Гидродинамические исследования механизированных нефтяных скважин с регистрацией КВУ и КВД

1.1. Исследования с регистрацией кривой восстановления уровня

Гидродинамические исследования методом регистрации КВУ относятся к одноцикличным нестационарным технологиям и заключаются в регистрации кривой восстановления уровня после остановки стабильно или периодически работающей на режиме отбора скважины. Метод регистрации КВУ применяется также в процессе освоения и ремонтных работ после снижения уровня компрессором или свабом. Принципиальная схема устьевого и подземного оборудования при проведении исследований методом КВУ в скважинах, оборудованных ЭЦН, приведена на рисунке 1., а.

Обязательным условием проведения исследований с целью определения ФЕС пласта является использование автоматических уровнемеров, позволяющих вести регистрацию уровней с заданной периодичностью. В скважинах, оборудованных ЭЦН, дополнительно могут проводиться устьевые замеры буферного давления и глубинные замеры давления в НКТ с помощью манометра.

В результате исследований методом регистрации КВУ получают следующую гидродинамическую информацию: коэффициент продуктивности скважины, пластовое давление, скин-фактор и фильтрационные свойства пласта. Достоверность определения скин-фактора и ФЕС пласта по КВУ, как правило, ниже, чем при исследованиях методом КВД, особенно при обводненности продукции менее 50 %, низких депрессиях (менее 20 атм) и при высоком газовом факторе (более 100 м3/т).

Исследования методом регистрации КВУ могут также выполняться с одновременной регистрацией кривой восстановления уровня и давления глубинным манометром или телеметрической системой. В этом случае должна обеспечиваться синхронизация замеров данных параметров.

Основные причины низкой достоверности данных, получаемых при интерпретации КВУ:

1) ошибки замера уровня при образовании пены в затрубном пространстве и низкая точность регистрации уровня;
2) длительный послеприток, который в низкопродуктивных скважинах может продолжаться до 1–2 месяцев;
3) переток жидкости из НКТ во время исследования при негерметичности подземного оборудования (клапана-отсекателя или НКТ);
4) погрешности пересчета устьевых замеров уровня в забойные давления.

Рис. 1. Схема компоновки оборудования и измерительных приборов при исследовании механизированной скважины методом КВУ и с автономными манометрами и телеметрической системой на приеме ЭЦН:
а) схема скважинной компоновки и обвязки устьевого оборудования; б) скважинная компоновка с автономными манометрами в НКТ и на приеме насоса; в) скважинная компоновка с автономным манометром в НКТ и телеметрической системой;
1 — ЭЦН, 2 —клапан-отсекатель, 3 — реперный патрубок, 4 — план-шайба, 5 — образцовые и электронные устьевые манометры, 6 — уровнемер, 7 — замерная установка (ГЗУ, ОЗНА, АСМА), 8 — станция управления ЭЦН, 9 — электронный глубинный манометр в НКТ над клапаном-отсекателем, 10 — манометр ниже ЭЦН, 11­ —­ телеметрическая система

При исследовании сильно обводненных скважин отмечается удовлетворительная достоверность определения параметров скважины и пласта. Преимущества исследований механизированных скважин методом регистрации КВУ заключаются в простоте выполнения работ и отсутствии необходимости применения специальных скважинных компоновок.

1.2 Исследования с регистрацией кривой восстановления давления

В промысловой практике нашли широкое применение исследования механизированных добывающих скважин с регистрацией давления глубинными манометрами или дистанционными телеметрическими системами с датчиками давления и температуры. На рисунке 1. приведена схема компоновки оборудования при выполнении исследований с контролем давления автономными глубинными манометрами (б) и телеметрической системой (в).

Доставка манометров в скважину по схеме 1., б производится одновременно со спуском насосного оборудования. Манометры размещаются в хвостовике или трубном держателе под насосом, также может устанавливаться дополнительный манометр в НКТ выше клапана-отсекателя для контроля герметичности компоновки [8, 9]. Подъем приборов выполняется в процессе последующего ремонта скважины. В процессе исследований ведется непрерывная регистрация давления на забое скважины и дебита жидкости, дополнительно может проводиться регистрация давления в НКТ над обратным клапаном и на устье скважины. При пуске скважины в работу глубинный манометр, установленный ниже насоса, регистрирует весь процесс изменения давления, включая кривую стабилизации давления при выводе скважины на режим и кривую восстановления давления или несколько КВД после остановки (остановок) скважины. Исследования с использованием автономных манометров более информативны по сравнению с регистрацией уровней на устье и позволяют получить более достоверные параметры пласта. Вместе с тем метод не получил широкого распространения ввиду того, что в период работы скважины и до подъема оборудования отсутствует возможность анализа кривой изменения давления и определение параметров скважины и пласта.

Для проведения гидродинамических исследований механизированных добывающих скважин нашли широкое применение телеметрические системы в компоновке с электроцентробежными насосами, включающие погружную часть с датчиками давления, температуры и наземный блок с преобразователем и электронным накопителем данных (рис. 1.16, в). Оборудование широко применяется для исследований на установившихся и неустановившихся режимах, гидропрослушивания пласта, долгосрочного мониторинга забойного давления в межремонтный период эксплуатации механизированных скважин [12–14]. Дистанционная передача сигналов с датчиков ТМС по кабелю ЭЦН на преобразователь позволяет в реальном времени получать информацию о давлении на приеме насоса в течение всего межремонтного периода эксплуатации скважины, а также в периоды плановой остановки на регистрацию кривой восстановления давления. Существует возможность регистрации КВД при незапланированных остановках или в период ожидания ремонтных работ. Точность регистрации давления на приеме насоса зависит от типа телеметрической системы и разрешения датчика давления. При использовании ТМС с высокой разрешающей способностью (0.01 атм) обеспечивается более надежное диагностирование на производной давления процессов фильтрации, корректный выбор интерпретационной модели и высокая достоверность параметров пласта.

В процессе регистрации КВД необходимо выполнять дополнительные замеры устьевых и глубинных параметров: буферного и затрубного давлений, уровней в затрубном пространстве и давления в НКТ с помощью глубинного манометра. Давление в НКТ над установкой ЭЦН регистрируется с целью контроля герметичности оборудования и дальнейшего учета перетоков жидкости при интерпретации. Глубина установки манометра в НКТ для контроля герметичности подземного оборудования выбирается на 30–100 м выше подвески погружного насоса (в зависимости от расположения клапана-отсекателя). Замеры уровней и давлений в затрубном пространстве рассматриваются в качестве вспомогательных и используются при интерпретации КВД в случае отказа средств телеметрии в ходе исследований.

При проведении исследований механизированных скважин методом регистрации КВД в дополнение к необходимым условиям исследования фонтанных скважин следует соблюдаться следующие требования:

–   для контроля герметичности клапана-отсекателя и НКТ и выявления перетоков жидкости при КВД необходимо проводить регистрацию давления в лифтовых тубах путем установки глубинного манометра над ЭЦН выше клапана-отсекателя;

–   для надежного диагностирования участка радиальной фильтрации рекомендуется проводить моделирование исследований, в том числе с учетом взаимовлияния окружающих добывающих и нагнетательных скважин.

Литература

1. Курочкин В. И., Санников В. А. Теоретические основы и анализ гидродинамических исследований скважин : монография. — М.–Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2015. — 372 с.
2. Вольпин А. С., Мясников Ю. А. и др. Анализ применения ГДИС-техно­логий в информационном обеспечении проектирования разработки // Нефтяное хозяйство. 2002. № 5. С. 58–60.
3. Барышников А. В., Кременецкий М. И. и др. Формирование системы промыслового мониторинга на основе долговременных исследований стационарными датчиками на приеме насоса // Нефтяное хозяйство. 2009. № 12. C. 41–44.
4. Ипатов А. И., Нуриев М. Ф., Белоус В. Б. Информационная система мониторинга разработки нефтяных месторождений на базе стационарных контрольно-измерительных модулей // Нефтяное хозяйство. 2009. № 10. С. 58–62.

Внимание!

На сайте в разделе «Примеры анализа ГДИ» приведены результаты интерпретации исследований механизированных нефтяных скважин с регистрацией КВУ и КВД в программном обеспечении «Мониторинг ГДИС» (файлы интерпретации, краткий отчет).