Гидродинамические исследования скважин на Северо-Хоседаюском месторождении

Рисунок 2.1 – Зависимость забойного давления фонтанирования от обводненности и буферного давления

В зависимости от производительности добывающих скважин фонтанный лифт следует компоновать из насосно-компрессорных  труб диаметром 73 или 89 мм (ГОСТ 633-80). Кроме того, в фонтанных скважинах может быть использован комбинированный лифт 60´73 мм. Нижний конец лифта необходимо устанавливать в интервале перфорации нефтяного пласта. Поскольку предельная глубина спуска гладких труб марки стали «Д» диаметром 73 мм (толщина стенки 5,5 мм) – 2308 м, а для диаметра 89 мм – 2381 м, то верх колонны труб необходимо комплектовать из НКТ с высаженными наружу концами. Регулирование отборов жидкости следует вести штуцерами, установленными на устье скважин. Для подвески фонтанного лифта и герметизации устья необходимо использовать фонтанную арматуру типа АФК1Э-65-21ХЛ (ГОСТ-13846-84). Фонтанная арматура такого типа позволяет перейти на механизированную добычу без смены устьевого оборудования.

Проведенные расчеты показывают, что фонтанный период эксплуатации скважин с высокой производительностью  будет незначительным, поэтому данный способ эксплуатации является основным только в начальный период разработки месторождения. По мере падения пластового давления и увеличения обводненности  продукции, приток жидкости из пласта будет снижаться, и скважины следует  переводить на механизированный способ эксплуатации погружными центробежными  установками. Для отбора запланированных  объёмов продукции добывающие скважины следует оснастить следующими центробежными  насосами: ЭЦН-60 – 26 шт., ЭЦН-80 – 33 шт., ЭЦН-125 – 19 шт., ЭЦН-160 – 5 шт.

Исходя из условия неразгазирования продукции на приёме насоса, центробежные установки необходимо спускать под  динамический уровень на 835 м, но не ниже верхних отверстий интервала перфорации продуктивного горизонта. Выполнение данного условия обеспечивает работу центробежных насосов в безгазовой зоне, что оказывает положительное влияние на коэффициент подачи установок.

Для обеспечения безаварийной работы глубинного оборудования в соответствии с Техническими условиями электроцентробежные  насосы нельзя спускать в интервалы  с набором кривизны более 2° на 10 м и с углом отклонения от вертикали более 40°. Допускается устанавливать центробежные установки в наклонно-прямолинейных участках с интервалом набора кривизны до 30' на 10 м, зенитный угол наклона скважины не должен превышать 25°. Насосный лифт следует компоновать из насосно-компрессорных труб диаметром 73 мм (толщина стенки 5,5 мм) или 89 мм, марка стали «К» (ГОСТ 633-80).

3. ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СКВАЖИН

3.1 Общие сведения о ГДИС

Гидродинамические исследования скважин (ГДИС) — совокупность различных  мероприятий, направленных на измерение  определенных параметров (давление, температура, уровень жидкости, дебит и др.) и отбор проб пластовых флюидов (нефти, воды, газа и газоконденсата) в работающих или остановленных  скважинах и их регистрацию во времени.

Интерпретация ГДИС позволяет  оценить продуктивные и фильтрационные характеристики пластов и скважин (пластовое давление, продуктивность или фильтрационные коэффициенты, обводнённость, газовый фактор, гидропроводность, проницаемость, пьезопроводность, скин-фактор и т. д.), а также особенности  околоскважинной и удалённой  зон пласта. Эти исследования являются прямым методом определения фильтрационных свойств горных пород в условиях залегания, характера насыщения пласта (газ/нефть/вода) и физических свойств пластовых флюидов (плотность, вязкость, объёмный коэффициент, сжимаемость, давление насыщения и т. д.).

Анализ ГДИС основан на установлении взаимосвязей между дебитами скважин и определяющими их перепадами давления в пласте.

Различают ГДИС на установившихся режимах фильтрации – метод снятия индикаторной диаграммы (ИД) и на неустановившихся режимах – методы кривой восстановления давления (КВД), кривой падения давления (КПД), кривой восстановления уровня (КВУ) или кривой притока (КП).

Метод кривой восстановления давления (КВД) применяется для скважин, фонтанирующих с высокими и устойчивыми дебитами.

Исследование методом  КВД заключается в регистрации  давления в остановленной скважине (отбор жидкости прекращён), которая  была закрыта путём герметизации устья после кратковременной  работы с известным дебитом (тест Хорнера) или после установившегося  отбора (метод касательной).

Продолжительность исследования эксплуатационной скважины методом  КВД может составлять от нескольких десятков часов до нескольких недель, благодаря чему радиус исследования охватывает значительную зону пласта. Тем не менее, при большой длительности исследования конечные участки КВД  могут быть искажены влиянием соседних скважин на распределение давления в удалённой зоне пласта.

Метод кривой восстановления уровней (КВУ) применяется для скважин с низкими пластовыми давлениями (с низкими статическими уровнями), то есть нефонтанирующих (без перелива на устье скважины) или неустойчиво фонтанирующих.

Вызов притока в таких  скважинах осуществляется путём  снижения уровня жидкости в стволе скважины методом компрессирования или свабирования.

КВУ проводится в остановленной  скважине (отбор жидкости прекращён) с открытым устьем. Из пласта продолжается затухающий со временем приток, сопровождающийся подъёмом уровня жидкости в стволе скважины. Производится регистрация  глубины динамического уровня жидкости (ГЖР - газожидкостного раздела) и  ВНР (водонефтяного раздела) с течением времени. Подъём уровня и рост столба жидкости сопровождается увеличением  давления. Кривую изменения давления в этом случае называют кривой притока (КП). После полного прекращения  притока и восстановления давления выполняют замер статического уровня и пластового давления.

Длительность регистрации  КВУ или КП зависит от продуктивности скважины, плотности флюида, площади  сечения поднимающегося в стволе скважины потока жидкости и угла наклона  ствола скважины.

Обработка КВУ позволяет  рассчитать пластовое давление, дебит  жидкости и коэффициент продуктивности, а в случае регистрации глубины  ВНР - обводнённость продукции. При  совместной регистрации глубины  уровня жидкости и давления глубинным  манометром можно получить оценку средней  плотности жидкости.

Метод снятия индикаторной диаграммы (ИД) применяется с целью определения оптимального способа эксплуатации скважины, изучения влияния режима работы скважины на величину дебита. Индикаторные диаграммы строятся по данным установившихся отборов и представляют собой зависимость дебита от депрессии или забойного давления.

Метод установившихся отборов  применим для скважин с высокими устойчивыми дебитами и предусматривает  проведение замеров на 4-5 установившихся режимах. Отработка скважины, как  правило, проводится на штуцерах с различными диаметрами. При каждом режиме измеряют забойное давление, дебиты жидкой и  газообразной фаз пластового флюида, обводнённости и др. Основными определяемыми параметрами являются пластовое давление и коэффициент продуктивности.

3.2 Гидродинамические исследования скважин на Северо-Хоседаюском месторождении

Гидродинамические исследования скважин на Северо-Хоседаюском месторождении  проводились двумя методами: установившихся отборов (построение индикаторных диаграмм) и восстановления забойного давления (КВД). Какой-либо информации о проведении на месторождении других видов гидродинамических  исследований в процессе поисково-разведочного бурения,  в документах промысловой  отчетности не имеется.

Северо-Хоседаюское месторождение  относится к числу объектов, где  объем выполненных указанными методами исследований сравнительно велик.

Регистрация кривых восстановления давления проводились в период с  января 1988 г. по июль 1995 г., как в открытом стволе при работе с пластоиспытателем в процессе  бурения, так и в колонне при их освоении. Исследования методом установившихся отборов проводились при опробовании законченных бурением скважин в период с ноября 1984 г. по май 1995 г.

Гидродинамическими исследованиями на Северо-Хоседаюском месторождении  охвачен практически весь фонд поисково-разведочных  скважин, в большей степени методом  установившихся отборов, в меньшей  – восстановлением забойного  давления. Регистрация КВД осуществлена в 5 скважинах (скв. №№ 10, 18, 21, 23, 30), всего  проведено 22 исследования. Индикаторные диаграммы снимались в 14 скважинах (скв. №№ 1, 2, 4, 5, 7, 10, 14, 18, 19, 21, 23, 24, 26, 30), всего проведено 22 исследования. В  некоторых случаях указанные  исследования выполнялись непосредственно  сразу после проведения в скважинах  соляно-кислотных обработок и  гидроразрыва, что наложило свой отпечаток  на полученные при интерпретации  показатели продуктивности и фильтрационных свойств. Это обстоятельство было принято  во внимание при последующем обосновании  ФЭС пласта и величины входных  дебитов проектных скважин.

Регистрация восстановления забойного давления в открытом стволе в процессе бурения скважины осуществлялась при помощи глубинного манометра, входящего  в компоновку испытательного инструмента  КИИ-146. Испытание скважин пластоиспытателями проводилось не только в известных  продуктивных интервалах, но и в  интервалах неопределенной продуктивности.

В большинстве скважин  Северо-Хоседаюсского месторождения  исследования методом регистрации  КВД оказались выполненными некорректно. Скважины выдерживались на восстановление давления недостаточно продолжительное  время, в результате чего было получено слишком малое для обоснованной интерпретации количество точек  зависимости давления от времени. Кроме  того, из-за отсутствия «первичных»  материалов исследований, данные о  зарегистрированных значениях давления снимались «вручную» с изображений  бланков замеров геликсными манометрами. Полученная таким образом информация вносила значительную погрешность  в интерпретацию данных и негативно  отражалась на результатах расчетов.

Более представительные данные получены при проведении исследований методом восстановления давления в  скв.№ 30.

При опробовании скв.№ 30 были проведены испытания пласта D₃fm III+IV в интервалах 2937÷2987 и 2999÷3033 м на нестационарных режимах, исследования проводились ПГО «Архангельскгеология. Нарьян-Марская НГРЭ». Запись КВД осуществлялась с помощью глубинного манометра PANEX. Для первого интервала время работы скважины до закрытия на восстановление давления составило 93,5 часа, запись КВД в течение 192 часов, для второго интервала запись КВД осуществлялась в течение 20 суток. Интерпретация полученных данных по забойным давлениям проводилась ПГО «Архангельскгеология. Нарьян-Марская НГРЭ».