Способ исследования нефте- и водонасыщенных пластов

 

Назначение: изобретение относится к гидродинамическим методам исследования пластов и скважин и может быть использовано в нефтяной геологии. Сущность изобретения: на забой заполненной пластовым флюидом скважины спускают глубинный манометр с поинтервальным замером давлений по ее стволу и последующим вычислением средней плотности жидкости. Затем скважину открывают и понижают в ней уровень жидкости. Объем выделившейся при этом жидкости замеряют. Производят разрядку скважины и регистрируют кривую восстановления давления. В момент появления жидкости на устье скважину закрывают и продолжают регистрацию до окончания исследования. По полученным данным определяют гидродинамические параметры пласта. 2 ил.

Изобретение относится к методам гидродинамических исследований и может быть использовано в нефтяной геологии.

Известен спасов исследования пласта (1), включающий вызов притока пластового флюида, регистрацию кривых восстановления давления (КВД) во время всего периода исследования и определение по полученным данным гидродинамических параметров.

Недостатком данного способа является его невысокая эффективность в условиях низкопроницаемого пласта и отсутствия стабильного притока пластового флюида.

Наиболее слизким к изобретению является способ исследования нефте- и водонасыщенных пластов (2), включающий спуск глубинного манометра на забой работающей скважины, замер ее дебита, регистрацию кривой изменения забойного давления во времени до и после закрытия скважины и определение по полученным данным параметров пласта.

Недостатком этого способа является то, что используемый в своем традиционном виде метод восстановления давления не позволяет эффективно проводить исследования низкопроницаемых пластов в малодебитных скважинах, в силу невозможности получения стабильного дебита, в связи с чем гидродинамические параметры могут быть определены со значительными погрешностями.

Сущность изобретения состоит в том, что в способе исследования нефте- и водонасыщенных пластов, включающем спуск глубинного манометра на забой открытой скважины, замер ее дебита, регистрацию кривой изменения забойного давления во времени до и после закрытия скважины и определение по полученным данным параметров пласта, спуск глубинного манометра производят на забой закрытой скважины, заполненной пластовым флюидом, с поинтервальным замером давлений по ее стволу, определяют по их значениям среднюю плотность жидкости в скважине, открывают скважину и понижают в ней уровень жидкости, определяют вытесненный при этом ее объем, производят разрядку скважины, осуществляют наблюдения за подъемом уровня жидкости, фиксируют момент появления жидкости на устье скважины и закрывают ее, вычисляют время от начала подъема уровня после разрядки скважины до указанного момента, а параметры пласта вычисляют по следующим соотношениям: где ε гидропроводнoсть пласта, мкм²см/мПа·с; xr²_c.пр привед нная пьeзопроводность пласта, 1/с; К_пр коэффициент продуктивности, см³/с·МПа; Р_пл пластовое давление, МПа; g ускорение свободного падения, м/с²; tgβ тангенс угла наклона прямолинейного участка, выделяемого на кривой восстановления давления, зарегистрированной после закрытия скважины (КВД2), преобразованной в координатах [Ψ(τ), p(τ)];
p(τ) замеренные значения давлений, снятые с КВД2, МПа;
V объем вытесненной из скважины жидкости при снижении уровня, см³;
Т время от начала подъема уровня жидкости после разрядки скважины до момента ее появления на устье, с;
τ текущее время после закрытия скважины, с;
q_o= K_пр·Δp_o;


N число испoльзованных точек давления на кривой восстановления давления, зарегистрированной в период времени от начала подъема уровня жидкости после разрядки скважины до появления ее на устье (КВД1);
i порядковый номер точки;
P_i замeренные значения давлений, снятые с КВД1, МПа;


Δt интервал времени между точками на КВД1, с.

Величины коэффициентов Δp_o,p_к и α и f(τ) = -Ei(-ατ); f(T+τ) = -Ei[-α(T+τ)]; f(T) = -Ei(-αT); находят из системы уравнений (1) (3) методом последовательных приближений;
p(τ);;
-Ei(-x) интегральная экспоненциальная функция;
r_с.пр. приведенный радиус скважины, см;
В отрезок, отсекаемый прямолинейным участком преобразованной КВД3 на оси ординат ρ;
Р_г забойное давление в момент появления жидкости на устье скважины, МПа;
F площадь сечения труб, no которым поднимается уровень, м²;
[Ψ(τ), p(τ)] средняя плотность жидкости в скважине, кг/м³.

Достигаемым техническим результатом при использовании изобретения является расширение возможностей способа за счет исследования низкопроницаемых пластов в переливающих малодебитных скважинах. При этом достигается также повышение точности определения гидродинамических параметров.

Изобретение основано на том, что при исследовании низкопроницаемых пластов, когда невозможна стабилизация дебита, регистрация КВД в двух режимах: в процессе подъема уровня (КВД1) и после закрытия скважины (КВД2) позволяет применить оригинальную методику обработки полученных результатов. Это дает возможность определять с высокой точностью искомые параметры низкопроницаемых коллекторов.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 представлен график изменения забойного давления во времени при регистрации КВД1 и КВД2, а на фиг. 2 изображен преобразованный в координатах график изменения забойного давления, зарегистрированного после закрытия скважины.

Способ реализуют следующим образом. На забой закрытой и подготовленной к исследованиям скважины, т.е. освоенной, очищенной от промывочной жидкости и заполненной пластовым флюидом, спускают глубинный манометр. Целесообразно использовать манометры типа "Поток-5" или "Напор", спускаемые на кабеле для оперативного получения информации непосредственно в передвижной лаборатории на устье скважины. При спуске манометр периодически останавливают и замеряют давления по стволу скважины через равные интервалы, например, через 100 метров. Полученные значения давлений используют для определения средней плотности жидкости (пластового флюида) в скважине по известному соотношению
[Ψ(τ), p(τ)]
где P_j давление в скважине на глубине Н_j.

После спуска глубинного манометра на засей и выдержки его в течение необходимого времени скважину открывают. Одновременно начинают снижать в ней уровень, например, путем закачки в затрубное пространство газа высокого давления с помощью компрессора. Вытесненную при этом жидкость отбирают в мерную емкость, дегазируют и определяют объем. Снизив уровень на заданную глубину, закачку газа прекращают и производят разрядку скважины, т.е. осуществляют сообщение трубного и затрубного пространств с атмосферой, что приводит к выравниванию в них уровней (давлений).

Фиксируют начало подъема уровни и регистрируют кривую восстановления давления (КВД). Ведут наблюдения на устье и в момент появления там жидкости скважину закрывают. Вычисляют время от начала подъема уровня после разрядки скважины до указанного момента. Отрезок КВД, зарегистрированный в течение этого времени можно условно обозначить КВД1 (фиг.1).

После остановки (закрытия) скважины продолжают запись КВД во времени (КВД2) до получения представительного прямолинейного участка, выделяемого на фиг. 2.

Затем производят следующую обработку полученной информации.

КВД3, записанную в координатах [врeмя-давлением прeобразуют в координатах ,
где p(τ)
τ замеренные значения давлений, снятые с КВД2, МПа;
V объем вытесненной из скважины жидкости при снижении уровня, см³;
Т время от начала подъема уровня жидкости после разрядки скважины до момента ее появления на устье, с;
q_o= K_пр·Δp_o; текущее время после закрытия скважины, с;



N число использованных точек давления на кривой восстановления давления, зарегистрированной в период времени от начала подъема уровня жидкости после разрядки cкважины до появления ее на устье (КВД1);
i порядковый номер точки;
p_i замeренные значения давлений, снятыe с КВД1, MПа;

Δt
Δp_o интервал времени между точками на КВД1, с.

Величины коэффициентов α, P_к и f(τ) = -Ei(-ατ); f(T+τ) = -Ei[-α(T+τ)]; f(T) = -Ei(-αT); находят из системы уравнений (1) (3) методом последовательных приближений
(ε),
-Ei(-x) интегральная экспоненциальная функция.

В итоге вычисляют гидропроводность пласта (χ/r²_с.пр), приведенную пьезопроводность пласта , коэффициент продуктивности скважины (К_пр) и пластовое давление (P_пл) по следующим соотношениям:

где tgβ тангенс угла наклона прямолинейного участка, выделяемого на кривой восстановления давления, зарегистрированной после закрытия скважины (КВД2), преобразованной в координатах [Ψ(τ), p(τ)]
r_с.пр. приведенный радиус скважины;
В отрезок, отсекаемый прямолинейным участком преобразованной КВД2 на оси ординат p(τ);;
p_г забойное давление в момент появления жидкости на на устье скважины, МПа;
F площадь сечения труб, по которым поднимается уровень, м²;
ρ средняя плотность жидкости в скважине, кг/м³.

Способ опробован на ряде месторождений Западной Сибири, в частности, на фиг. 1 и 2 представлены результаты исследований низкопроницаемого пласта АС-12 нижнемелового возраста в скв. 53 Приобского нефтяного месторождения.

Эффективность способа заключается в том, что он обеспечивает получение комплексной и достоверной информации с) гидродинамических параметрах пласта при исследовании низкопроницаемых коллекторов, что может быть использовано для решения задач подсчета запасов, контроля и регулирования разработки нефтяных месторождений.

Формула изобретения

Способ исследования нефте- и водонасыщенных пластов, включающий спуск глубинного манометра на забой скважины, регистрацию кривой изменения забойного давления во времени до и после закрытия скважины и определение по полученным данным гидропроводности пласта, приведенной пьезопроводности пласта, коэффициента продуктивности скважины и пластового давления, отличающийся тем, что, с целью расширения возможностей способа за счет исследования низкопроницаемых пластов в переливающих малодебитных скважинах, спуск глубинного манометра производят на забой закрытой скважины, заполненной пластовым флюидом, с поинтервальным замером давлений по ее стволу и определяют по их значениям среднюю плотность пластового флюида в скважине, после спуска манометра скважину открывают и понижают в ней уровень пластового флюида, определяют вытесненный при этом его объем, производят разрядку скважины, контролируют подъем уровня пластового флюида, фиксируют момент начала его подъема и регистрируют кривую восстановления давления (КВД1), в момент появления пластового флюида на устье скважины ее закрывают и вычисляют время, прошедшее между указанными моментами, после закрытия скважины регистрируют кривую восстановления давления (КВД2) до получения прямолинейного участка, преобразуют КВД2 в координатах [Ψ(τ),P(τ)], где

P(τ)- замеренные значения давлений, снятые с КВД2, МПа;
V объем вытесненной из скважины жидкости при снижении уровня, см³;
T время от начала подъема уровня жидкости после разрядки скважины до момента ее появления на устье, с;
τ текущее время после закрытия скважины, с;
q₀= K_прΔP_o;




N число использованных точек давления на кривой восстановления давления, зарегистрированной в период времени от начала подъема уровня жидкости после разрядки скважины до появления ее на устье (КВД1);
i порядковый номер точки;
P_i замеренные значения давлений, снятые с КВД1, МПа;


Δt интервал времени между точками на КВД1, с,
причем величины коэффициентов и α находят из системы уравнений (1) (3) методом последовательных приближений;
Е_i(-х) интегральная экспоненциальная функция, а гидропроводность пласта ε приведенную пьезопроводность пласта χ/r²_с.пр, коэффициент продуктивности скважины К_пр и пластовое давление Р_пл вычисляют по следующим соотношениям:


где
tgβ - тангенс угла наклона прямолинейного участка, выделяемого на кривой восстановления давления, зарегистрированной после закрытия скважины (KBД2), преобразованной в координатах [Ψ(τ), P(τ)];;
r_с.пр приведенный радиус скважины, см;
B отрезок, отсекаемый прямолинейным участком преобразованной КВД2 на оси ординат P(τ);
P_г забойное давление в момент появления жидкости на устье скважины, МПа;
F площадь сечения труб, по которым поднимается уровень, м²;
ρ - средняя плотность жидкости в скважине, кг/м³;
g ускорение свободного падения, м/с².

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2