Материал: Освоение и гидродинамические исследования скважин

По коэффициенту продуктивности устанавливается режим работы системы пласт - скважины и согласно ему рассчитываются параметры эксплуатационного оборудования для подъема и транспортировки скважинной продукции к пункту сбора и подготовки нефти.

Неустановившийся режим. Основа исследования - изучение зависимости изменения забойного давления от времени при переходе из одного квазистационарного состояния в другое. Технология исследования заключается в предварительном измерении параметров скважины при установившемся режиме, затем изменении режима работы и измерении изменившихся параметров. Основным и наиболее распространенным методом исследования является метод восстановления (снижения) давления, который заключается во временной остановке скважины и снятии кривой изменения забойного давления во времени. В нефтепромысловой практике для определения пластовых характеристик и фильтрационных параметров прискважинной зоны при анализе результатов исследования применяется основное уравнение упругого режима (пьезопроводности) (8). Решение этого уравнения основывается на прямолинейной зависимости между изменением давления и логарифма времени:

 (12)

По экспериментальным значениям измеряемых параметров строят (рис.2).

Экспериментальные точки в начальной период из-за несовершенства скважины обуславливают восходящую кривую, затем в соответствии с уравнением (12) ложатся на наклонную прямую (принято называть ее касательной), что свидетельствует о продолжающемся притоке жидкости в скважину, с последующим переходом в прямую, параллельную оси lnt - прекращение притока (р_пл = р_з).

Наклонная прямая линия аппроксимируется уравнением общего вида

Коэффициент А находят графически как отрезок на оси ординат (рис.2), угловой коэффициент прямой определяется по зависимости

. (14)

Согласно уравнению (12), коэффициенты А и i соответствуют зависимостям

 (15)

По найденным параметрам вычисляют следующие параметры: гидропроводимость

 (16)

проницаемость пласта

 (17)

приведенный радиус скважины

 (18)

коэффициент продуктивности скважины

 (19)

При известном значении R_к и радиусе скважины по долоту r_сд коэффициент совершенства скважины можно определить по зависимости

 (20)

По данным гидродинамических исследований разрабатывается динамическая модель расчета технологических показателей и управления процессом разработки всего периода эксплуатации месторождения с целью максимизации промышленной добычи.

4. Повышение эффективности извлечения углеводородов из недр

В мировой практике проблема полноты извлечения нефти из недр и повышения продуктивности скважин ставится как одна из первоочередных задач повышения рентабельности разработки и рационального использования природных ресурсов нефтяных месторождений, особенно с низкими фильтрационно-емкостными свойствами коллекторов. Снижение доли безвозвратных потерь в залежах приобретает весьма актуальное значение на истощенных, находящихся длительное время в эксплуатации месторождениях. Поиск и реализация новых методов повышения нефтеотдачи пластов является одним из важнейших направлений в нефтедобывающей отрасли.

Для обозначения всего комплекса технологий, используемых для увеличения нефтеотдачи из пластов сверх той, которая соответствует отбору нефти только в режиме истощения, в последние годы применяют единый термин - метод повышения нефтеотдачи (EOR - enhanced oil recovery). Лучшим методом можно признать тот, который обеспечивает наиболее полное использование всех природных и искусственно вводимых энергетических ресурсов в пласт, включая физико-химические возможности технологических процессов, материальные и людские затраты. Вследствие сложности процессов в пласте, отражающих как физико-химические, техногенные и гидродинамические факторы, так и напряженно-деформированное состояние коллектора, получили распространение комплексные методы воздействия на пласт, базирующиеся на различных технологиях. Практикой установлено, что общий эффект воздействия, благодаря синергетическим эффектам, оказывается значительно выше суммы эффектов отдельно взятых технологий, что позволяет снижать общий уровень затрат на производство работ.

Физическая сущность технологий повышения нефтеотдачи пластов базируется на основе следующих принципиальных направлений воздействия:

· восполнение природной пластовой энергии, снижение вязкости флюидов и гидродинамических сопротивлений их течения;

· управление и регулирование направления фильтрационных потоков.

Анализ уравнения Дюпюи (6) показывает, что повышение или поддержание пластового давления р_пл (восполнение пластовой энергии), снижение динамической вязкости жидкости m и фильтрационных сопротивлений (повышение проницаемости k) является необходимым условием для интенсификации разработки нефтяных месторождений.

Забойное давление р_з также является функцией управления притока жидкости, но оно оказывает влияние в основном на реакции призабойной зоны.

Как правило, коэффициент продуктивности скважины, гидропроводимость и проницаемость, определяемые по данным исследований при установившихся режимах, меньше значений, полученных по результатам исследований при неустановившихся режимах притока, вследствие того, что в призабойной зоне возникают дополнительные потери давления при прохождении флюида в скважину (скин-эффект). Скин-эффект выражается как фактор, который может быть положительным, когда проницаемость призабойной зоны ниже проницаемости пласта, и отрицательным для условий с повышенной проницаемостью ПЗП после проведения методов стимуляции притока.

Положительный скин-фактор может быть вызван повреждением естественной проницаемости залежи буровым раствором или цементом, выпадением парафина или асфальтосмолистых веществ, ограниченной перфорацией, когда флюидные потоки сходятся в перфорированных интервалах (эффект Вентури), а также турбулентностью потока.

Количественно влияние скин-фактора определяется введением в уравнение (8) постоянной величины S:

 (21)

Изменение проницаемости в ПЗП оказывает влияние на приток при исследованиях методом восстановления давления только на начальных участках нелинейной зависимости Dр = f(lnt) при значениях времени меньше 1 ч.

Поэтому, решая уравнение (21) относительно S при значении Dр, достигнутом по истечении 1 ч притока, получим выражение для определения скин-эффекта

 (23)

Продуктивную характеристику скважин можно улучшить созданием дополнительных или увеличением существующих каналов перфорации микротрещин и макротрещин, удалением органических и неорганических кольматантов естественных пустот и пор. По виду и способу воздействия на ПЗП выделяют следующие основные методы повышения продуктивности скважин:

· химические - различные виды кислотной обработки преимущественно в карбонатных коллекторах;

· физические - воздействие физическими полями упругих колебаний, различного вида тепловые обработки, применение растворителей и поверхостно-активных веществ, термогазохимическое воздействие;

· механические - гидравлический разрыв пласта, гидропескоструйная перфорация, виброобработка.

Выбор метода определяется геолого-физической характеристикой пласта и причинами снижения продуктивности скважин.

Литература

Желтов, Ю.П. Разработка нефтяных месторождений: Учеб. для вузов; М.: Недра - Москва, 2011. - 365 c.

Кременецкий М. И., Ипатов А. И., Гуляев Д. Н. Информационное обеспечение и технологии гидродинамического моделирования нефтяных и газовых залежей; Институт компьютерных исследований - Москва, 2012. - 896 c.

Лысенко, В.Д. Разработка нефтяных месторождений. Проектирование и анализ; М.: Недра - Москва, 2013. - 638 c.

Лысенко, В.Д.; Грайфер, В.И. Разработка малопродуктивных нефтяных месторождений. Development of low-productive oil deposits. На русском и английском языках; М.: Недра - Москва, 2011. - 565 c.

Покрепин Б. В. Разработка нефтяных и газовых месторождений; Учебно-методический кабинет по горному, нефтяному и энергетическому образованию, ФГОУ - Москва, 2010. - 232 c.

Покрепин Б. В. Эксплуатация нефтяных и газовых скважин; ИнФолио - Москва, 2011. - 496 c.