Курсовая работа: Определение форм и границ зон дренирования скважин по результатам ГДИС

3

Курсовая работа

Определение форм и границ зон дренирования скважин по результатам ГДИС

Содержание

• Условные обозначения
• Введение
• 1. Цель и задачи курсовой
• 2. Исследование скважин методом восстановления давления
• 2.1 Интерпретация КВД для бесконечного пласта
• 2.2 Интерпретация КВД для ограниченных и истощаемых пластов
• 3.Исследование скважин методом падения давления

3.1 Интерпретация КПД для бесконечных пластов

• 4. Границы пласта

4.1 Единичный непроницаемый разлом

4.2 Замкнутый пласт

5.Изучение свойств коллектора с использованием данных ГДИС

6. Практическое использование полученных результатов

Заключение

Список использованной литературы

гидродинамическое исследование пласт дренирование скважина

Условные обозначения

Введение

Подземная гидрогазодинамика - наука о движении флюидов в пористых и трещиноватых пластах - является важной составляющей комплекса дисциплин, знание которых используется при разработке месторождений углеводородов и в других отраслях науки, техники и народного хозяйства.

Гидродинамические исследования скважин (ГДИС) -- совокупность различных мероприятий, направленных на исследование в процессе целенаправленного изменения характера поведения скважины (пуска, остановки, изменения расхода и пр.). Базовым моментом таких технологии является регистрация процесса изменения гидродинамических параметров во времени на фиксированной глубине.

ГДИС используется для определения:

-параметров энергетического состояния залежи (пластовое, забойное давления, депрессия и пр.);

-фильтрационных параметров пласта (гидропроводность, подвижность, пьезопроводность, проницаемость), зональности их распространения по площади;

-гидродинамических параметров пласта, характеризующих радиальную неоднородность и совершенство вскрытия пласта;

-геологического строения, размеров резервуара (области дренирования), наличия границ и макронеоднородностей пласта.

В данной курсовой работе представлено наглядное решение задачи по определению форм и границ зон дренирования скважин по результатам ГДИС. Гидродинамические исследования - позволяют количественно оценить проницаемость призабойной зоны пласта (ПЗП), удаленной зоны пласта и всего пласта в зоне дренирования скважины, но данный способ определения коэффициента проницаемости менее точный, чем лабораторный.

1. Цели и задачи курсовой работы

Основной целью работы является определение форм и границ зон дренирования скважин по результатам ГДИС. Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:

1. Изучить методы кривой восстановления и падения давления для бесконечного и истощающегося пласта.

2. Привести и решить математические уравнения для бесконечного и истощающегося пласта.

3. Изучить свойства коллектора с использованием данных гидродинамических исследований.

4. По полученным результатам определить форму и границу зоны дренирования скважине.

В результате выполнения работы, ожидается увидеть наглядное представления о форме и границе зоны дренирования скважин. Также, применяя математические уравнения, оценить проницаемость, объем порового пространства, площадь пласта и скин-фактор.

2. Исследование скважин методом восстановления давления

Исследования скважин методом восстановления давления, пожалуй, как самые известные методы исследования скважин при нестационарных режимах. Впервые апробированный гидрогеологами этот вид исследований широко используется и в нефтегазовой промышленности. Для исследования методом восстановления давления необходимо закрыть работающую скважину.

Согласно наиболее распространенным и простейшим методикам интерпретации также требуется, чтобы перед закрытием скважина работала с постоянным дебитом либо с самого начала ее ввода в эксплуатацию, либо достаточно долго для установления стационарного распределения давления () в пласте. На рис. 1 схематически показана динамика изменения дебита и давления при идеализированном исследовании скважины методом восстановления давления. На этом рисунке и далее в этой работе означает время работы скважины, а -- текущее время с момента закрытия.

Давление измеряют сразу после закрытия скважины и записывают как функцию от времени. Полученную кривую восстановления давления (КВД) интерпретируют с целью определения параметров пласта и состоянияпризабойной зоны скважины.

Рисунок1 Идеализированная динамика изменения дебита и давления при исследовании скважины методом восстановления давления

2.1 Интерпретация КВД для бесконечного пласта

На любом этапе исследования скважины методом восстановления давления забойное давление в закрытой скважине можно выразить с помощью принципа суперпозции, предполагая, что скважина работает с дебитом q до момента времени и дебитом 0 в последующем периоде. В любой момент времени после закрытия скважины выполняется равенство:

(2.1)

где-- соответствующая функция безразмерного давления, а определяется согласно уравнению:

. (2.2)

При режиме фильтрации в бесконечном пласте, а также после прекращения эффекта влияния объема ствола и при отсутствии протяженных искусственно образованных трещин функцию в уравнении (2.1) можно заменить логарифмической аппроксимацией интегральной показательной функции -- уравнением:

(2.3)

Уравнение (2.3) пригодно при условии > 100, которое для большинства пластов без трещин выполняется после нескольких минут. Используя уравнения (2.2) и (2.3),можно переписать уравнение (2.1) следующим образом:

(2.4)

На рис.2 уравнение (2.4) описывает прямую линию с точкой пересечения с осью оридинат и наклоном (?), где

(2.5)

Из уравнения (2.4) следует, что график изменения забойного давления в закрытой скважине в координатах отдолжен иметь прямолинейный участок с наклоном (?), который можно использовать для расчета проницаемости пласта по формуле:

(2.6)

Как Тис, так и Хорнер предложили рассчитывать проницаемость подобным образом. В нефтегазовой промышленности график от обычно называют графиком Хорнера (методом Хорнера)

На рис. 2 представлен схематический график Хорнера кривой восстановления давления с выделенным прямолинейным участком. Как следует из уравнения (2.4), этот прямолинейный участок можно экстраполировать до значения:

что соответствует бесконечному времени закрытия скважины, чтобы получить оценку начального пластового давления . Это оценка будет верна только в случае непродолжительной работы скважины перед закрытием. На рис. 2, направление оси абсцисс изменено в соответствии с общепринятой практикой, чтобы значения увеличивались справа налево. Построение графика с обратным направлением координатных осей, математически эквивалентное построению графика от , приводит к тому, что реальное время увеличивается слева направо (см. верхнюю шкалу графика на рис. 2) и КВД принимает свой привычный вид. Однако наклон прямой, обычно считаемый положительной величиной, на графике будет отрицательным. Так, на рис. 2 наклон равен ?2, 896 бар/лог.цикл, т. е. = 2, 896 бар/лог.цикл. В результате применения принципа суперпозиции скин-фактор s не фигурирует в основном уравнении процесса восстановления давления (2.1) и, как следствие, не появляется и в упрощенном уравнении (2.4) для построения графика Хорнера. Это означает, что скин-фактор не влияет на наклон графика Хорнера, но сказывается на форме КВД. На самом деле, отклонение от прямой линии при небольших временах может быть вызвано как скин-фактором, так и влиянием объема ствола скважины, как показано на рис. 2. Это отклонение может оказаться значительным при большом негативном скин-факторе, характерном для скважин после гидроразрыва. В любом случае, скин-фактор действительно влияет на текущее давление перед закрытием скважины, значит его можно рассчитать по КВД и текущему давлению на момент начала исследования:

Рисунок 2. График Хорнера для КВД, показывающий эффекты влияния ствола скважины и скин-фактора.

(2.7)

В уравнении (2.7) символ означает текущее забойное давление, измеренное в момент закрытия скважины, а m -- наклон графика Хорнера. Вследствие допущений, принятых при выводе уравнения (2.7) , точка должна принадлежать прямолинейному участку графика Хорнера. Однако на практике замеренные давления часто не ложатся на прямую линию в момент времени 1 час из-за влияния объема ствола скважины (вследствие послепритока в ствол) или большого отрицательного скин-фактора (как результат образования искусственных трещин в пласте). В этом случае прямолинейный участок необходимо экстраполировать до момента 1 час и определить давление в этой точке. На рис. 2 показан корректный способ определения . В зависимости от методики интерпретации результатов нестационарных исследований скважин наклон графика бывает положительным (+) или отрицательным (?).

Уравнение (2.7) позволяет достаточно точно определить скин-фактор при условии 1 час. Если станет одного порядка со значением 1 час (например, во время исследований с помощью испытателя пластов), то вместо уравнения (2.7) следует использовать следующее выражение:

(2.8)[1]

2.2 Интерпретация КВД в ограниченных и истощаемых пластах

Когда поведение исследуемой скважины не соответствует поведению одиночной скважины в бесконечном пласте, тогда уравнения, приведенные в главе 2.1, необходимо преобразовать. В этойглаве мы рассматриваем исследования одиночной скважины методом восстановления давления в замкнутом или истощаемом пласте. На начальном этапе изучения этого вопроса мы не будем учитывать влияние изменяющихся зон дренирования соседних скважин на распределение давления в истощаемом пласте.

Метод Хорнера. Интерпретация КВД по методу Хорнеру используется для расчета проницаемости и скин-фактора для ограниченных пластов точно таким же образом, как и для «бесконечных», поскольку влияние границ сказывается только на данных исследования, соответствующих большим временам. Для этого строят график, аналогичный описанному в главе 2.1 и показанному на рис. 2, а также используют уравнения (2.6), (2.7).В главе2.1 установлено, что экстраполяция прямолинейного участка графика Хорнера на бесконечное время закрытия скважины позволяет получить оценку параметра . Для ограниченных и истощаемых пластов экстраполированное давление не будет точной оценкой , и поэтому обычно называется «кажущимся давлением» на рис. 3 показана КВД для скважины в ограниченном пласте. Экстраполированное кажущееся давление расположено выше среднего давления в момент закрытия скважины, если при этом область дренирования скважины существенно не искажена.[2]

Рисунок 3. График Хорнера типичной кривой восстановления давления скважины, расположенной в ограниченном пласте.

По Мэттьюзу и Расселу. Используя понятие кажущегося давления, мы можем переписать уравнение (2.4) следующим образом:

(2.9)

Рэйми и Кобб показывают, что связано с зависимостью:

(2.10)

Если для использовать логарифмическую аппроксимацию интегральной показательной функции (уравнение (2.3)), то становится равным .Из уравнения (2.9) следует, что обычный график Хорнера от должен иметь прямолинейный участок с наклоном (), как схематически показано на рис. 2 и 3. Хотя обычно считается, что график Хорнера необходимо использовать только для новых скважин или при относительно небольшом, все же Рэйми и Кобб [10] и Кобб и Смит [19] показали, что график Хорнера всегда допустимо применять для интерпретации КВД. Однако построение графика Хорнера трудоемко, поэтому его обычно используют только при условии <.