А. А. Молчанов Санкт-Петербург


 Геофизические исследования потока флюида в действующей горизонтальной скважине



страница21/33
Дата26.10.2016
Размер3.24 Mb.
ТипОтчет
1   ...   17   18   19   20   21   22   23   24   ...   33

5.3 Геофизические исследования потока флюида в действующей горизонтальной скважине


Современные исследователи [116] рассматривают скважину как еди­ную гидродинамическую систему, состоящую из следующих элементов: пласт-коллектор, переходная зона пласт-скважина, погружной насос (если таковой имеется) и трубы в скважине, переходная зона к поверхностной арматуре, и, наконец, поверхностная система труб. Эксплуатационный каротаж решает задачи диагностики состояния элементов этой системы в скважине, например:

- утечка в трубах или пакерах;

- наличие нежелательных перетоков флюидов (в затрубье, по каналам в цементном кольце);

- закупоривание перфорационных отверстий;

- приток нежелательного флюида;

- оценка эффективности интенсификации притока (кислотной обработки, гидроразрыва) и т.д.

Обычно эталоном для сравнения служат наблюдения, обязательно выполняемые при пуске новой скважины, если есть основание считать ее работу «нормальной». Последующие периодические изме­рения позволяют выявлять различные отклонения работы скважины от «нормы» по временным изменениям в показаниях того или иного метода. В дополнение к периодическим измерениям приборами, спускаемыми на кабеле, практикуется установка стационарных манометров и дебитомеров в межтрубье между НКТ и технической колонной, постоянно ведущих запись давления и расхода флюи­дов [116].

Из наиболее интересных достижений последних лет заслужи­вают внимания следующие:

1. Достигнут значительный прогресс в понимании всей слож­ности многофазового флюидного потока в работающей скважине, осо­бенно в случае невертикального ствола. Исследования, инициатором которых была компания Marathon Oil, позволили установить причину неадекватного отражения вариаций такого потока скважинным вертушечным дебитомером обычной конструкции. Суть проблемы иллюстрируется рис. 5.12. Принципиальное расхождение истинного профиля (а) и полученного дебитомером (б) объясняется тем, что дебитомер располагается вдоль нижней стенки скважины и вблизи забоя регистрирует преимущественно поток менее подвижной жидкой фазы. Выше по скважине он захватывает все большую часть более подвижной газожидкостной смеси. Эта проблема возникает уже при небольших (2) отклонениях скважины от вертикали! Для борьбы с этим явлением срочно были внедрены дебитомеры о диффузорами разной конструкции, отклоняющими поток и направляющими большую его часть на вертушку, однако это позволило повысить достоверность дебитометрии далеко не во всех случаях. В частности, при высоких дебитах на таких диффузорах возникает сильный перепад давлений, что приводит к серьезным искажениям результатов.

В настоящее время ведутся работы по созданию и внедрению многовертушечных дебитомеров, включающих также и горизонтальные вертушки. Такие дебитомеры позволят получать более полную (объемную) картину перемещения флюидов по скважине во всей ее динамике, даже в случае многофазового потока и нескольких интервалов пер­форации.

2 Фирмой Halliburton Reservoir Servis (США) [98] создан и прошел лабораторные и полевые испытания новый кварцевый датчик давления, обладающий уникальными техническими характеристиками. Как известно, в настоящее время в глубинных манометрах используются датчики трех типов: диафрагменные с резисторным преобразованием давления в электрический сигнал, диафрагменные с емкостным преобразованием, и кварцевые на двух кристаллах, один из которых (находящийся при постоянном давлении) служит для ком­пенсации влияния температуры на сигнал второго (рабочего) кристал­ла. Датчики первых двух типов обладают точностью измерения до 0,1 % и требуют постоянной калибровки из-за быстрого изменения их параметров во времени, особенно при частых спусках в скважину. Кварцевые датчики на двух кристаллах (например, установленные в манометрах Hewlett Packard [2]) более точны, но в условиях резких вариаций температуры в работающей скважине не обеспечивают достаточной температурной компенсации, что снижает надежность из­мерений. К тому же они способны работать только до давления 83 МПа и температуры до 150С. Кроме того, датчики всех трех типов обладают довольно широким гистерезисом, что также снижает надеж­ность разовых измерений,

Новый датчик фирмы Halliburton включает один чувствительный элемент сложной формы, вырезаемый из целого крис­талла кварца. Оригинальная система температурной компенсации (включающая еще два кварцевых элемента) обеспечивает практичес­ки полную минимизацию влияния температуры на показания чувствительного элемента. Этот датчик имеет минимальный гистерезис, обес­печивает точность измерений 0,01% (± 7 КПа в конце шкалы) в диа­пазоне давлений от 0,1 до 110 МПа, разрешающая способность его около 0,07 кПа, максимальные давление и температура - 138 МПа и 175С, соответственно.

Внедрение манометров «Petroquartz», оборудован­ных такими датчиками, в практику эксплуатационного каротажа начато в начале 90-х годов. В частности, практикуется установка глубинных манометров непосредственно в сборе с дебитомером для одновременной записи профиля притока и вариаций давле­ния, что позволяет избежать явных ошибок при интерпретации дебитограммы.

Одновременность записи сразу нескольких кри­вых эксплуатационного каротажа имеет огромное значение для пра­вильной интерпретации получаемых данных, особенно в сложных случаях (трехфазный поток, пульсирующий режим и т.п.). Поэтому многие зарубежные фирмы выпускают аппаратуру для эксплуатационного каротажа комплектами, обеспечивающими запись нескольких парамет­ров за один спуско-подъем. Например, фирмой Geoservises (Франция) был предложен комплект малогабаритных (внешний диаметр 43 мм) приборов, каждый из которых можно опускать в скважину отдельно или в любом сочетании с несколькими другими [102]. Приборы рассчитаны на работу с одножильным кабелем, устойчивы к воздействию серо­водорода и выдерживают температуру до 200С. В комплект входит 9 легко соединяемых друг с другом приборов:

1. Локатор муфт обсадной колонны (НКТ). Это базовый прибор, в его корпусе помещается также телеметрический блок, обеспечивающий непрерывную передачу на поверхность показаний всех приборов, входящих в оборку для выполняемого комплекса ГИС,

2. Прибор ГК для привязки регистрируемых кривых к геологическому разрезу (по глубине). В качестве детектора используется сцинтиляционный счетчик.

3. Прецизионный термометр (или дифференциальный в другой модификации) с полупроводниковым датчиком. Обладающий высокой теплопроводностью, сенсорный элемент датчика омывается скважинным флюидом и изолирован от корпуса прибора плохо проводящим тепломатериалом, что исключает влияние температуры самого прибора на измеряемую величину. Точность измерения до ± 0,1С.

4. Манометр (или дифференциальный манометр в другой модификации) с кварцевым датчиком давления и электронной схемой дискре­тизации сигнала.

5. Денситометр (измеритель плотности скважинного флюида), работающий по принципу дифференциального манометра. Разность гидростатических давлений в двух точках измерения, расположенных в верхней и нижней части прибора, пересчитывается в плотность флюида между этими точками.

6. Гидрометр - прибор, определяющий процентное содержание воды в скважинной смеси флюидов по принципу диэлектрического каро­тажа (диэлектрическая постоянная газа и нефти равна 1,25 - 3,0, а воды - 60-80).

7. Шумомер, регистрирующий амплитуду и частоту звуков, генерируемых потоком флюидов в скважине. Параметры звука позволяют судить о размерах места нарушения герметичности (трещины) колон­ны и типе флюида, проходящего через трещину.

8. Дебитомер вертушечного типа, снабженный диффузором диаметром 54 мм и надежным устройством защиты вертушки от механических повреждений. Вертушки симметричного типа одинаково эффективно регистрирует скорость как восходящего, так и нисходящего потока флюидов в широком диапазоне скоростей.

9. Трехрычажный малогабаритный каверномер о тремя подпружиненными роликами, скользящими по внутренней поверхности трубы. Выполняет также роль центратора всей оборки приборов, что особенно важно в наклонных скважинах. Сила прижима роликов устанавливается оператором в зависимости от условий измерения.

Для обработки информации, поступающей из скважины от того или иного набора приборов, обычно используют компьютер с соответ­ствующим программным обеспечением. В результате обработки первич­ной информации получают набор всех кривых от каждого прибора и результаты их первичной интерпретации, например процентное содержание каждой фазы по стволу скважины, абсолютную скорость каж­дой фазы и их относительные скорости («проскальзывание» одной фазы относительно другой) и т.п. Получение таких данных путем выполнения отдельных замеров разными приборами за несколько спуско-подъемов в условиях сложного изменяющегося во времени многофазового притока невозможно в принципе. Интересны следующие рекомендации по методике скважинных наблюдений с комплектом приборов эксплуатационного каротажа [2, 97, 104]:

1. Большое значение имеет калибровка приборов непосредственно в скважине. Так, дебитомер следует калибровать в зумпфе, перемещая его вверх и вниз с разными скоростями (флюиды в зумпфе можно считать неподвижными). Денситометр и гидрометр (влагомер), помимо калибровки на поверхности (замеры в воздухе и воде), следует также калибровать в скважине, закрыв ее (если позволяют условия) на время, достаточное для гравитационной сегрегации фаз (газа, нефти и воды).

2. Над каждым интервалом перфорации следует устанавливать сборку глубинных приборов и производить измерение в течение некоторого времени в одной точке. Это особенно важно при исследовании низкодебитных или пульсирующих скважин,

3. При исследовании скважин с многофазовым притоком полезно в нескольких контрольных интервалах выполнять непрерывное измерение на нескольких разных скоростях, ведя запись как на подъеме, так и на спуске.

4. Очень полезно применение центраторов, управляемых опе­ратором (один обычно устанавливают в верхней части сборки, один - в нижней, и один или два - посередине). Наблюдения в течение некоторого периода времени при неподвижном кабеле и разных смеще­ниях приборов относительно оси скважины с помощью этих центраторов дают дополнительную, порой весьма ценную информацию.




Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   17   18   19   20   21   22   23   24   ...   33


База данных защищена авторским правом ©grazit.ru 2019
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал