Контроль за разработкой нефтяных и газовых месторождений геофизическими методами

    Определение давления в отдельных пластах  эксплуатируемой многопластовой залежи возможно по результатам комплексных  исследований расходомеров и забойным манометром, выполненных на разных режимах работы скважины, так называемом методом установившихся отборов.

    Исследования  этим методом заключаются в изменения  режима работы скважины, измерении  забойного давления в работающей скважине после выхода ее на установившийся режим работы (когда дебит скважины стабилизируется) и одновременном определении профилей притока и приемистости.

    По  данным исследования строятся графики  зависимостей дебитов (расходов) для  каждого пласта от забойного давления. Эти графики называются индикаторными  диаграммами. По оси абсцисс откладывают  дебиты, по оси ординат ? забойное давление. Путем экстраполяции индикаторных линий каждого пласта до нулевого дебита определяются давления для каждого пласта.

    Пример 
 
 
 
 

    На  рисунке приведены индикаторные диаграммы I-III многопластового объекта, построенного по измерениям забойных давлений и дебитов по каждому пласту на трех режимах работы скважины, и суммарная индикаторная диаграмма IY.Забойное давление на каждом режиме работы скважины замерялось глубинным манометром и равнялось соответственно 143.5; 148;150 153 кгс/см². Путем экстраполяции индикаторных линий до оси давлений определяются значения пластовых давлений по каждому пласту (Р_I= 158 кгс/см²;Р_II=156 кгс/см²;Р_III=169.2 кгс/см²) и среднее пластовое давление для объекта в целом Р_IY , равное давлению на забое при нулевом дебите в закрытой скважине (Р_IY=162, кгс/см²).

    2.3. Исследование технического  состояния скважин.  

Геофизические исследования технического состояния обсадных колонн и цементного камня в затрубном  пространстве ведут  в процессе строительства и эксплуатации скважин. Эти исследования подразделяются на:

• общие, выполняемые во всех скважинах;
• специальные, которые проводят только в скважинах, режим эксплуатации которых отличается от проектного или в которых возникли другие обоснованные предположения о нарушении целостности обсадной колонны и/или цементного кольца и, как следствие, герметичности затрубного пространства.

    Общие исследования. 

    Общие исследования предназначены для  оценки целостности и несущей  способности обсадной колонны и  герметичности затрубного пространства как основных элементов скважины, обеспечивающих ее работоспособность в соответствии с запланированными технологическими нагрузками и выполнение природоохранных задач. Они включают измерения:

• размеров и положения в разрезе отдельных элементов обсадной колонны ? труб, муфт, патрубков, цементировочного башмака, центраторов, турбулизаторов, ? и соответствия положения этих элементов проектному и «мере труб»;
• толщин обсадных труб во вновь построенных и действующих скважинах;
• минимального и среднего проходного сечения труб;
• высоты подъема цементной смеси, степени заполнения затрубного пространства цементом и его сцепления с обсадной колонной и горными породами;
• наличия в цементе вертикальных каналов и интервалов вспученного (газонасыщенного цемента);
• глубины и протяженности интервалов перфорации.

    Комплекс  общих исследований составляют гамма-каротаж (ГК) для привязки полученных данных к разрезу, локация муфт (ЛМ), акустическая цементометрия (АКЦ), гамма-гамма-цементометрия (ЦМ), электромагнитная дефектоскопия и толщинометрия (ЭМДС-Т), термометрия (Т).

    Общие исследования проводят после спуска кондуктора, промежуточной и эксплуатационной колонн по всей их длине.

    Исследования  термометром для определения  высоты подъема цемента ведут  в первые 24 часа после окончания цементирования. Одновременно по величине температурных аномалий оценивают заполнение цементом каверн в стволе скважины.

    Комплекс  ГК, ЛМ, АКЦ, ЦМ иди СГД-Т выполняют  спустя 16-24 часа по окончанию цементирования, полного схватывания цемента и разбуривания стоп-кольца.

    Для выделения интервалов перфорации проводят гамма-каротаж (с целью привязки геофизических данных к глубине), локацию муфт и отверстий, термометрию. Термометрию необходимо проводить  непосредственно после перфорации; с течением времени температурные аномалии расплываются.

    Пример  комплексного использования данных акустической и гамма-цементометрии  приведен на рисунке. Указанный комплекс позволяет получать наиболее полные сведения о имеющихся дефектах крепи  ствола скважины. Наличие продольного канала в кольце цементного камня отмечается, как правило, дефектом плотности по гамма-цементометрии (интервал 1552-1562м). Аналогичным образом отмечается случай односторонней заливки обсадной колонны. Случай большой трещиноватости цементного камня или отсутствие плотного контакта цементного кольца с обсадной колонной и стенками скважины отмечается как отсутствие сцепления по данным акустической цементометрии и не отмечается по результатам гамма-цементометрии. 
 
 
 
 
 

    Пример 
 

    Специальные исследования. 

    Специальные исследования предназначены для  решения частных задач, связанных  с выделением дефектов обсадных колонн и цементного кольца, которые ставят под сомнение герметичность затрубного пространства. Они включают:

• обнаружение в теле обсадной колонны трещин, прорывов, одиночных отверстий, нгегерметичных муфт, страгиваний муфт по резьбе.
• измерение толщин и выделение интервалов внутренней и внешней коррозии обсадных труб;
• определение интервалов напряженного состояния обсадных труб, обусловленного обжатием колонны породами с высокими реологическими свойствами;
• выделение локальных искривлений колонны, оценку целостности наружных колонн (технической, кондуктора).
• оценку положения и целостности ремонтных пластырей;
• выделение заколонных перетоков жидкости и газа;
• оценку состояния внутриколонного пространства ? определение гидратных, парафиновых и солевых отложений.

    В каждом конкретном случае интервалы  и комплекс определяются поставленной задачей.

    Перечень  задач и необходимых исследований может быть следующим:

• определение толщины труб, которая может угрожающе уменьшаться вследствие износа по одной из образующих, вдоль которой происходит движение бурильного инструмента и НКТ, внутренней и внешней коррозии металла;
• выделение прорывов и протяженных трещин наружных труб в многоколонных конструкциях осуществляют с помощью ЭМДС-Т.

    Характер  отверстия (сквозное или глухое) определяют одним или комплексом методов, реагирующих  на приток (отток) в скважину пластовых  флюидов: термометрией, резистивиметрией, акустической шумометрией.

    Негерметичные муфты и другие места поглощения жидкости в колонне определяют по данным термометрии, дебитометрии и  резистивиметрии.

    Аномалии  на кривых термометрии и дебитометрии устанавливают в процессе долива скважины или кратковременных закачек жидкостей в скважину; при этом устанавливают нижнюю границу участка колонны, в котором отмечается движение жидкости.

    С помощью резистивиметрии интервалы  поглощения находят, контролируя процесс  перемещения по стволу скважины порции (0.5-1 м³) жидкости, близкой по плотности к жидкости, первоначально заполнявшей скважину, но существенно отличающейся от нее по электрическому сопротивлению. Продвижение жидкости осуществляется последовательными доливами или принудительными закачками продавочной жидкости.

    Притоки жидкости в скважину устанавливают  теми же методами- термометрии, дебитометрии и резистивиметрии.

    Выделение интервалов затрубного движения жидкости и газа проводят по данным термометрии (по локальным изменениям температуры, форма которых зависит от движения флюида сверху вниз или наоборот), акустической шумометрии и закачки в скважину жидкостей, обогащенных искусственными изотопами.

    Пример

    Из  анализа термограммы, полученной в  действующей скважине, по следующим  характерным признакам: приращению температуры в интервалах пластов-коллекторов, не вскрытых перфорацией, нулевому градиенту температуры в зумпфе устанавливается возможность затрубной циркуляции между перфорированным и нижележащими неперфорированными пластами. 
 
 
 

    2.4.Исследование скважин для выбора оптимального режима работы скважины и ее технологического оборудования. 

    Для выбора оптимального режима скважины и ее технологического оборудования необходимы:

• определение в стволе скважины статических и динамических уровней раздела фаз ? газожидкостного и водонефтяного контактов;
• оценка состава и структуры многофазного потока в стволе скважины;
• количественное определение суммарных фазовых расходов скважины, включая оценку выноса механических примесей;
• определение интегральных гидродинамических параметров объекта эксплуатации по замерам на устье;
• контроль работы технологического оборудования (срабатывание пусковых муфт, клапанов и пр.).

    Комплекс  исследований для выбора оптимально режима работы скважины составляют индукционная резистивиметрия, влагометрия, плотнометрия, термометрия, расходометрия, барометрия, акустическая шумометрия. Привязку полученных данных к глубинам и муфтам эксплуатационной колонны и НКТ выполняют по материалам ГК и ЛМ.

    Параметрами для выбора оптимального режима эксплуатации скважины являются:

• общий дебит скважины и дебит отдельных флюидов – газа, нефти и воды;
• обводненность продукции;
• работающие интервалы ? отдельно по каждому флюиду;
• профили притоков или приемистости;
• положения уровней раздела флюидов в стволе скважины;
• критерии режима работы скважины ? устьевые и забойные давления и температуры.

    Технологии  этих исследований подразделяют на стандартные  и активные. К первым относят исследования, выполняемые при определенных, но статических условиях в скважине. Суть активных технологий состоит в проведении измерений в процессе различных воздействий на пласт или скважину в целом: химических, термических, гидродинамических и т.п. Перечень операций, выполняемых в каждой технологии, определяется назначением скважины, способом и режимом ее эксплуатации и решаемыми задачами.

    В длительно простаивающих скважинах (неработающих, наблюдательных, контрольных, пьезометрических) выполняют измерения, данные которых сопоставляют с данными  фоновых замеров с целью выявления  локальных аномалий, связанных с выработкой продуктивных пластов и нарушениями технического состояния обсадной колонны и цементного камня. Комплексы исследований определяются решаемыми задачами.

    В скважинах, работающих со стабильным расходом (нагнетательных, фонтанных, добывающих), а также находящихся в освоении и работающих в режиме фонтанирования, последовательно проводят:

• измерения в технологическом режиме эксплуатации;
• серию замеров на установившихся режимах, отличающихся депрессиями на пласты;
• серию разновременных измерений непосредственно после прекращения эксплуатации;
• регистрацию на фиксированной глубине во времени кривых восстановления давления и температуры после прекращения эксплуатации;
• серию разновременных измерений непосредственно после пуска или изменения дебита скважины;
• регистрацию на фиксированной глубине во времени кривых стабилизации давления и температуры после пуска или изменения дебита скважины.