способ газогидродинамических исследований скважин

Формула изобретения

Способ газогидродинамических исследований скважин, включающий измерение давления, температуры и дебита газа на установившихся режимах работы скважины, обработку результатов и определение экспериментальных коэффициентов индикаторных линий, отличающийся тем, что рассчитывают дебиты для каждого режима по коэффициентам индикаторных линий текущего исследования и определяют показатель, характеризующий их отклонение от значений дебитов, полученных в результате измерений, затем по коэффициентам индикаторных линий, полученным при обработке предыдущих исследований, рассчитывают для каждого режима дебиты и определяют показатель, характеризующий их отклонение от дебитов, рассчитанных по коэффициентам индикаторных линий текущего исследования, при этом, если оба показателя меньше заданных значений, исследования завершают, а если один или оба показателя больше или равны заданным значениям, проводят дополнительные исследования для уточнения характеристик скважины.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области газовой промышленности и может быть использовано при проведении газогидродинамических исследований скважин.

Известен способ исследования нефтяных скважин при установившемся притоке, по результатам которого строят графики зависимости дебита скважины от соответствующего забойного давления или перепада давлений между пластовым и забойным давлениями - индикаторные кривые [Муравьев В.М. "Эксплуатация нефтяных и газовых скважин". - М: Недра, 1978, с. 179].

К недостаткам этого способа относится то, что отсутствует возможность оперативно оценить достоверность результатов и определить необходимость дальнейших исследований для уточнения характеристик скважины.

Известен также способ исследования газовых скважин при стационарных режимах фильтрации, включающий определение пластовых и забойных давлений, обработку результатов и построение индикаторных линий [Требин Ф.А., Макогон Ю.Ф., Басниев К.С. "Добыча природного газа". - М: Недра, 1976, с. 135].

Недостатком этого способа является отсутствие возможности после проведения исследований оперативно провести анализ и оценить точность полученных результатов.

Задачей изобретения является разработка надежного способа исследований скважин на установившихся режимах фильтрации газа.

Технический результат достигается за счет специального способа обработки результатов измерений при проведении исследований скважин на установившихся режимах фильтрации газа.

Целью изобретения является повышение точности результатов газогидродинамических исследований скважин и уменьшение времени их анализа.

Указанная цель достигается тем, что в способе газогидродинамических исследований скважин, включающем измерение давления, температуры и дебита газа на установившихся режимах работы скважины, обработку результатов и определение экспериментальных коэффициентов индикаторных линий, рассчитывают дебиты для каждого режима по коэффициентам индикаторных линий текущего исследования и определяют показатель, характеризующий их отклонение от значений дебитов, полученных в результате измерений, затем по коэффициентам индикаторных линий, полученным при обработке предыдущих исследований, рассчитывают для каждого режима дебиты и определяют показатель, характеризующий их отклонение от дебитов, рассчитанных по коэффициентам индикаторных линий текущего исследования, при этом, если оба показателя меньше заданных значений, исследования завершают, а если один или оба показателя больше или равны заданным значениям проводят дополнительные исследования для уточнения характеристик скважины.

Сущность способа иллюстрируется фиг.1, где представлено значительное расхождение результатов двух исследований одной скважины, и фиг.2, где показана сходимость результатов после дополнительных исследований.

Способ реализуется следующим образом.

Программа проведения газогидродинамических исследований скважины на нескольких установившихся режимах ее работы включает измерение давления, температуры и дебита газа. После завершения программы исследований обрабатывают результаты и на основании полученных данных рассчитывают экспериментальные коэффициенты индикаторных линий. В качестве примера можно привести численный расчет коэффициентов фильтрационного сопротивления a₁ и b₁ в двучленной формуле притока газа к забою скважины [А.И.Гриценко, З.С.Алиев, О.М.Ермилов, В.В.Ремизов, Г.А.Зотов. Руководство по исследованию скважин. - М.: Наука, 1995, с. 182]):

где Р_пл - пластовое давление, измеренное в скважине на установившемся режиме с нулевым дебитом газа при проведении текущего исследования;

Р_0i - давление, измеренное в скважине на i-м установившемся режиме текущего исследования;

Q_0i - дебит газа, измеренный на i-м установившемся режиме работы скважины текущего исследования;

a₁, b₁ - коэффициенты фильтрационного сопротивления;

i - номер режима текущего исследования.

Рассчитывают коэффициенты фильтрационного сопротивления по формуле

где Р_пл - пластовое давление, измеренное в скважине на установившемся режиме с нулевым дебитом газа при проведении текущего исследования;

P_0i - давление, измеренное в скважине на i-ом установившемся режиме текущего исследования;

Q_0i - дебит газа, измеренный на i-ом установившемся режиме работы скважины текущего исследования;

a₁, b₁ - коэффициенты фильтрационного сопротивления текущего исследования;

i - номер режима текущего исследования;

n - количество режимов текущего исследования с дебитом газа выше нуля.

По коэффициентам индикаторных линий рассчитывают дебиты для каждого режима работы скважины:

где Р_пл - давление, измеренное в скважине на установившемся режиме с нулевым дебитом газа при проведении текущего исследования;

P_0i - давление, измеренное в скважине на i-ом установившемся режиме текущего исследования;

Q_1i - дебит газа, рассчитанный для i-го установившегося режима работы скважины по коэффициентам текущего исследования;

a₁, b₁ - коэффициенты фильтрационного сопротивления текущего исследования;

i - номер режима текущего исследования.

Для проверки согласования расчетных и фактических данных определяют показатель отклонения ₁ дебитов Q_1i, рассчитанных по формуле (3), относительно измеренных дебитов Q_0i, например, среднее квадратичное отклонение:

где ₁ - показатель отклонения дебитов, рассчитанных по коэффициентам индикаторных линий текущего исследования, относительно измеренных дебитов;

Q_0i - дебит газа, измеренный на i-ом установившемся режиме работы скважины текущего исследования;

Q_1i - дебит газа, рассчитанный для i-го установившегося режима работы скважины по коэффициентам текущего исследования;

i - номер режима текущего исследования;

n - количество режимов текущего исследования с дебитом газа выше нуля.

Из многолетнего опыта разработки газовых месторождений был сделан вывод о повторяемости результатов газогидродинамических исследований одной скважины при условии отсутствия изменений ее технического состояния и состояния призабойной зоны пласта. Для проверки повторяемости проводят сравнение результатов текущих исследований с результатами предыдущих исследований этой скважины и по коэффициентам индикаторных линий, например коэффициентам фильтрационного сопротивления а₂ и b₂, рассчитывают дебиты для каждого режима работы скважины, который устанавливался в процессе текущих исследований:

где Р_пл - давление, измеренное в скважине на установившемся режиме с нулевым дебитом газа при проведении текущего исследования;

Р_0i - давление, измеренное в скважине на i-ом установившемся режиме текущего исследования;

Q_2i - дебит газа, рассчитанный для i-ого установившегося режима работы скважины по коэффициентам текущего исследования;

a₂, b₂ - коэффициенты фильтрационного сопротивления предыдущего исследования;

i - номер режима текущего исследования.

Затем определяют показатель отклонения ₂ дебитов Q_2i, рассчитанных по формуле (5), относительно дебитов Q_1i, рассчитанных по формуле (3), например, среднее квадратичное отклонение:

где ₂ - показатель отклонения дебитов, рассчитанных по коэффициентам индикаторных линий предыдущего исследования, относительно дебитов, рассчитанных по коэффициентам индикаторных линий текущего исследования;

Q_1i - дебит газа, рассчитанный для i-го установившегося режима работы скважины по коэффициентам текущего исследования;

Q_2i - дебит газа, рассчитанный для i-го установившегося режима работы по коэффициентам скважины предыдущего исследования;

i - номер режима текущего исследования;

n - количество режимов текущего исследования с дебитом газа выше нуля.

Если оба показателя ₁ и ₂ меньше соответствующих заданных допустимых значений и , то есть:

₁< и ₂<, (7)

то делают вывод, что скважина работает стабильно, результаты текущих исследований достаточно точно описывают характеристики скважины и дальнейшие исследования не требуются. Допустимые значения показателей и зависят от особенностей разрабатываемых месторождений, технических характеристик используемого измерительного оборудования и определяют расчетным или опытным путем.

Если один или оба показателя ₁ и ₂, равны или больше соответствующих заданных допустимых значений и , то есть:

₁ или ₂ , (8)

проводят дополнительные исследования скважины, в том числе геофизические и геохимические исследования с целью определения точной причины значительного отклонения расчетных значений дебитов текущих исследований от измеренных дебитов или дебитов, рассчитанных по коэффициентам индикаторных линий предыдущих исследований. Результаты исследований могут быть искажены по разным причинам, в частности из-за изменения технического состояния скважины, скопления жидкости и механических примесей на забое скважины или ее обводнения, уменьшения величины интервалов притока, неточного замера пластового давления, недостаточной стабилизации параметров скважины на режимах, отказа измерительного оборудования и по другим причинам. Например, в случае скопления жидкости на забое скважины следует провести продувку скважины и затем ее повторные газогидродинамические исследования. Если же в результате дополнительного исследования было установлено, что характеристики скважины изменились и эти изменения носят необратимый характер, как например, в результате обводнения скважины, то полученные результаты используют в качестве новых характеристик скважины.

Пример конкретной реализации.

Практически способ применяется следующим образом.

Скважина 152 Ямсовейского месторождения была исследована предлагаемым способом 21 июля 2001 года. В процессе проведения газогидродинамических исследований в скважине регистрировались давление, температура и дебит газа. Пластовое давление Р_пл1 составило величину 8,16 МПа. После обработки данных были построены индикаторные линии и по формуле (2) определены коэффициенты индикаторных линий - коэффициенты фильтрационного сопротивления a₁, b₁. Затем по формуле (3) рассчитаны дебиты и по формуле (4) определен показатель отклонения рассчитанных дебитов относительно измеренных ₁=1,6.

Предыдущие исследования скважины 152 Ямсовейского месторождения проводили 31 июля 2000 года, в результате которых были определены коэффициенты индикаторных линий, а именно коэффициенты фильтрационного сопротивления a₂, b₂. После расчета дебитов по формуле (5) и подстановки их в формулу (6) определен показатель отклонения дебитов, рассчитанных по коэффициентам индикаторных линий предыдущего исследования, относительно дебитов, рассчитанных по коэффициентам индикаторных линий текущего исследования ₂=23,5.

Индикаторные линии текущего и предыдущего исследований, а также измеренные значения дебитов представлены на фиг.1, на которой видно значительное расхождение результатов двух исследований.

Допустимые значения показателей отклонения были определены ранее на основании обобщения данных газогидродинамических исследований скважин Ямсовейского месторождения:

=5

=20

Поскольку ₂>, то есть выполняется условие (8), были проведены дополнительные исследования, в результате которых было установлено, что пластовое давление было измерено недостаточно точно. После уточнения величины пластового давления (Р_пл2=8,18 МПа) были повторно рассчитаны коэффициенты фильтрационного сопротивления a₁, b₁. Затем по формуле (3) рассчитаны дебиты и по формуле (4) определен показатель отклонения рассчитанных дебитов относительно измеренных ₁=1,5, а с помощью формул (5) и (6) определен показатель отклонения дебитов, рассчитанных по коэффициентам индикаторных линий предыдущего исследования, относительно дебитов, рассчитанных по коэффициентам индикаторных линий текущего исследования ₂=1,9.

Новая индикаторная линия текущего и индикаторная линия предыдущего исследования, а также измеренные значения дебитов представлены на фиг.2, на которой видно хорошее согласование результатов двух исследований и фактических данных. Поскольку после проведения дополнительных исследований выполняется условие (7)

₁< и ₂<,

исследования были завершены, а результаты исследований использованы для описания характеристик скважины.

Таким образом, использование предлагаемого способа позволяет оперативно оценить точность результатов газогидродинамических исследований и определить необходимость дальнейших исследований для уточнения характеристик скважины, что обеспечивает повышение точности результатов и сокращение времени, которое необходимо для анализа данных газогидродинамических исследований.

Источники информации

1. Муравьев В.М. Эксплуатация нефтяных и газовых скважин. – М: Недра, 1978, с. 179.

2. Требин Ф.А., Макогон Ю.Ф., Басниев К.С. Добыча природного газа. – М: Недра, 1976, с.135. (прототип).

3. Гриценко А.И., Алиев З.С., Ермилов О.М., Ремизов В.В., Зотов Г.А. Руководство по исследованию скважин. – М.: Наука, 1995, с.263-265.