9. Технология гидродинамических исследований скважин и пластов

При измерениях в скважинах глубиной свыше 1500 м применяют только механизированные глубинные лебедки.

Для спуска приборов в скважины (с избыточным давлением на устье) на фонтанной арматуре должен быть установлен лубрикатор 1 (рис. 9.1), представляющий собой полый цилиндр и имеющий в верхнем торце сальник для прохода проволоки или кабеля, мано­метр 2 и кран 4 для сообщения лубрикатора с атмосферой. К кор­пусу крепится направляющий и оттяжные ролики 3 для прохода проволоки или кабеля 5.

бинные манометры, термометры), а также для измере­ния  глубины скважин и уровня жидкости в них. Привод ее осуще­ствляется от коробки передач автомашины через карданный вал и узел цепной передачи. Для ручного подъема приборов предназна­чена рукоятка, смонтированная на барабане лебедки.

Техническая характеристика лебедки

Диаметр бочки барабана, мм   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . .  .  .  .  165

Длина бочки барабана, мм   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .   200

Диаметр проволоки, мм .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .   .  .  .  .  .  .   .  .  .   1,6-1,8

Габаритные размеры, мм:

длина   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . .  .  .  .  .  .  .   .  .  .  .  .  . .  .  1195

ширина  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .    .  .  .  .  .  .  .  .  .      895

высота   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  892

Габаритные размеры агрегата, м:

длина   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  6,1

ширина   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  2,1

высота   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .   2,8

Масса, кг:

агрегата   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  4320

лебедки (без проволоки)   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .   323

Для точного отсчета глубины спуска прибора лебедка обору­дована мерительным аппаратом: мерного шкива с двумя нажимными роликами, предупреждающими проскальзывание проволоки, и счет­чика, связанного с мерным шкивом одной парой передаточных ше­стерен.

Мерительный аппарат позволяет определить глубину положе­ния прибора с точностью до 0,1 м. Лебедка управляется рычагами.

9.1 Исследование добывающих  и нагнетательных скважин при установившихся режимах работы (методом установившихся отборов)

При исследовании фонтанных скважин методом установив­шихся отборов режим эксплуатации изменяют путем смены штуцера, а при исследовании компрессорных скважин —умень­шением или увеличением противодавления на устье (с по­мощью штуцера или регулировочного вентиля), либо расхода рабочего агента.

Режим эксплуатации нагнетательных скважин изменяют с помощью регулирующих устройств на насосной станции, а за­бойное давление определяют по манометру, установленному на

В общем случае для исследования добывающих скважин методом установившихся отборов необходимо на нескольких установившихся режимах эксплуатации (обычно трех-четырех) измерить ее дебит, обводненность продукции, газовый фактор и забойное давление или перепад (р_пл—р_заб). В зависимости от конкретных условий программа измерений может быть со­кращена. Так, если при всех режимах эксплуатации забойное давление остается выше давления насыщения нефти газом, то газовый фактор можно определить только на одном режиме цикла или воспользоваться данными предшествующих иссле­дований. В тех случаях, когда имеется полная уверенность, что индикаторная диаграмма по скважине должна быть прямоли­нейной, достаточно ограничиться измерением дебита, обводненности, забойного давления и депрессии (р_пл—р_заб) только на одном режиме.

Исследование может быть начато с режима минимального или максимального отбора. Время установления каждого но­вого режима зависит от свойств продуктивного пласта и на каждом объекте определяется опытным путем. При прочих рав­ных условиях это время меньше при фильтрации в пласте од­нофазной жидкости и больше при фильтрации газированной жидкости.

На большинстве объектов, разрабатываемых при давлениях выше давления насыщения, скважины эксплуатируются на каждом режиме исследовательского цикла от одного до пяти дней.

Дебит и забойное давление измеряют в конце периода уста­новления режима. После этого скважину переводят на следую­щий режим. Забойные давления на каждом режиме опреде­ляют только в тех случаях, когда скважины эксплуатируются при сравнительно больших депрессиях (более 0,5—1,0 МПа). Ошибки измерений при этом обычно не приводят к большому разбросу точек при построении индикаторных диаграмм в ко­ординатах q—р_заб. При малых депрессиях (порядка 0,2— 0,3 МПа) разброс может быть настолько большим, что индика­торную диаграмму в этих координатах построить не удается. В этих случаях на каждом режиме следует измерять и забой­ное и пластовое давление, а диаграмму строить в координатах q—. Депрессия , определяемая на каждом режиме, имеет, как правило, меньшую относительную ошибку, чем р_заб, так как при измерениях за один спуск прибора абсолютные ошибки р_пл и р_заб примерно одинаковы и поэтому на разность (р_пл—р_заб)= почти не влияют. Однако при незначительных де­прессиях (до 0,3—0,4 МПа) на точность определения  начи­нают оказывать влияние ошибки расшифровки бланков мано­метров. Тогда для измерений  следует пользоваться диффе­ренциальными глубинными манометрами.

9.2 Исследование добывающих  и нагнетательных скважин методом восстановления (падения) забойного давления.

При исследовании фонтанных и компрессорных скважин до изменения режима их эксплуатации необходимо измерить де­бит и обводненность продукции, а также буферное и затрубное давление.

Для измерения забойного давления и регистрации к. в. д. в скважину спускают глубинный манометр или дифманометр на глубину середины интервала перфорации или как можно ближе к ней и продолжают эксплуатировать скважину на уста­новившемся режиме в течение 15—20 мин, а затем закрывают задвижку на выкидной линии фонтанной скважины. На ком­прессорной скважине остановку осуществляют путем одно­временного закрытия задвижки и прекращения подачи рабо­чего агента. Время восстановления давления на забое после остановки скважины на промыслах устанавливают опытным путем (обычно несколько часов). Если это время исчисляется днями, полная к. в. д. не снимается, а проводят отдельные из­мерения глубинным манометром, спускаемым на 15—20 мин че­рез выбранные интервалы времени после остановки скважины.

Глубинные дифманометры с газовым заполнением обычно используют в тех случаях, когда депрессия на забое не пре­вышает 20 % от забойного давления, а температура на задан­ной глубине (в интервале перфорации) практически не изменя­ется после остановки скважины. При установке глубинных при­боров выше интервала перфорации форма к. в. д. может быть искажена за счет изменения температуры жидкости в ствол после остановки скважины, а также за счет изменения средней плотности жидкости в процессе восстановления давления, если скважина дает обводненную нефть. Влияние этих факторов особенно сильно сказывается, если чувствительным элементом прибора является сжатый газ. При достаточно большом рас­стоянии между средней глубиной интервала перфорации и глу­биной спуска прибора и большой обводненности продукции скважины, влияние осаждения воды на забой после ее оста­новки может оказаться столь существенным, что прибор будет регистрировать падение забойного давления, в то время как оно в интервале перфорации растет.

При остановке нагнетательных скважин температура воды в стволе резко повышается за счет тепла окружающих пород. Поэтому обычно при исследовании таких скважин для по­строения кривых падения давления используют данные изме­нения устьевого давления после остановки. Эти данные используют в тех случаях, когда в скважине имеются насосно-компрессорные трубы (НКТ), башмак которых максимально при­ближен к интервалу перфорации, отсутствуют пакерующие устройства или устьевое оборудование и трубы негерметичны. При закачке воды через НКТ изменение давления контролиру­ется с помощью манометра, установленного на устье затрубного пространства, а при закачке воды через затрубное про­странство—с помощью манометра, установленного на буфере скважины. Если закачка осуществляется одновременно через НКТ и затрубное пространство, то перед исследованием воду закачивают только через затрубное пространство в течение 3—5 дней, необходимых для стабилизации режима закачки.

В тех случаях, когда к. в. д. регистрируется только устье­вым манометром (буферным или затрубным), то с помощью этой кривой, пользуясь гидростатической формулой, можно по­строить достаточно точную кривую восстановления забойного давления, если известно изменение плотности жидкости в сква­жине во времени после ее остановки. Это изменение связано с изменением средней температуры жидкости в стволе. На ряде объектов проводят специальные исследования по выявлению температурных поправок на плотность и составляют таблицы или графики, по которым эти поправки определяют на разные моменты времени после остановки скважины в зависимости от ее приемистости.

Иногда после остановки нагнетательной скважины устьевое давление быстро снижается до атмосферного и зарегистриро­вать к. в. д. не удается. В таких случаях режим изменяют не путем остановки, а уменьшением расхода закачиваемой воды до такой величины, при которой давление на устье в течение всего периода регистрации кривой будет оставаться выше ат­мосферного.

9.3 Исследование скважин, оборудованных ШСН и ЭЦН.

Изменение режима эксплуатации глубинно-насосных сква­жин можно достигнуть:             1) изменением длины хода полирован­ного штока; 2) изменением числа качаний балансира; 3) одно­временным изменением хода штока и числа качаний. Если изменить дебит скважины этими способами не удается, что возможно в случаях, когда при всех доступных комбинациях длины хода и числа качаний теоретическая подача насоса пре­вышает приток жидкости из пласта, прибегают к изменению глубины подвески насоса. В этих случаях на всех режимах ди­намический уровень жидкости как правило, остается у приема насоса и забойное давление может быть определено по гидро­статической формуле , где Н — глубина точки приведения; L — глубина приема насоса.

По скважинам, оборудованным ЭЦН, изменение режима эксплуатации производится чаще всего увеличением или умень­шением устьевого противодавления путем смены штуцера или закрытием задвижки на выходе.

Для регистрации к. в. д. и определения пластового давле­ния скважины останавливают. Если в затрубном пространстве имеется избыточное давление, то одновременно с регистрацией к. в. д. на забое регистрируют и кривую восстановления давле­ния в затрубном пространстве по показаниям манометра, уста­новленного на устье.

В скважинах, оборудованных ЭЦН, кривые восстановления давления могут быть сняты с помощью лифтовых манометров, манометров, спускаемых на проволоке (если установлен суф­лер), и в отдельных случаях с помощью дифманометров со спе­циальными наконечниками. Однако качественные кривые мо­гут быть получены лишь в случае, когда насос установлен вблизи пласта. На практике же ЭЦН устанавливают обычно на несколько сотен метров выше пласта, что исключает воз­можность качественных исследований. В необходимых случаях в интервале между насосом и продуктивным пластом подве­шивается хвостовик из насосно-компрессорных труб, у баш­мака которого устанавливают лифтовый манометр. Чаще всего используют специальные устройства — суфлеры, устанавливае­мые выше насоса и позволяющие с помощью обычных мано­метров, спускаемых в лифтовые трубы, измерять давление в затрубном пространстве вблизи насоса.

Глубиннонасосные скважины в последние годы исследуют путем спуска глубинных приборов малого диаметра (25-30 мм) в затрубное пространство. Одна из схем оборудования устья скважины для спуска манометров показана на рис. 9.3.

Если по техническим причинам глубинные манометры нельзя спустить в скважину, то вместо кривой восстановления давления строят кривую восстановления уровня жидкости в затрубном пространстве. В этом случае вначале замеряют ди­намический уровень (2—3 раза), а после остановки насоса че­рез определенные промежутки времени (1—2 мин) определяют текущее положение уровня жидкости. Частоту измерений под­бирают опытным путем, она должна быть тем больше, чем выше скорость подъема уровня.

При исследовании скважин методом установившихся отбо­ров во всех случаях, когда это технически возможно, приме­няют лифтовые или малогабаритные глубинные манометры.

 9.4 Исследование наблюдательных и пьезометрических скважин экспресс-методами

Пьезометрические скважины, предназначенные для контроля за изменением давления в отдельных точках пласта и наблюдательные, предназначенные для контроля за перемеще­нием водонефтяного контакта, как правило, не имеют эксплуа­тационного оборудования. В большинстве случаев эти сква­жины исследуются экспресс-методами, т. е. методами, проводи­мыми без эксплуатации скважин. Пьезометрические скважины часто используются в качестве реагирующих при гидропросушивании.

Методом подкачки газа можно исследовать переливающие и непереливающие скважины. В зависимости от оборудования скважины газ закачивается либо непосредственно в обсадную колонну (если скважина не оборудована насосно-компрессорными трубами), либо в затрубное пространство, либо в насосно-компрессорные трубы, либо, наконец, одновременно и в трубы и в затрубное про­странство. В процессе закачки газа регистрируются измене­ние забойного и устьевого дав­ления с помощью манометров, установленных на устье, и глу­бинного дифманометра.

Схема оборудования сква­жины без насосно-компрессорных труб для исследования методом подкачки газа приве­дена на рис. 9.5.

Глубина уровня в момент посадки на него спус­каемого устройства фиксируется по счетчику глубины или по специальным меткам-наплавкам на проволоке либо путем изме­рения рулеткой расстояния от нижнего торца спускаемого уст­ройства до метки, на проволоке (против обреза устьевого фланца). Количество заливаемой воды определяют из условия, чтобы при отсутствии сообщаемости уровень в скважине под­нялся на несколько метров. Эта предполагаемая высота подъ­ема должна быть заранее рассчитана.

При исследовании непереливающих скважин экспресс-мето­дами быстрое повышение уровня осуществляется не путем под­лива, а погружением под уровень специальных вытесняющих баллонов (способ мгновенного подлива). Технологические операции при исследовании таким способом проводят в следую­щей последовательности: 1) измеряют начальный статический уровень, 2) под уровень погружают вытесняющие баллоны вме­сте с регистрирующим прибором (например, дифманометром «Онега-1», 3) баллоны и прибор выдерживают в скважине 1—3 часа для регистрации кривой падения уровня (время для разных объектов устанавливают опытным путем).

Если скважина не имеет связи с вскрываемым пластом, то для восстановления сообщаемости она временно эксплуатиру­ется компрессорным способом (от нескольких часов до несколь­ких дней). За это время призабойная зона очищается от меха­нических примесей и ржавчины. После проведения таких работ вновь проверяют сообщаемость ствола с пластом и в зависимо­сти от результатов составляют заключение о пригодности или непригодности скважины для наблюдений.