забойного давления во времени в комплексе «ГидраТест»: 1- кривая давления; 2,3,4,5 – результаты расчета при различных сглаживающих фильтрах.

Достоверной оценки, как пра­вило, удается добиться, если сжи­маемость флюида невелика и этим параметром можно пренебречь. Еще один недостаток указанного способа расчетов состоит в том, что необходимо знать величину плотности поступающей в ствол смеси. Достоверные данные о плотности удается получить лишь в скважинах, работающих одно­фазной продукцией (чистой водой или чистой нефтью с небольшим газовым фактором).

При притоке в ствол водонефтяной смеси точность оценки дебита снижается вследствие того, что из-за малодебитности таких скважин смесь флюидов в стволе имеет пробковую структуру потока. В этом случае скорости дви­жения фаз отличаются друг от друга, плотность заполнителя ствола сильно меняется по глубине и перестает соответствовать плотности поступающей в ствол продукции.

Наличие в продукции газа усиливает названный эффект. Кроме того, начинает сказываться изменение по глубине и во времени сжимаемости заполнителя ствола. В этом случае достоверность количественной оценки дебита резко снижается.

Оценка расходной плотности по кривым изменения во времени забойного давления и динамического уровня

Итак, возможны количественные оценки параметров состояния скважины, как по величине забойного давления, так и по величине динамических уровней.

Результаты совместных (синхронных) замеров забойного давления и положения уровня могут быть полезны для приближенной оценки состава притекающего флюи­да. Исходные данные в этом случае обрабатываются следующим образом.

■ Определяется темп изменения давления во времени по формуле:

, (11)

■ В том же временном интервале определяется темп изменения абсолютной отметки уровня во времени по формуле:

, (12)

■ Оценивается расходная плотность смеси притекающих флюидов по формуле:

, (13)

где - ускорение свободного падения.

■ Оцениваются дебиты по компонентам (вода, нефть):

- дебит воды:

, (14)

- дебит нефти:

, (15)