Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Задача оптимизации рехима вызова притока из пласта и принципы выбора его при освоении
1.1. Задача оптимизации режима вызова притока из пласта при освоении скважин 16
1.2. Принципы выбора оптимального режима вызова притока из пласта при освоении скважин 21
Глава 2. Оптимизация величшы депрессии на пласт при освоении сжваіин 27
2.1. Определение максимально допустимой депрессии на пласт из условия сохранения прочности породы в призабойной зоне 28
2.2. Определение максимально допустимой депрессии на пласт из условия сохранения проницаемости коллектора в призабойной зоне при деформации его при вызове притока 35
2.3. Определение максимально допустимой величины депрессии на пласт из условия обеспечения максимальной величины фазовой проницаемости пласта при выделении конденсата в призабойной зоне при вызове притока 51
2.4. Определение минимально необходимой величины депрессии на пласт из условия максимального разрушения кольматационного слоя в призабойной зоне
2.4.1. Методика определения величины депрессии на пласт, необходимой для разрушения зоны кольматации в газоносных пластах 61
2.4.2. Определение минимально необходимой величины депрессии на пласт из условия максимального разрушения кольматационной зоны ж поровых коллекторах 75
2.4.3. Определение минимально необходимой величины депрессии на пласт при освоении скважин из условия максимального разрушения кольмата-ционной зоны в трещиноватых коллекторах 88
2.5. Определение оптимальной величины депрессии на пласт при освоении скважин по критерию максимальной величины параметра ОП 103
Глава 3. Оптимизация продолжительности воздействия депрессии на пласт при освоении сквамнли
3.1. Определение максимально допустимой продолжи тельности воздействия депрессии на пласт из условия сохранения проницаемости коллектора в призабойной зоне в процессе деформации его при вызове притока
3;2. Определение минимально необходимой продолжи тельности воздействия депрессии на пласт из условия получения притока из пласта
3.3. Определение минимально необходимой продолжительности действия депрессии на пласт из условия максимального разрушения кольматационного слоя в призабойной зоне при вызове притока
Глава 4. Оптимизация решма вызова притока газа из пласта при освоении сквашн по экономическому (стоимостному) критерию .
4.1. Определение оптимальной скорости создания депрессии на пласт из условия максимального разрушения кольматационного слоя в призабойной зоне при вызове притока 172
4.2. Технология и техника освоения скважин методом мгновенного создания многократных высоких депрессий на пласт 186
4.3. Оптимизация режима вызова притока из пласта при освоении скважин по экономическому (стоимостному) критерию 191
4.4. Технико-экономическая эффективность работ по внедрение оптимального режима вызова притока из пласта при освоении скважин , 208
4.4.1. Методика технико-экономической оценки эффективности работ по внедрению оптималь ного режима вызова притока из пласта при освоении скважин 208
4.4.2. Технико-экономические показатели промышленного внедрения оптимального режима вызова притока из пласта при освоении скважин .225
Основные выводи и рекомшдащш 232
Литература .234
Приложение I .247
- Принципы выбора оптимального режима вызова притока из пласта при освоении скважин
- Определение максимально допустимой депрессии на пласт из условия сохранения проницаемости коллектора в призабойной зоне при деформации его при вызове притока
- Определение минимально необходимой величины депрессии на пласт из условия максимального разрушения кольматационного слоя в призабойной зоне
- Определение минимально необходимой продолжи тельности воздействия депрессии на пласт из условия получения притока из пласта
Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ
В "Основных направлениях экономического и социального развития СССР на I981-1985 гг. и на период до 1990 года" предусматривается довести добычу нефти в стране в 1985 году до 620-645 о млн.тонн (включая газовый конденсат) и газа дс 600-640 млрд.м .
Существенным резервом решения этой важнейшей народнохозяйственной задачи страны является всемерное повышение производительности скважин, сокращение времени на их освоение за счет оптимизации всех этапов по заканчиванию и испытанию скважин.
Особое значение при этом приобретает задача оптимизации режима вызова притока из пласта, включающая выбор оптимальной величины депрессии на пласт, скорости её создания и продолжительности воздействия при освоении скважин.
Расчеты показывают, что при оптимальном режиме вызова притока из пласта, обеспечивающем восстановление естественной проницаемости коллектора в призабойной зоне, производительность скважины может быть увеличена на 45-90$ при одновременном снижении продолжительности освоения скважин.
Характерной особенностью геолого-разведочных работ на нефть и газ в Саратовском Поволжье является низкая эффективность освоения скважин, большие затраты времени и средств на их освоение. Стоимость строительства одной скважины глубиной 3000-4000 м составляет 1,0-1,5 млн.руб. Затраты времени на испытание скважин в среднем составляют 60-70 сут. или 30-40$ от общего времени строительства скважин, а эффективность их освоения не превышает 50$.
Низкие технико-экономические показатели испытания скважин в Саратовском Поволжье обусловлены неблагоприятным сочетанием геологических и технико-технологических факторов - низкие фильтра ционно-емкостные параметры пластов, большие глубины их залегания, интенсивная кольматация и деформация коллекторов в процессе их вскрытия и освоения, низкоэффективная технология вызова притока из пласта, не обеспечивающая высокую степень восстановления естественной проницаемости призабойной зоны; Это обусловлено во многом тем, что до сих пор не сформулированы основные требования к выбору оптимальной величины депрессии на пласт,скорости её создания и продолжительности воздействия в соответствии с фильтрационно-емкостными параметрами пласта. Это особенно резко проявляется с ростом глубин и усложнением геолого-технических условий заканчивания скважин, что отрицательно сказывается на продолжительности и эффективности работ по их освоению.
Исследованиями многих институтов страны достигнуты определенные успехи в совершенствовании технологии и техники освоения скважин, однако комплексного решения этого важного вопроса пока нет. Большинство теоретических и экспериментальных исследований по влиянию режима вызова притока из пласта на эффективность освоения скважин носит констатационный, а в отдельных случаях противоречивый характер и не отражает влияния геолого-технологических условий вскрытия объекта на выбор режима вызова притока из пласта, что затрудняет их практическое применение.
Большой вклад в разработку средств и способов освоения скважин внесли институты: БашНЙПИ, ВолгоградНИПИ, ТатНИПИ, Сев-Кав.НИПИ, СредАЗНИИГаз, ВНИЖР, ВНЙИГаз, ИГиРГИ, ВНИИ, УкрГипро-НИИнефть, ВНИИБТ и др.
Значительные работы в этой области выполнены в учебных институтах страны: МИНХиГП им.акад.й.М.Губкина,ИФИНГ и др.
В последние годы накоплен значительный опыт по освоению глубоких разведочных и эксплуатационных скважин / 1,4,16-17,19, 37,57-58,64,68,74,88,94,99 / и др.
Существенный вклад в разработку и совершенствование мето-. дов освоения скважин внесли Ф.С.Абдулин, З.С.Алиев, В.А.Амиян, Ю.А.Балакиров, Г.И.Баренблатт, К,С.Басниев, А.Е.Белов, З.Ф.Брай-гер, Ю.Г.Бро, Ю.В.Вадецкий, М.С.Винарский, И.Н.Гайворонский, А.Т.Горбунов, Г.Г.Денисов, ЮЛІ.Іелтов, М.И.Зазуляк, Г.А.Зотов, В.М.Карпов, Ю.П.Коротаев, И.В.Кривоносов, A JI .Литви нов, У.Д.Ма-маджанов, А.Р.Марин,,Б.П.Минеев, Б.Д.Панов, Ю.В.Семенов, В.А.Си-доровский, А.И.Сорока, Г.Д.Сухоносов, М.Г.Усманов, А.Ф.Шакиров, А.й.Ширковский и многие другие.
Наряду с крупными достижениями в области освоения скважин, усовершенствовании средств и способов вызова притока из пласта, затраты средств и времени на эти работы остаются все ещё высокими.
Из изложенного выше видна актуальность темы диссертационной работы, её большое народнохозяйственное значение.
ЦЕЛЬ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ
Разработка и внедрение оптимальных технологических режимов вызова притока из пласта при освоении скважин, включающего выбор оптимальной величины депрессии на пласт, скорости её создания и продолжительности действия в зависимости от геолого-физических особенностей строения пласта и технологии вскрытия его в процессе бурения.
ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ
1. Теоретическое и экспериментальное исследование факторов, влияющих на эффективность освоения глубоких разведочных скважин.
2. Разработка техники и технологии для повышения эффектив ности освоения скважин.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА
Научная новизна исследования состоит в том, что впервые:
1. комплексно рассмотрено влияние величины, продолжительности и скорости создания депрессии на пласт на эффективность освоения глубоких скважин;
2. разработана методика моделирования условий разрушения зоны кольматации в газоносных пластах при освоении скважин;
3. математически сформулирована и решена оптимизационная задача о выборе величины депрессии, скорости её создания и продолжительности действия на основе экономического (стоимостного) критерия;
4. разработан, испытан и внедрен на месторождениях забойный гидрореле-клапан для мгновенного многократного создания депрессий на пласт при освоении скважин;
5. экспериментально исследовано влияние величины, скорости создания и продолжительности воздействия депрессии на эффективность разрушения зоны кольматации в поровых и трещиноватых коллекторах в лабораторных условиях с помощью усовершенствованной нами установки ЛШК-ІМ.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ
Разработана система комплексного учета влияния технологических факторов при вскрытии и освоении пластов на фильтрационную характеристику призабойной зоны, позволяющая оптимизировать режим вызова притока газа из пласта при освоении скважин, оп ределены пути восстановления естественной проницаемости загрязненной призабойной зоны пласта, разработана техника и технология проведения работ по освоению скважин методом мгновенного соз« дания депрессии на пласт. Сформулированы основные требования к режиму вызова притока из пласта при освоении скважин, выбору величины депрессии на пласт, скорости её создания и продолжительности действия, обеспечивающие максимальное восстановление естественной проницаемости пластов в процессе освоения скважин.
РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТ В ПРОМЫШЛШНОСТИ
Основные результаты диссертационной работы включены в регламенты на испытание скважин на месторождениях производственного объединения "Саратовнефтегаз" и в типовые технологические проекты на строительство скважин на площадях Саратовского Поволжья .
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ
Основные материалы диссертации доложены и обсуждены на Всесоюзных координационных совещаниях (г.Туапсе 1978-1979, г.Краснодар 1980-1981,1983) по заканчиванию скважин, секциях научно-технического совета Конструкторского бюро производственного объединения "Саратовнефтегаз" (1976-1983 гг.), производственно-технических совещаниях предприятий бурения и добычи нефти и газа (1975-1983)гг.) и на расширенном заседании кафедры разработки газовых и газоконденсатных месторождений МИНХиГП (1981--1982 гг.).
ПУБЛИКАЦИИ
Основные положения диссертации изложены в 5 опубликованных и 9 фондовых работах.
ОБЬЕЙ РАБОТН
Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных выводов и списка литературы, включающего 119 наименований советских и зарубежных авторов и изложена на 248 стр. машинописного текста, включающего 13 таблиц и 55 рисунков.
Диссертационная работа явилась итогом исследований, выполненных автором в 1968-1976 гг. в Нижневолжском научно-исследовательском институте геологии и геофизики и в І976-І983 гг. в Конструкторском бюро производственного объединения "Саратов-нефтегаз".
Автор выражает благодарность научному руководителю профессору А.И.Ширковскому за постоянное целенаправленное руководство, заведующему кафедрой "Разработка и эксплуатация газовых и газоконденсатних месторождений" лауреату Государственной премии профессору Ю.ПДоротаеву и всем сотрудникам кафедры за большую помощь, оказанную при работе над диссертацией.
Автор также благодарит замначальника КБ производственного объединения "Саратовнефтегаз" А.Г.Анопина и всех сотрудников: лаборатории вскрытия пластов и освоения скважин за оказанную помощь при работе над диссертацией.
Принципы выбора оптимального режима вызова притока из пласта при освоении скважин
Выбор оптимального режима вызова притока из пласта сводится в о щем случае к поиску экстремальных значений критерия оптимизации при наличии ограничений указанных видов.В задачах оптимизации в качестве критериев обычно используют понятия функции или функционала, для которых необходимо найти минимальные или максимальные значения.
При поиске экстремума функции подразумеваются заданными значения внешних воздействий (тип коллектора, тип бурового раствора, величина репрессии, глубина скважины, величина пластового давления, проницаемость коллектора и т.д.) и параметров (прочность породы, коэффициент сжимаемости пор и трещин и др.) и определяются значения управляемых переменных (Ар, iJ f t), которые удовлетворяют поставленной цели достижения максимальной величины ОП.
Решение задачи оптимизации режима вызова притока из пласта при освоении скважины по стоимостному критерию оитими определяющих режим вызова притока из пласта, при котором обеспечивается максимальная технико-экономическая эффективность процесса, т.е. максимальная величина параметра ОП при минимальной стоимости работ на реализацию процесса.Выбор оптимального режима вызова притока из пласта при освоении скважин происходит на "фех иерархических уровнях.
Еа первом, уровне выбирают интервалы изменения факторов, определяющих выбор режима вызова притока из пласта при освоении скважин, т.е. оцениваются пределы изменения величины депрессии на пласт, скорости её создания и прододаителъности воздействия депрессии на пласт при освоении скважин.
На втором уровне осуществляют поиск (выбор) наилучших режимов: вызова притока из пласта, обеспечивающих максимальные величины параметра ОП с учетом технико-технологических ограничений.
На третьем уровне, используя критерий стоимости, окончательно выбирают режим вызова притока из пласта из числа ол?об ранных, которые обеспечивают максимальную величину параметра ОП.
Оценку технологической предпочтительности того или иного режима вызова притока из пласта при поиске наилучшего технологического режима вызова притока из пласта при освоении скважин целесообразно производить по величине параметра ОП, который по целому ряду признаков удовлетворяет основным требованиям задачи оптимизации, а именно:Г. параметр ОП в количественной форме характеризует эффективность того или иного варианта технологического режима вызова притока при освоении скважины;2. параметр ОП характеризует основную цель освоения скважины - достижение максимальной (теоретической) её производительности;3. параметр ОП чувствителен к вариациям управляющих воздействий (т.е. к величине депрессии на пласт, скорости её создания и продолжительности её воздействия), определяющих режим вызова притока из пласта при освоении скважин;4. параметр ОП является экономическим показателем, поскольку характеризует ожидаемое количество выпускаемой продукции при эксплуатации скважины.
В самом деле, параметр ОП, отражая потенциальные добывные возможности скважины в идегде Q/T - потенциальный (теоретический) дебит скважины;&1 - фактический дебит скважины при определенной величине параметра ОП ; ОҐІ - еличина параметра ОП скважины, реализованного при определенном, режиме вызова притока из пласта приосвоении скважин и характеризующегося сочетанием управляющих воздействий - величины депрессии наdипласт лрс , скорости её создания - kfApA продолжительности её воздействия/. позволяет вместе с тем оценить количество дополнительно добытой продукции из скважины Л О за определенный период времени t её эксплуатации из соотношения
Действительно, при заданном режиме вызова притока из пласта при освоении скважин характеризующегося величинами депрессии на пласт Л р - , скорости её создания 7Tf(&P) и продолжительности её действия t , параметр ОП скважины составил величину ОП а при более эффективном режиме вызова притока из пласта, характеризующегося сочетанием управляющих воздействий f pz-%.( pi),tz) параметр ОП составит соответственно величину OIL .
Разница в величинах дебитов скважин & и 0,я соответствующих параметрам ОП-j- и 0П2 составит величинуG учетом соотношения От = О /017% нз соотношения (1.16) получим, что количество дополнительно добытой продукции из скважины за определенный период времени Л t её эксплуатации при одном и том же технологическом режиме, но при более высоком гидродинамическом совершенстве скважины составит величинугде Д t - продолжительность периода эксплуатации скважины.
Стало быть, по мере роста величины параметра ОП увеличивается:1. количество дополнительно добытой продукции из скважины в единицу времени;2. фактический дебит её приближается к потенциальному.В этой связи хотелось бы отметить результаты исследований М.Маскета / 76 / и В.Н.Щелкачева и Б.БДапука / III / о том,
Определение максимально допустимой депрессии на пласт из условия сохранения проницаемости коллектора в призабойной зоне при деформации его при вызове притока
В практике испытания глубоких разведочных скважин, величи на заданной максимально допустимой депрессии на пласт не всегда обеспечивает интенсивный приток флюида из пласта. Более того, отмечаются случаи, когда увеличение депрессии на пласт не только не приводит к увеличению дебита скважины, а наоборот, снижает ее производительность / 1,9,19,37,67,76 / и др.
Это явление особенно) характерно при освоении трещиноватых коллекторов, в которых создание больших по величине депрессий на пласт приводит к резкому снижению проницаемости пласта. В паровых коллекторах также наблюдается снижение проницаемости коллекторов при высоких величинах депрессии на пласт, что также объясняется деформацией коллектора в ПЗІЇ при достаточно боль ших по величине депрессиях на пласт / 32,67,75-76 /.
При освоении скважины вследствие поступления пластового флюида иэ пласта в скважину в призабойной зоне образуется об » ластъ пониженного; пластового давления (депрессионная воронка), характеризующаяся увеличением эффективного напряжения в пласте в зоне отбора.
Исследованиями Фетта / П5-ІІ6 /, ВЛуДобрынина / 32 / и др. установлено, что с ростом эффективного напряжения в пласте уменьшается пористость и проницаемость коллекторов, причем это снижение тем более велико, чем больше величина коэффициента сжимаемости шщвпор пористой среды.
Величина изменения проницаемости поровых коллекторов при изменении эффективного напряжения в пласте от РЭФС ДО / определяется соотношением / 32. /f\ то Щ „ соответственно проницаемость и пористостьколлектора в поверхностных условиях, т.е. при Рэрс = О; oi - структурный показатель порового пространства, величина которого зависит от коэффициента сжимаемости пор коллектора 5 и составляет для песков величину (-0,25 -1,25), а для песчаников (-1,25 -1,8) / 32 /. По определению / 32,115-116 / эффективное напряжение в пласте составляет величинугде/J- / - соответственно горное и пластовое давление в пласте; я - коэффициент разгрузки, показывающий какая часть пластового давления участвует в разгрузке горного давления / 32 /. Задача определения влияния величины депрессии на пласт на изменение его проницаемости при испытании скважин осложняется, однако, тем, что выполненные Феттом / II5-II6 /, В.М.Добрыниным / 32 / и др. экспериментальные исследования по оценке влияния эффективного напряжения в породе на изменение её проницаемости (рис.29, стр.126 / 32 / ) не отражает характера процесса снижения проницаемости коллекторов в призабойной зоне при освоении скважин, поскольку при этом проницаемость коллектора снижается от Kj (естественной проницаемости коллектора в нетронутом массиве пласта при Р ) до К2 (проницаемость коллектора в призабойной зоне пласта, устанавливающейся при эффективном напряжении Р\$Й?, т.е. при создании депрессии на пластир ).
По формулам (2.П и 2.12) и графикам В.М.Добрынина / 32 / и Фетта / ІІ5-ІІ6 /, как выше было отмечено, представляется воз можным оценить лишь величины относительного изменения проницаемости коллектора от К (проницаемость коллектора в поверхностных условиях) до К - (проницаемость пласта ири эффективном напряжении Pj /p., определяемом формулой (2Л2).
В связи с этим степень влияния величины депрессии на пласт на снижение его проницаемости при освоении скважин определится с учетом формул (2.II-2.I2) из соотношениягде К 9 /77, соответственно коэффициенты проницаемостии пористости пласта до его вскрытия при эффективном напряжении &pf\ /С, ,/ соответственно коэффициенты проницаемости и пористости коллектора при эффективном напряжении Рда» устанавливающемся в пласте при создании депрессии. Используя результаты экспериментальных исследований Фетта / II5-II6 / и В.М.Добрынина / 32 / по влиянию изменения эффективного напряжения в коллекторе на величину изменения его проницаемости (см.рис.29, стр.126 /116/ ) и учитывая формулы (2.12- 2.13), покажем на конкретном примере, какова степень снижения проницаемости коллектора в пласте при изменении в нем эффективного напряжения от ЭФ? Д ЭФл, обусловленного созданием депрессии на пласт величиной Л Р при освоении скважины.
Пример. Порода-коллектор в пласте, залегающем на глубине 5000 м, при величине параметра Рпл/Рг = 0,4 находится под воздействием эффективного напряжения Р г,= 82,5 МПа.При пористости коллектора /п = 20$ и коэффициенте сжимаемости пор = 24.I0"""3 I/МПа согласно (рис.29, стр.126 / 2 / ) проницаемость коллектора К у при Р ;. = 82,5 МПа составляет 0,75 той проницаемости Y.0 , которую, имеет коллектор в. поверхностных условиях при нулевом эффективном напряжении, т .е К у = 0,75 K i.
При создании депрессии на пласт лр= Ю,0 МПа эффективное напряжение в пласте увеличилось до 91,0 МПа, а проницаемость его К снизилась до 0,63 от; первоначальной проницаемости К0 и составила К = 0,63 К .
Степень снижения проницаемости породы-коллектора в пласте, обусловленная созданием депрессии на пласт Лр - ю,о МПа составит в рассматриваемом примере согласно соотношению (2.13) величину %/ К у = 0,84.
Величину % / Ку , пользуясь терминологией, принятой в оценке вредного влияния промывочной жидкости на снижение проницаемости коллектора, можно рассматривать как коэффициент восстановления проницаемости коллектора", поскольку он характеризует количественную степень сохранения проницаемости коллектора при возникновении своего рода осложнения - деформации породы в призабо)йной зоне под действием увеличивающегося эффективного напряжения в пласте, приводящего к снижению его проницаемости.
На рис.2.I представлены результаты обработки материалов экспериментальных исследований В.М.Добрынина / 32 / по формулам (2.12-2.13) по определению влияния величины создаваемой депрессии на пласт при освоении скважин на изменение коэффициента восстановления проницаемости песчано-глинистых коллекторов пористостью яг = 5 20$, залегающих на глубинах 3000 - 5000 м с учетом при этом коэффициента сжимаемости пор породы J a,- 0,37 о24 . 10 1/МПа и энергетической характеристики пласта ( YnjYr = 0,4-0,8).Как видно из представленных расчетов (см.рис.2 Л) наиболь
Определение минимально необходимой величины депрессии на пласт из условия максимального разрушения кольматационного слоя в призабойной зоне
Эффективность разрушения кольматационной зоны в ПЗП и величина её остаточной проницаемости в значительной степени определяются скоростями фильтрации пластового флюида в ПЗП, и, следовательно, величиной приложенной депрессии на пласт ; Исследованиями Ф .С.Абдулина / I /, Н.И.Гайворонского и А .А.Мордвинова / 24 / , Г.Д.Сухоносова / 80 / и др. установлено, что испытание скважин с затрудненной гидродинамической связью с пластом предпочтительнее осуществлять методом создания высоких депрессий на пласт, поскольку при этом создаются высокие скорости фильтрации, обеспечивающие более полный вынос бурового раствора из призабойной зоны пласта.
Задача определения минимальной величины депрессии на пласт, необходамой для разрушения зоны кольматации в ПЗП при освоении газовых скважин, базируется на следующих представлениях: а. эффективность разрушения кольматационного слоя в ПЗП обусловлена величиной действующей депрессии на пласт, типом коллектора, типом бурового раствора, величиной репрессии, дис персностью твердой фазы в буровом растворе, глубиной проникно вения глинистых частиц в пласт, плотностью и вязкостью газа; б. величина депрессии на пласт, обеспечивающая вынос твер дой фазы бурового раствора из пласта, определяется режимом фильтрации газа в пласте и в ПЗП, величинами начальной и ко нечной пористости и проницаемости коллектора в ПЗП; в. приток газа в скважину при её освоении происходит в условиях существования вокруг скважины двух кольцеобразных зон с различной проницаемостью: призабойной зоны в ухудшенной про ницаемостью 1L с размерами (2 - 2?) и удаленной зоны с ес тественной проницаемостью Кл размерами ( Л - -). В связи с недостаточной теоретической изученностью процесса разрушения (суффозии) кольматационного слоя в коллекторах в условиях фильтрации в них газовых смесей решение задачи вы-бора (определения) величины депрессии на пласт, необходимой для разрушения зоны кольматации в пласте, может быть получено на основании результатов лабораторных исследований на модели пласта.
Лабораторные исследования по прогнозному изучению влияния йеличины депрессии на пласт, скорости её создания и продслжи-тельности действия на эффективность разрушения зоны кольматации в ЩП при освоении скважин были выполнены нами на лабораторной установке для исследования проницаемости кернов в пластовых условиях УИІЖ-ІМ несколько видоизмененной и усовершенствованной .в соответствии с задачами проводимых исследований.
Установка (см.рис.2.7) состоит из зажима керна 13, с размещенным в нем образцом керна (моделью пласта), соединенного с помощью трубопроводов 7 с поршневым разделителем II, предназначенным для всасывания бурового раствора из напорного бака с буровым раствором Ю и последующего задавливания бурового раствора, в модель пласта.
Заданное давление закачки бурового раствора в модель пласта, имитирующее величину репрессии на пласт, осуществляется с помощью ручных гидравлических прессов 15, соединенных трубопроводами 7 с напорным баком с жидкостью гидрообжима І4 и с поршневым разделителем II и фиксируется образцовыми манометрами ЄІ
Заданная температура на модели пласта создается с помощью термостата 12, соединенного труба-проводами 7 с зажимами керна 13 и с поршневым разделителем II.
Определение изменения проницаемости модели пласта осуществляется с помощью жидкостного U - образного, манометра 8 и газомера 9, которые трубопроводами 7 через систему редукторов высокого, давления 2 и низкого давления 4 и манифольда с вентилями высокого давления 3 соединены с баллоном со сжатым воздухом I.
Осушка воздуха ст влаги производится с помощью осушителя газа 5.Создание заданного перепада давления (депрессии) при про дувке модели пласта воздухом производится с помощью редуктора высокого) давления 2 и редуктора низкого, давления 4 и фиксируется образцовым манометром. 6,
Образец керна (модель пласта) помещается в резиновую втулку, а последняя помещается в зажим керна 13. Конструкция зажима керна 13 позволяет с помощью ручных прессов создавать разжчные величины давления гидрообжима, что в определенной степени позволяет моделировать пластовые условия на модели пласта.
Перед изготовлением образцов керна (модели пласта) часть породы с наружной поверхности керна толщиной ІО-І2 мж удаляли во избежание возможного влияния зовы кольматации. Ось образца (модели пласта) располагалась параллельно напластованию породы в естественных условиях залегания Её" в пласте.
Изменение фильтационкой характеристики коллекторов, характеризующее степень разрушения зоны кольматации в пласте при воздействии заданной величины депрессии (перепада давления) при продувке образцов, оценивалось по величине коэффициента восстановления проницаемости коллектора,
При этом величина коэффициента восстановления проницаемости коллектора определялась путем сопоставления проницаемости породы до формирования зоны кольматации в породе и после в процессе разрушения её при создании депрессии (перепада давления) на образец при его продувке.
Лабораторные исследования по оценке влияния величины депрессии (перепада давления) на интенсивность разрушения зоны кольматации в коллекторе проводились на модели пласта, представляющей собой цилиндр (диаметр 30 мм, высота 50 мм), изготовленный из образцов естественного керна с проницаемостью К = 0,15-0,30 мкм2. Принятая модель пласта удовлетворяет глав
Определение минимально необходимой продолжи тельности воздействия депрессии на пласт из условия получения притока из пласта
Низкая продолжительность воздействия депрессии на пласт при освоении скважин нередко является причиной пропуска продуктивных пластов, активно проявлявших себя как нефтегазонасы-щенные при вскрытии их в процессе бурения скважин / 10,12,13, 30,74 / и др.
Это явление, особенно характерное при освоении скважин, вскрывших трещиноватые коллекторы, обусловлено наличием характерного времени запаздывания переходных процессов в трещиноватых коллекторах, связанных в отличие от норовых коллекторов с перетоком нефти (газа) из низкопроницаемых пористых блоков в трещины при неустановившейся фильтрации нефти (газа) в процессе вызова притока из пласта / 10,12,30,74 / и др.
При этом время запаздывания определяется фильтрационно-емкостными свойствами трещиноватого коллектора и особенностями строения его порового пространства. Поскольку большая часть пластового флюида содержится в низкопроницаемых пористых блоках интенсивность обмена нефтью (газом) между блоками и трещинами невелика. Поэтому время запаздьшания процесса восстановления давления в трещиноватых коллекторах по сравнению с пористой средой такой же проницаемости может достигать величины, соизмеримой с полным интервалом времени восстановления давления. В условиях возможного загрязнения трещин буровым раствором время запаздывания может достигать 200-400 час, что намного превышает фактически выдерживаемое время ожидания притока / 10, 30 /.
Неустановившаяся фильтрация газа в трещиноватых коллекторах с учетом переходных процессов перетока газа из низкопористых блоков в TPVHLI И характерных особенностей фильтрации газа в пористых средах описывается уравнением
Величина коэффициента f газонасыщенного трещиноватого коллектора будет определяться соотношением в котором величина Ку также соответствует проницаемости системы трещин, а величина яъ соответствует пористости блоков.
При О- О уравнение (3.23) превращается в уравнение неустановившейся фильтрации в обычной пористой среде при упругом режиме.
Следует отметить, что величина параметра , являясь характеристикой трещиноватого коллектора, превращается в ноль при условии мининального среднего размера отдельных блоков, т.е. фактически при превращении трещиноватого коллектора в пористую среду с той же проницаемостью, что и трещиноватый коллектор.
Характерное время запаздывания процесса 6 в условиях неустановившейся фильтрации нефти (газа) в трещиноватых коллекторах при освоении скважины, определяется соотношениемгде - параметр, характеризующий трещиноватый коллектор, 2f - коэффициент пьезопроводности трещиноватого коллектора: Аналогично, продолжительность времени запаздывания притока при освоении газовых скважин определяется соотношением
Время запаздывания перетока газа из пористых низкопроницаемых блоков в трещины определяется коэффициентом пиезопроводности пористой среды и средними размерами отдельного блока и, следовательно, фильтрационно-емкостными параметрами пористой среды.
Поскольку в практике глубокого разведочного бурения все баяыпее количество глубоко залегающих потенциально-продуктивных пластов оказывается "сухими" или с неясной продуктивной характеристикой , естественно, возникает задача достоверной оценки истинной продуктивности пласта. В связи с этим, исходя из специфических особенностей неустановившейся фильтрации газа в трещиноватых коллекторах при освоении скважины рассмотрим задачу об определении минимально необходимой продолжительности действия депрессии на пласт при вызове притока достаточной для получения притока из пласта.
При этом практический интерес представляет задача определения времени запаздывания переходных процессов, связанных с фильтрацией газа из низкопроницаемых пористых блоков в трещины, определяющие время ожидания притока или продолжительность действия депрессии на пласт при освоении скважин.
Решение этой задачи в известной степени осложняется слабой изученностью или неясной характеристикой строения трещиноватого коллектора на этапе ведения разведочного бурения на нефть и газ. Поэтому при определении времени запаздывания переходных процессов в трещиноватых коллекторах следует принять (выбрать) определенную схему строения трещиноватого коллектора, позволяющую рассмотреть и учесть влияние характерных особенностей фильтрации газа в пласте на продолжительность времени запаздывания восстановления давления в пласте.
В общем случае трещиноватый коллектор рассматривают как систему состоящую из двух пористых сред с порами разных масштабов. При этом роль поровых каналов в одной среде играют трещины, а роль зерен - блоки породы. А другая среда, представленная низкопроницаемыми блоками, является обычной пористой средой.Размеры блоков трещиноватого коллектора изменяются в широ
