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

Влияние истощаемого пласта. Когда исследуемая скважина достигла псевдостационарного состояния перед снятием КВД, или когда в ней происходит падение давления вследствие добычи из других скважин, то рассмотренные выше методы интерпретации могут давать неверные результаты. В таких случаях лучше использовать уравнение (2.1) в более общей форме.[2]

3.Исследование скважин методом падения давления

Зачастую первым значительным нестационарным процессом в добывающей скважине является начальный период работы, вызывающий падение давления на вскрытой поверхности коллектора. Поэтому кажется логичным выяснить, какую же информацию о скважине и пласте можно получить по кривым падения давления (КПД). Мэттьюз и Рассел показали, что полезную информацию о пласте можно получить по КПД при всех режимах фильтрации -- и в режиме бесконечного пласта, и в переходном, и в псевдостационарных режимах. В этой главе рассматривается интерпретация данных исследований скважин методом падения давления, соответствующих режиму фильтрации бесконечного пласта и псевдостационарному режиму.На рис. 4 схематически показано изменение дебита и давления во время исследования методом падения давления. В идеальном случае скважина закрыта до тех пор, пока пластовое давление не достигнет своего статического значения до проведения исследования. Такое условие соблюдается во вновь вскрываемых пластах, и гораздо реже выполняется в уже разрабатываемых пластах.

Рисунок 4. Идеализированная динамика изменения дебита и давления при исследовании скважины методом падения давления.[1]

3.1. Интерпретация КПД для бесконечных пластов

Интерпретация КПД для бесконечных пластов Давление в скважине, работающей с постоянным дебитом в бесконечном пласте, описывается уравнением:

(3.1)

если в начальный момент давление в пласте равнялось . Безразмерное давление в скважине () определяется по уравнению:

, (3.2)

Данное уравнение справедливо при условии D < 100 и после исчезновения эффекта влияния объема ствола скважины. Безразмерное время рассчитывается согласно уравнению:

(3.3)

Уравнения (3.1)-(3.2) можно скомбинировать и привести к известному выражению:

(3.4)

Уравнение (3.4) описывает прямолинейную зависимость между и . Группируя члены, соответствующие точке пересечения с осью ординат и наклону прямой линии, его можно привести к виду:

(3.5)

Теоретически график изменения забойного давления от логарифма текущего времени (часто называемый «полулогарифмическим графиком») должен иметь вид прямой линии с наклоном и точкой пересечения с осью ординат На рис 4 видно, что прямолинейный участок действительно появляется после исчезновения эффектов, связанных с загрязнением призабойной зоны и объемом ствола скважины (данные по завершению периода бесконечного пласта не показаны). Наклон прямолинейного участка, выделенного на рис. 4 и указанного в уравнении (3.5), можно определить из формулы (3.4):

(3.6)

Точка пересечения при , что соответствует t = 1 час, также находится из уравнения (3.4):

(3.7)

Рисунок5. Полулогарифмический график данных исследования методом падения давления для скважины с влиянием объема ствола скважины и скин-фактором.

Для интерпретации результатов исследования необходимо построить два графика. Билогарифмический график используется для определения момента, после которого можно пренебречь эффектом влияния объема ствола скважины. Когда фактические точки в билогарифмических координатах формируют участок с наклоном, равным единичному отношению логарифм-цикла ? и логарифм-цикла, то преобладает эффект объема ствола скважины, и эти данные не содержат какой-либо информации о пласте. Прямолинейный участок в полулогарифмических координатах должен начаться примерно через 1-1,5 логарифм-цикла после того, как билогарифмический график начнет отклоняться от участка единичного наклона и примет вид слегка изогнутой кривой с небольшим наклоном. Иначе начало прямолинейного участка полулогарифмического графика можно оценить из уравнения:

(3.8)

Вторым необходимым графиком является зависимость от в полулогарифмических координатах. Из этого графика определяется наклон m корректного прямолинейного участка, что дает возможность найти проницаемость пласта по выражению:

(3.9)

Очевидно, что параметры, или также можно определить. Скин-фактор находят из уравнения (3.7), преобразованного к виду:

(3.10)

Точка должна принадлежать прямолинейному участку. Если нет, то необходимо экстраполировать прямолинейный участок до момента 1 час и использовать в уравнении (3.10) уже экстраполированное значение . Этот прием необходим, чтобы избежать ошибочного расчета скин-фактора по точке давления, подверженной эффекту влияния объема ствола скважины. На рис. 4 иллюстрируется экстраполяция прямолинейного участка до значения . Если исследованиеметодом падения давления достаточно длительное, то фактические точки забойного давления на полулогарифмическом графике будут отклоняться от прямолинейного участка при переходе от режима фильтрации бесконечного пласта к псевдостационарному режиму. [2]

4. Границы пласта

В самом начале исследования зона сжимаемости, созданная изменением дебита скважины, распространяется от скважины в пласт. До тех пор, пока волна не достигла какой-нибудь границы, пласт ведет себя как бесконечный.

Когда зона сжимаемости достигает границы пласта, характер поведения забойного давления меняется.

Для различных границ пласта характерно свое поведение забойного давления. В данной работе будут рассмотрены следующие модели границ пласта:

-единичный непроницаемый разлом;

-замкнутый пласт.

Для каждого из этих случаев будут описаны соответствующие режимы течения, будут приведены формулы для определения параметров системы.[1]

4.1 Единичный непроницаемый разлом

Математической модели единичного непроницаемого разлома может соответствовать несколько реальных ситуаций. Среди них:

-непроводящий сброс или взброс (рис. 6 А)

-литологическое замещение (рис. 6 Б)

-несогласное залегание пород ( рис. 6 В)

Рисунок 6.

Падение давления в скважине, находящейся в пласте с линейной непроницаемой границей, на расстояние d от скважины (рис. 6 А) может быть получено аналитически, с помощью сложения:

-падения давления за счет работы исследуемой скважины, находящейся в неограниченном пласте;

-падения давления за счет фиктивной скважины, работающей с тем же дебитом на расстоянии 2d от исследуемой скважины и симметрично расположенной по отношению к границе (рис. 6 Б)

(4.1)

где

(4.2)

Такой метод называется методом суперпозиции или методом зеркального отображения скважины

Рисунок 7. Метод зеркального отображения скважин: А-скважина расположена на расстояние d от непроницаемой границы; Б-моделирование непроницаемой границы с использованием фиктивной скважины.

4.2 Замкнутый пласт

До тех пор, пока зона сжимаемости не достигла границ пласта, пласт ведет себя как бесконечный, мы наблюдаем неустановившийся режим течения.

Когда пласт замкнутый и зона сжимаемости достигла всех границ, причем границы непроницаемые, режим течения становится псевдостационарным.

Непроницаемые границы определяют зону дренирования скважины. Границы зоны дренирования скважины могут представлять собой (рис. 8):

-физические барьеры: непроницаемые разломы, литологическое замещение и т.д.;

-фиктивные барьеры, возникающие в результате добычи из соседних скважин. В соответствии с формулой Dietzположение границы между скважинами зависит от дебитов скважин и от эффективной мощности и пористости в каждой зоне дренирования:

, (4.3)

здесь поровый объем, дренируемый рассматриваемой скважиной;

дебит рассматриваемой скважины;

общая добыча из пласта;

общий поровый объем.

, (4.4)

где объем выражается в кубических метрах. Если известно, то можно оценить площадь дренирования.

(4.5)

Рисунок8. Границы зон дренирования скважин.[2]

Таблица 1. - Коэффициенты формы Dietz для различных форм областей дренирования

С момента наступления псевдостационарного режима течения забойное давление меняется со временем.

В безразмерных переменных зависимость давления от времени принимает вид:

(4.6)

здесь;площадь зоны дренирования; фактор формы, который зависит от формы пласта и положения скважины в пласте.[3]

Предложены и другие методы интерпретации данных исследования при псевдостационарном режиме фильтрации, но этот метод кажется самым простым и наименее подверженным ошибкам. Если имеются замеры давления, соответствующие как режиму бесконечного пласта, так и псевдостационарному режиму фильтрации, то можно оценить конфигурацию области дренирования исследуемой скважины. Для этого используют полулогарифмический график, чтобы определить и, а декартовый график служит для нахождения m? и . Затем рассчитывается коэффициент конфигурации пласта:

(4.7)

По таблице 1 определяем форму области дренирования по значению коэффициента конфигурации, наиболее близкому к найденному по уравнению (4.7).

Так, например, для скважины, находящейся в центре кругового пласта, коэффициент и безразмерное давление принимает вид:

(4.8)

где радиус зоны дренирования. [1]

5. Изучение свойств коллектора с использованием данных ГДИС

Цель: Оценить проницаемость, скин-фактор, объем порового пространства площадь и зону дренирования скважин.

Исходные данные:

1.Построим график зависимости давления от десятичного логарифма временипо исходным данным:

2. На графике отложим прямую до пересечения с осью ординат и найдем значение P_t=1= 248,66 атм

3. Рассчитаем значенияпо формулам:

;

;

=

4.Построимграфик зависимости давления от времениt:

5.Найдем на графикеP; = 240,49 атм

6. Вычислим параметры пласта

;

7. Рассчитаем и определим из таблицы 1 форму пласта

Ответ: с учетом полученных данных, практически полученное приблизительно равно теоритической , следовательно пласт имеет круговую форму.

6. Практическое использование полученных результатов

Данные полученные в ходе гидродинамических исследований скважин, используют для оценки объёма разрабатываемой части резервуара, параметров пласта, площади, формы и границы зон дренирования скважин. Эти данные необходимы для экономически выгодного и технологически грамотного освоения пласта.

Заключение

В результате проделанной работы можно сделать следующие выводы: