Диссертация (Оценка индивидуальных эксплуатационных параметров низкодебитных пластов по результатам мониторинга нестационарных полей давления и температуры), страница 9

Шаг сетки по глубине – выбранравномерным. Сетка по радиусу имеет переменный шаг, увеличивающийся судалением узла от оси скважины (ri+1=ri, значение  определялась необходимойточностью расчетов и изменялась в диапазоне 1.005÷1.2).Задача решалась методом последовательных прогонок – по радиусу r (встволе скважины и в пласте) и глубине z (только в стволе).51При обосновании метода в работе используется известное приближенноеаналитическое решение 1.8, полученное при следующих дополнительныхупрощениях.Температура в массиве горных пород не меняется по простираниюпласта и во времени, и равна геотермической:TГ (z)  To  Гz(2.10)где: Г - геотермический градиент, T0 - геотермическая температура,соответствующая соответствует глубине поступления флюида в ствол скважины,знак «+» соответствует движению флюида вниз знак «» - вверх. Температура флюида, поступающего в ствол скважины не зависит отвремени, Tc(t)=Tco=const. Температура по сечению ствола скважины не изменяется: Tc(r,z,t)  Tc(r,t) Потери теплоты на стенке скважины на единицу ее длины, связанные степлообменом скважины с вмещающими горными породами определяютсяприближенным соотношением:qт QT λвм f(t)(Tc(z,t)  TГ (z))dzвм t рабf (t )  ln 1 c вм(2.11)На рисунке 2.2 приведено сопоставление результатов расчетов, выполненныхна основе более точной сопряженной модели (соотношения 2.7 -2.11) и поприближенной формуле 1.8.

Оно свидетельствует, что приближенное соотношениеможет с успехом заменить более сложные зависимости при стабильном притоке.Точность приближения растет с увеличением продолжительности работыскважины и уже при нескольких часах работы достигает 10-20%.52Рисунок 2.2 - Термограммы запуска скважины, дебит притока 30 м3/сут. атеоретические; б – модельные. Шифр кривых - время (час), TG –геотермограммаОписанныйподходсильноупрощаетреальныезакономерноститепломассопереноса в стволе скважины. Он не учитывает влияние на тепловое полецелогорядафакторов,определяющихрезультативностьколичественнойинтерпретации термограмм (нестабильная или циклическая работа скважины,недостоверные данные о тепловых свойствах флюида и вмещающей средымногофазный приток и пр.).2.3ДалееАнализ информативности термометриирассмотримподробнееболеесложныеусловияпроведенияисследований, которые уже не могут быть корректно описаны рассмотренной вышебазовой моделью.2.3.1 Циклическая работа скважиныРассмотрим более соответствующую реальности и часто встречающуюся напрактике ситуацию, когда стабильная работа скважины прерывается длительнымипериодами ее остановки.

В частности, это типично для геофизическихисследований добывающих скважин механизированного фонда с помощьюбайпасных систем «Y-tool». Технологическая остановка в этом случае связана снеобходимостью подготовки скважины к исследованиям и спуском глубинногооборудования.53Опыт показал, что даже при работе на технологической депрессии нельзяполностью исключить влияние нестабильного притока, который может возникнутьвследствие влияния следующих факторов:-операций по монтажу оборудования, требующих остановки скважины;-контрастные фильтрационные свойства и различия в пластовыхдавлениях вскрываемых совместно интервалах.Особое внимание уделим ситуации, когда влияние остановки скважины нарезультативность исследования особенно значимо: существенному различиюпластовых давлений совместно эксплуатируемых объектов.

В этом случае послеостановкискважинымежду вскрытыми совместно пластаминачинаетсямежпластовый переток. Он формирует в интервале продуктивной толщисобственное локальное тепловое поле. После запуска скважины на приток (началаработы ЭЦН) начинается релаксация аномалий температуры, возникшихвследствие перетока. На этом фоне появляются новые аномалии, обусловленныетехнологическим отбором.

Одновременное влияние перечисленных процессовсоздает сложное распределение температуры в стволе.Рассмотрим этот процесс более подробно. Для этого воспроизведем спомощью численной модели, описывающей распределение температуры по стволув интервалах вне работающих пластов с помощью уравнения (2.12), следующиеситуации (рис. 2.3 и рис.

2.4):⃗⃗ ∗ − ∗ ∗ 1 ∗⃗⃗ ∗ + ∗ ∗ − ∗ ∗(2.12)∗ ∗ ∗= п ∗Для данных условий рассмотренная выше модель тепломассопереносапретерпевает следующие изменения: вертикальная скважина вскрывает два пласта, разделенные непроницаемойтолщей H. Давление в верхнем пласте существенно выше, чем в нижнем; в начальное время t=t1 температура в скважине равна геотермической TG..54Далее рассмотрим два варианта протекания процесса тепломассопереноса.Для первого из них (рис.2.3): с момента времени t=t1 до t=t2 пласт II работает на отбор с дебитом Qw2; в момент t=t2 скважина останавливается, начинается переток состабильным дебитом Qw1. из верхнего пласта (I) в нижний (II); температура поступающего из пласта I флюида стабильна или монотонноменяется во времени.za)0>t>t1zб)t2>t> t10TGrQ1rI0TFTGTFT1T2HQ2T3IIРисунок 2.3 - Переходные термодинамические процессы при циклической работедобывающей скважины в условиях межпластового перетока в циклах остановки.а) стабильный приток из пласта II в цикле отбора с технологическим расходом;б) переходный процесс формирования теплового поля перетока из пласта I впласт II после остановки скважиныНарис.2.3адобывающейизображеноскважинеподповедениедействиемтермограммывосходящеговдействующейфлюиданафонегеотермического распределения температуры TG формируется характерноеэкспоненциальное изменение температуры по глубине TF, далее после остановкискважины (рис.2.3б) из-за аномально высокого давления в интервале I наблюдаетсямежпластовый переток по стволу.

Перетекающий флюид поглощается пластом II.55Влияние перетока нарастает во времени (термограммы Т1, Т2) и при длительномстабильном простое скважины преобладает (термограмма Т3).Второй вариант расчетов выполнен при следующих допущениях (рис.2.4): с момента времени t=t1 до t=t2 скважина не работает. В этот периоднаблюдается переток, со стабильным дебитом Qw1, из верхнего пласта(I) внижний(II); в момент t=t2 пласт II начинает работать со стабильным дебитом притокаQw2; температура поступающего из пласта флюида II монотонно меняется вовремени.za)0>t>t10Q1б)t2>t> t1rITGTGT3T2T1HTFQ2TFIIРисунок 2.4 - Переходные термодинамические процессы при циклическойработе добывающей скважины в условиях межпластового перетока в циклахостановки. а) стабильный переток из пласта I в цикле остановки; б) переходныйпроцесс формирования теплового поля притока переходный процессформирования поля притока после запуска скважиныНа рис.2.4а изображены переходные термодинамические процессы вдлительно простаивающей скважине, из-за аномально высокого давления в56интервале I наблюдается межпластовый переток по стволу.

Перетекающий флюидпоглощается пластом II. Между пластами I и II на фоне геотермического поля TGформируется распределение температуры TF, обусловленное перетоком. Послезапуска скважины на отбор (рис. 2.4б) на температуру в скважине оказываетвлияние восходящий поток. Оно нарастает во времени (термограмм Т 1, Т2) и придлительном стабильном отборе преобладает (термограмма Т3).Ниже представлены результаты моделирования переходных тепловыхпроцессов при стабильной работе и остановке скважины (модель рис.

2.3). Нарисунке 2.5 приведено изменение температуры, сформированное в интервалемежду пластами I, II. Моделирование выполнено при условии, что II работал спостоянным дебитом (30м3/сут). Затем скважина была остановлена, и началсяпереток из пласта I в пласт II (3м3/сут). На рисунке 2.5 (а) сопоставленытермограммы, для различного времени после остановки скважины.

Онииллюстрируют совместное влияние двух процессов.1.Сразу после остановки основное влияние на температуру в стволеоказывает поле притока.2.Когда время остановки становится сравнимым со временем работыскважины, начинает доминировать поле перетока.Это иллюстрируют рисунок 2.5 (б, в) где произведено сравнение термограммпри малых и больших временах остановки скважины, рассчитанных двумяспособами:-на фоне, сформировавшегося до остановки поля притока (то есть сучетом предшествующих циклов работы скважины);-нафонегеотермическогораспределениятемпературы(впредположении, что до начала перетока скважина не работала).Отмечается, что при малых временах (рис.2.5 (б)), результаты расчетовназванными способами существенно отличаются друг от друга. На большихвременах (рис.2.5(в)) результаты идентичны и практически равны.57Рис.