Лопухов А.Н. Справочник инженера по добычи нефти Том 1
Подождите немного. Документ загружается.
Справочник инженера по добыче нефти
А.Н. Лопухов 2008год
181
верхнюю часть скважины заполнить незамерзающей жидкостью
8;
устье скважины оборудовать колонной головкой с фонтанной
арматурой 5, задвижками высокого давления и контрольным вентилем
штурвалы с задвижек снять;
манометры вывернуть;
патрубки загерметизировать, фланцы задвижек оборудовать
заглушками 6 и 7.
после согласования сроков консервации с отделом по
технологическому надзору на устье скважины укрепить табличку с
надписью номера скважины, месторождения, предприятия – пользователя
недр, срока консервации.
Схема обвязки устья скважины, установка цементных мостов выше
интервалов перфорации, возможность извлечения из скважины НКТ
устанавливаются проектной документацией на консервацию скважины.
В скважинах, эксплуатирующих два и более горизонта с разными
пластовыми давлениями, следует провести необходимые разобщения этих
горизонтов.
При наличии в продукции скважины агрессивных компонентов
должна быть предусмотрена защита колонн и устьевого оборудования от
их воздействия.
Контроль за состоянием законсервированных скважин
Периодичность проверок устанавливается пользователем недр по
согласованию с территориальным органом Госгортехнадзора России (но
не реже: двух раз в год - для скважин, законсервированных после
окончания строительства, и одного раза в квартал - в процессе
эксплуатации, если в них не установлены цементные мосты). Результаты
проверок отражаются в специальных журналах по произвольной форме.
При обнаружении в ходе проверок или в других случаях тех или
иных недостатков (устьевое давление, межколонные проявления,
грифоны и т.п.) скважина должна быть выведена из консервации.
Предприятие - пользователь недр (владелец) обязано выяснить причины
недостатков, разработать и реализовать мероприятия по их устранению по
планам, согласованным с территориальными органами Госгортехнадзора
России.
Дальнейшая консервация скважины может быть продлена после
устранения причин появления неисправностей по согласованию с
органами Госгортехнадзора России.
Временная приостановка деятельности объекта в связи с
экономическими причинами (отсутствием спроса на сырье и т.п.) может
осуществляться без консервации скважин на срок до 6 месяцев при
условии выполнения мероприятий по обеспечению промышленной
Справочник инженера по добыче нефти
А.Н. Лопухов 2008год
182
безопасности, охраны недр и окружающей среды на весь срок
приостановки, согласованных с территориальными органами
Госгортехнадзора России.
Справочник инженера по добыче нефти
А.Н. Лопухов 2008год
183
ГЛАВА 7
ИССЛЕДОВАНИЕ СКВАЖИН И ПЛАСТОВ
7.1 Общее положение
Исследование скважин - это комплекс исследовательских работ,
проводимых на скважинах с определенными целями.
Основной целью исследования скважин является получение
данных о строении и свойствах продуктивных пластов, определение
продуктивности (приемистости) скважины и технического состояния её
ствола.
Исследование скважин проводятся как в процессе бурения,
освоения, так и в процессе эксплуатации.
Сопоставление (корреляция) данных полученных при исследовании
скважин, пробуренных на одном месторождении (площади, залежи), дает
практически полное представление о строении и свойствах продуктивных
пластов, физических и химических свойствах насыщающих его
жидкостей, положение ГНК, ВНК, ГВК, значение пластовых и забойных
давлений, газовых факторов, на данном участке месторождения.
Исследования, проводимые при поиске и разведке месторождения,
то есть при бурении поисковых и разведочных скважин, исследования,
проводимые на начальном этапе разработки месторождения, являются
первичными и имеют цель определение параметров и характеристик
месторождения, количество запасов углеводородов и т.д.
В процессе выработки запасов нефти, условия в нефтяной залежи и
в скважинах изменяются. Скважины обводняются, пластовое давление
снижаются, газовые факторы могут изменяться, что приводит к
необходимости повторных исследований. Данные исследования,
проводимые в процессе разработки и эксплуатации месторождения,
являются уточняющими и служат для повышения эффективности
разработки данного месторождения. Иначе данные исследования
называются исследованиями, для контроля, за разработкой
месторождения.
Методы исследования и их количество указаны в
регламентирующих документах (РД 153-39.0-109-01).
7.2. Основные методы исследования скважин и пластов
Существует много методов исследования скважин и технических
средств, для их осуществления. Все они предназначены для получения
информации об объекте разработки, об условиях и интенсивности притока
нефти, воды и газа в скважину, об изменениях, происходящих в пласте в
процессе его разработки. Такая информация необходима для организации
Справочник инженера по добыче нефти
А.Н. Лопухов 2008год
184
правильных, экономически оправданных процессов добычи нефти, для
осуществления рациональных способов разработки месторождения, для
обоснования способа добычи нефти, выбора оборудования для подъема
жидкости из скважины, для установления наиболее экономичного режима
работы этого оборудования при наиболее высоком коэффициенте
полезного действия.
Геофизические методы опробования пластов
Для определения характера насыщения испытуемого интервала
осуществляется вызов притока пластового флюида, иначе это называется
опробование пластов.
При опробовании пластов применяются различные скважинные
инструменты, которые по конструктивному исполнению, особенности
применения и назначению можно подразделить на три типа:
пластоиспытатели, спускаемые в скважину на колонне бурильных
или насосно-компрессорных труб;
аппараты, сбрасываемые внутрь колонны бурильных труб, сразу
после вскрытия при бурении намеченного объекта;
аппараты, спускаемые в скважину на каротажном кабеле.
Наиболее полную информацию об исследуемом объекте получают
с помощью пластоиспытателя на колонне труб. Аппараты второго и
третьего типа позволяют осуществить только опробование пласта,
поэтому их нередко называют опробователями.
Испытатели
Испытатели на трубах позволяют получать больше информации,
так как они дают возможность создавать большую депрессию на пласт.
Эти испытатели снабжены глубинным манометром и термометром.
Испытатель устанавливается в выбранном интервале, который при
помощи пакерующего устройства изолируется от верхней части разреза
скважины (либо верхней и нижней - при двухпакерной системе). Кроме
определения характера насыщения испытатель позволяет оценивать
пластовое давление, среднюю, эффективную проницаемость, дебит
притока и т. п.
Работы пластоиспытателя проводятся как в открытом стволе, так и
в стволе обсаженном колонной.
Современный пластоиспытатель представляет собой совокупность
инструментов, аппаратов и приборов, скомпонованных воедино для
выполнения ряда функций, необходимых при испытании пласта и
проведения измерений. Пластоиспытатель существующей конструкции
называется комплектом испытательных инструментов (КИИ).
Опробователи
Опробователи на кабеле снабжены управляемой с земной
поверхности гидравлической системой, герметически прижимающей
пробоотборник к стенке скважины, а также баллонами, в которые
благодаря разнице давлений в аппарате и в пласте поступает флюид из
Справочник инженера по добыче нефти
А.Н. Лопухов 2008год
185
прискважинной зоны пласта. Отобранная проба анализируется в
лаборатории на компонентный химический состав, что позволяет сделать
заключение о характере насыщения пласта.
Методы изучения коллекторских свойств горных пород
Методы изучения коллекторских свойств горных пород -
предназначены для определения важнейших параметров пород-
коллекторов. Выделяются три основных класса методов:
лабораторные;
гидродинамические;
промыслово-геофизические.
Важнейшие из них перечислены в таблице 7.1.
Лабораторные методы
Используются на всех этапах изучения коллекторов и основаны на
исследовании в лабораторных условиях поднятого из скважин керна или
собранных на обнажениях коренных пород образцов. Полученные
физическими методами данные о пористости, проницаемости,
водонефтенасыщенности и остаточной водонасыщенности являются
наиболее достоверными и используются при подсчете запасов
месторождений и при составлении проекта их разработки.
Петрографические методы
Служат для ориентировочной оценки пористости, параметров
микротрещиноватости; чаще всего они используются на первых этапах
поисков и разведки. Получаемые с их помощью данные должны носить
массовый характер с последующей статистической обработкой
результатов для получения усредненных значений по всему
рассматриваемому участку разреза.
Гидродинамические методы
В отличие от лабораторных, гидродинамические методы
автоматически усредняют исследуемые параметры по всей призабойной
зоне скважины. Их использование требует дополнительных данных о
мощности пласта, вязкости насыщающей пласт жидкости (метод пробных
откачек) или пористости пород, а также о коэффициентах сжимаемости
пор и насыщающей их жидкости (методы нестационарной фильтрации).
Гидродинамические методы являются необходимым элементом
исследования месторождений на этапах их разведки и составления
проекта разработки.
Промыслово-геофизические методы
Промыслово-геофизические методы отличаются от других тем, что
получаемые с их помощью данные о коллекторских свойствах пород
имеют, как правило, относительный характер. Поэтому они служат в
основном для сопоставления разрезов скважин и для определения границ
изучаемых горизонтов.
Справочник инженера по добыче нефти
А.Н. Лопухов 2008год
186
Методы исследования коллекторских свойств горных пород
Таблица 7.1
Методы
исследования
Определяемые
коллекторские свойства
Методы и способы
определения
1 2 3
Лабораторные: Физические
Абсолютная пористость
Открытая пористость
Мельчера Волюметрический;
насыщения (Преображенского)
Плотность; Абсолютная
проницаемость
Насыщения (Преображенского)
Нестационарной фильтрации;
стационарной фильтрации
Относительная фазовая
проницаемость
Стационарной двухфазной
фильтрации; вытеснения
(Велджа)
Водонасыщенность Экстрагирования
Нефтенасыщенность Экстрагирования
Остаточная
водонасыщенность
Вытеснения;
центрифугирования; испарения
Нефтеотдача
По остаточной
водонасыщенности
Лабораторные: Петрографические
Карбонатность Газометрический
Пористость Секущих; точек
Трещинная пористость
Шлифов ВНИГРИ;
пришлифовок УкрНИГРИ
Трещинная
проницаемость
Шлифов ВНИГРИ;
пришлифовок УкрНИГРИ
Плотность
трещиноватости
Шлифов ВНИГРИ;
пришлифовок УкрНИГРИ
Гидродинамические:
Стационарная
фильтрация
Проницаемость
Пробных откачек (индикаторных
кривых); интерференции
скважин
Нестационарная
фильтрация
Пьезопроводность
(пористость,
проницаемость,
сжимаемость)
Восстановления давления в
скважине; гидропрослушивания
Промыслово-геофизические
Пористость,
водонасыщенность
Собственных потенциалов;
кажущегося сопротивления;
нейтронный гамма – каротаж
(НГК) и др.
Справочник инженера по добыче нефти
А.Н. Лопухов 2008год
187
7.3 Геофизические методы исследования
Из всех методов исследования скважин и пластов следует выделить
особый комплекс геофизических методов. Они основаны на физических
явлениях, происходящих в горных породах и насыщающих их жидкостях
при взаимодействии их со скважинной жидкостью и при воздействии на
них радиоактивного искусственного облучения или ультразвука.
Геофизические методы исследования скважин и геологического
разреза на стадиях бурения этих скважин, их заканчивания, а также
текущей эксплуатации, дают обильную информацию о состоянии горных
пород, их параметрах и об их изменениях в процессе эксплуатации
месторождения и часто используются при осуществлении не только
геологических, но и чисто технических мероприятий на скважинах.
Геофизические исследования скважин - это различного рода
каротажи, т. е. прослеживание за изменением какой-либо величины вдоль
ствола скважины с помощью спускаемого на электрокабеле специального
прибора, оснащенного соответствующей аппаратурой.
К ним относятся:
Электрокаротаж «ЭК»
Одним из важнейших методов является электрический каротаж
скважин, который позволяет проследить за изменением самопроизвольно
возникающего электрического поля в результате взаимодействия
скважинной жидкости с породой, а также за изменением так называемого
кажущегося удельного сопротивления этих пород. Электрокаротаж и его
разновидности, такие как боковой каротаж – «БК», микрокаротаж –
«МК», индукционный каротаж – «ИК», позволяют дифференцировать
горные породы разреза, находить отметку кровли и подошвы
проницаемых и пористых коллекторов, определять нефтенасыщенные
пропластки и получать другую информацию о породах.
Радиоактивный каротаж «РК»
Он основан на использовании радиоактивных процессов
(естественных и искусственно вызванных), происходящих в ядрах атомов,
горных пород и насыщающих их жидкостей. Существует много
разновидностей «РК», чувствительных к наличию в горных породах и
жидкостях тех или иных химических элементов. Разновидностью «РК»
является гамма-каротаж «ГК», дающий каротажную диаграмму
интенсивности естественной радиоактивности вдоль ствола скважины,
что позволяет дифференцировать породы геологического разреза по этому
признаку. Гамма-гамма-каротаж «ГГК», фиксирует вторичное рассеянное
породами гамма-излучение в процессе их облучения источником гамма-
квантов, находящихся в спускаемом в скважину аппарате. Существующие
две разновидности «ГГК» позволяют косвенно определять пористость
коллекторов, а также обнаружить в столбе скважинной жидкости
поступление воды как более тяжелой компоненты.
Справочник инженера по добыче нефти
А.Н. Лопухов 2008год
188
Нейтронный каротаж «НК»
Нейтронный каротаж основан на взаимодействии потока нейтронов
с ядрами элементов горных пород. Спускаемый в скважину прибор
содержит источник быстрых нейтронов и индикатор, удаленный от
источника на заданном (примерно 0,5м.) расстоянии и изолированный
экранной перегородкой. Существует несколько разновидностей «НК»,
как, например, нейтронный каротаж по тепловым «НГТ» и надтепловым
нейтронам «НГН», которые дают дополнительную информацию о
коллекторе и пластовых жидкостях.
Акустический каротаж «АК»
Это определение упругих свойств горных пород. При «АК» в
скважине возбуждаются упругие колебания, которые распространяются в
окружающей среде и воспринимаются одним или более приемниками,
расположенными в том же спускаемом аппарате. Зная расстояние между
источниками колебания и приемником, можно определить скорость
распространения упругих колебаний и их амплитуду, т. е. затухание. В
соответствии с этим выделяется три модификации «АК»: по скорости
распространения упругих волн, по затуханию упругих волн и «АК» для
контроля цементного кольца и технического состояния скважины.
Другие виды каротажа:
Кавернометрия - это измерение фактического диаметра
необсаженной скважины и его изменение вдоль ствола. Кавернограмма в
сочетании с другими видами каротажа указывает на наличие
проницаемых и непроницаемых пород. Увеличение диаметра
соответствует глинам и глинистым породам; сужение обычно происходит
против песков и проницаемых песчаников. Против известняков и других
крепких пород замеряемый диаметр соответствует номинальному, т. е.
диаметру долота. Кавернограммы используются при корреляции пластов
и в сочетании с другими методами хорошо дифференцируют разрез, так
как хорошо отражают глинистости и проницаемости разреза.
Термокаротаж - изучение распределения температуры в
обсаженной или необсаженной скважине. Термокаротаж позволяет
дифференцировать породы по температурному градиенту, а,
следовательно, по тепловому сопротивлению. Кратковременное
охлаждение ствола скважины или нагрев при закачке холодной или
горячей жидкости позволяет получить новую информацию о
теплоемкости и теплопроводности пластов. Это позволяет определить:
местоположение продуктивного пласта, газонефтяной контакт, места
потери циркуляции в бурящейся скважине или дефекта в обсадной
колонне, зоны разрыва при ГРП и зоны поглощения воды и газа при
закачке.
Увеличение чувствительности скважинных термометров и
уменьшение их тепловой инерции еще больше расширит круг
промысловых задач, решаемых с помощью термометрии.
Справочник инженера по добыче нефти
А.Н. Лопухов 2008год
189
Инклинометрия - измерение зенитного угла и азимута наклона
скважины.
Профилеметрия - измерение размера и определение формы
поперечного сечения скважины.
Дебитометрические исследования
Они позволяют определить приток жидкости вдоль интервала
вскрытия в добывающих скважинах (профили притока) и интенсивность
поглощения в нагнетательных скважинах (профили поглощения) с
помощью регистрирующих приборов - дебитомеров и расходомеров,
спускаемых в скважину и перемещаемых вдоль перфорированного
интервала.
Скважинные дебитометрические исследования дают важную
информацию о действительно работающей толщине пласта, о долевом
участии, в общем дебите, отдельных пропластков, о результатах
воздействия на те или иные пропластки, с целью интенсификации притока
или увеличения поглотительной способности скважин. Эти исследования,
как правило, дополняются одновременным измерением влагосодержания
потока (% воды), давления, температуры и их распределением вдоль
ствола скважины.
7.4 Применение геофизических методов при исследованиях
скважин
Геофизические исследования выполняются геофизическими или
другими специализированными организациями по договорам,
заключаемым с нефтегазодобывающими предприятиями, и проводятся в
присутствии заказчика.
Комплекс геофизических исследований в зависимости от категории
скважин, условий проведения измерений и решаемых задач, а также
оформление заявок на проведение работ, актов о готовности скважин,
заключения по комплексу исследований проводится в соответствии с
договором с сервисной компанией.
Комплекс исследований должен включать все основные методы.
Целесообразность применения дополнительных методов должна быть
обоснована промыслово-геофизическим предприятием. Комплексы
методов исследований уточняют конкретные геолого-технические
условия эксплуатации ПЗП и скважины.
Геофизические исследования в интервале объекта разработки
Перед началом геофизических работ скважину заполняют
жидкостью необходимой плотности до устья, а колонну шаблонируют до
забоя. Основная цель исследования - определение источников обводнения
продукции скважины, (рисунок 7.1).
При выявлении источников обводнения продукции в действующих
скважинах исследования включают измерения высокочувствительным
Справочник инженера по добыче нефти
А.Н. Лопухов 2008год
190
термометром, гидродинамическим и термокондуктивным расходомерами,
влагомером, плотномером, резистивиметром, импульсным генератором
нейтронов. Комплекс исследований зависит от дебита жидкости и
содержания воды в продукции. Привязку замеряемых параметров по
глубине осуществляют с помощью магнитного локатора муфт «МЛМ» и
гамма-каротажа «ГК».
Для выделения обводнившегося пласта или пропластков, вскрытых
перфорацией, и определения заводненной мощности коллектора при
минерализации воды в продукции 100г/л и более, в качестве
дополнительных работ проводят исследования импульсными
нейтронными методами «ИНМ», как в эксплуатируемых, так и в
остановленных скважинах. В случаях обводнения не минерализованной
водой эти задачи решаются «ИНМ» по изменениям до, и после закачки в
скважину минерализованной воды с концентрацией соли более 100г/л.
Эти измерения проводятся в комплексе с исследованиями
высокочувствительным термометром, для определения интервалов
поглощения закачанной воды и выделения интервалов заколонной
циркуляции.
Измерения «ИНМ» входят в основной комплекс при исследовании
пластов с подошвенной водой, частично вскрытых перфорацией, при
минерализации воды в добываемой продукции более 100г/л.
По результатам измерений судят о путях поступления воды к
интервалу перфорации - подтягиванию подошвенной воды по
прискважинной зоне коллектора или по заколонному пространству, из-за
негерметичности цементного кольца.
Оценку состояния выработки запасов и величины коэффициента
остаточной нефтенасыщенности в пласте, вскрытом перфорацией,
проверяют исследованиями «ИНМ» в процессе поочередной закачки в
пласт двух водных растворов, различных по минерализации. По
результатам измерения параметра, времени жизни тепловых нейтронов в
пласте, вычисляют значение коэффициента остаточной насыщенности.
Технология работ предусматривает закачку 3-4м
3
раствора на 1м толщины
коллектора. Закачку раствора проводят отдельными порциями с замером
параметра до стабилизации его величины.
Состояние насыщения коллекторов, представляющих объекты
перехода на другие горизонты или приобщения пластов, оценивают по
результатам геофизических исследований. При минерализации воды в
продукции более 50г/л проводят исследования «ИНМ».
При переводе добывающей скважины под нагнетание,
обязательными, являются исследования, гидродинамическим
расходомером и высокочувствительным термометром, которые позволяют
выделить отдающие или принимающие интервалы и оценить степень
герметичности заколонного пространства.