Способ опробования газонасыщенных интервалов в скважине

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(73) Тимано-Печорское отделение Всероссийскогонаучно-исследовательского нефтяного геологоразведочного института(64) СПОСОБ ОПРОБОВАНИЯ ГАЗОНАСЫЩЕННЪХ ИНТЕРВАЛОВ В СКВАЖИНЕ(7) Использование: при испьпании скважин испы -тателем пластов, спускаемым на трубах Сущностьизобретения: в скважину опускают испытательпластов с двумя глубинными манометрами Изолируют пласт от.скважины. Создают депрессию на(Б 1) 5 Е 21 В 49 00 пласт. Вызывают приток пластового флюида без прорыва газа через залитый в тоубы над испытателем пластов глинистый раствор. Регистрируют нарастание забойного давления в приточные периоды испытания и восстановление плэстового давления. В трубах устанавливают не менее двух дополнительных глубинных манометров; один на уровне за - ливаемой жидкости, а другой на 100 - 200 м ниже первого. Дополнительно регистрируот приращение давления за период притока. Определяют объемы притока флюидов в забойных условиях По этим данным и по данным, полученным с помощью глубинных манометров, установленных в интервале к - пытуемого пласта, по формулам вычисляю 1 обьемы жидкости и газа, поступивших в трубы из подп,ерного пространства 9 ил.Изобретение относится к испытаниямскважин испытателями пластов, спускаемых на трубах.Известен способ испытания газонасыщенных интервалов испытателем на трубах 5(ИПТ), включающий спуск ИПТ с обычнойкомпоновкой, пакеровку, создание депрессии на пласт-коллектор, вызов притока, регистрацию давления с помощью глубинныхманометров, .установленных непосредственно над ИПТ и в фильтре под ИПТ, записькривой восстановления пластового давления в закрытый период испытания и обработку диаграмм после подъема ИПТ изскважины Щ 15Однако в этом способе неучитываетсядвухфазный характер притока, что можетпривести к грубым ошибкам в оценке промышленной значимости объекта опробования. 20Известен способ опробования газонасыщенных интервалов в скважине по данным испытания скважин испытателемпластов на трубах, взятый в качестве прототипа; включающий неоднократное создание 25депрессии на пласт с последующей записьюкривых вОсстановления давления, при этомпосле создания депрессии на пласт и записи кривой восстановления давления повышают давление на пласт до 30гидростатического в скважине с последующей записью кривой восстановления давления 2,Однако в этом способе неучитываетсядвухфазный характер притока, что может 35привести к грубым ошибкам в оценке промышленной значимости обьекта опробования. Применяя способы 11 и 2,пласты-коллекторы, насыщенные водой срастворенным газом, можно ошибочно принять за газонасыщение,Цель изобретения - повышение достоверности опробования.Поставленная цель достигается тем, чтов известном способе опробования газонасыщенных интервалов в скважине, включающий спуск в скважину испытателя пластовна трубах с двумя глубинными манометрами, создание депрессии на пласт путем закачки в. скважину глинистого раствора, 50вызов притока пластового флюида без прорыва газа через залитый в трубы над испытателем пластов глинистый раствор,регистрацию кривой восстановления давления и определения параметров пласта по 55полученным данным, в процессе спуска испытателя в трубах устанавливают не менеедвух дополнительных высокочувствительных глубинных манометров, один из которых устанавливают нэ уровне заливаемой втрубы над ИЛТ жидкости, а другой помещают на 100-200 м ниже первого, при этом за периоды притока из пласта одновременно с изменением забойного давления, регистрируемым в интервале опробуемого пласта, регистрируют приращение давления по дополнительным установленным манометрам, в качестве определяющих параметров используют обьемы притокафлюида в забойных условиях и суммарный объем жидкости и газа при забойных условиях, поступивших в трубы, по следующим зависимостям 78,5 ив где Чп - .приращение объемабах за период притока, м;Р 1 и Р 2 - начальные давлему (М 4) и верхнему (Мз) мэновызовом притока, МПа;Р 2 и Р 4 - давления в момприточного периода по нижнехнему Мз) манометрам, МПа;Ан - разница в абсолютточек установки манометровб - внутренний диаметтруб, м, Объем газа, приведентным условиям, рассчитываетмости( флюида в труижнеперед чания я по трам нт око му (М 4 еткахм;льных ндар- висиных отм Мэи М 4, р бури ный к ста ся по за Чг.н н 7 хРЕпльтрата глинисто о в трубы над ИПока или сум , определяют и 3) а объем фи ступившег риод пр опробован висимости о раствора, поза каждый пеарно зэ все следующей зэит ие Чф хРхрн(4)оступившего в трубыока, пересчитанныйя,нм;идкости (фильтрата,нистым раствором),где Чг.н, - объем газа, инад ИПТ за период прина стандартные условиРж плотность жсмеси фильтрата с глит/м; Чп - приращение объема флюида в тру бах за период притока при забойных условиях; 2849; 80, 09 - переводные козффициенРк - Рн - разность забойного давленияв конце и начале притока по манометру М 1,МПа;с - внутренний диаметр труб в интервале заполнения газом, м; 5р - плотность газа в стандартныхусловиях, т/м;Тп, Р - температура и давление в интервале труб над ИПТ, заполненных при опробовании газом, К, МПа; 10Чф - объем фильтрата смеси фильтратас глинистым раствором), м .Уп - коэффициент сверхсжимаемостигаза с плотностью рн при условиях Р и Т,дол.ед. 15Существенные отличительные признаки изобретения следующие: в процессе спуска испытателя в трубах устанавливают неменее двух дополнительных высокочувствительных глубинных манометров, причем 20один из них помещают на уровне заливаемой в трубы над ИПТ жидкости, а другой -на 100 - 200 м ниже первого, при этом запериод притока иэ пласта дополнительнорегистрируют синхронно с записью забойного давления приращение давления, обусловленное подъемом уровня жидкости,залитой в трубы, определяют объемы притока флюидов в забойных условиях и на основании этих данных и данных, полученных с 30помощью глубинных манометров, установленных в интервале пласта, путем совместной обработки по зависимостям,приведенным выше, определяют раздельные объемы жидкости и газа, поступивших 35в трубы из подпакерного пространства,Анализ патентной и научно-технической информации показал, что заявленноетехническое решение является новым, имеет изобретательский уровень и промышленно применимо,На фиг. 1 и 2 показаны обвязка устья икомпоновка испытуемого оборудования,спускаемого в скважину 1 на колонне бурильных труб 2, включающая опорный элемент 3, фильтр 4, пакер 5, ясс 6, испытательпластов 7, запорно-поворотный клапан 8,циркуляционный клапан 9, глубинные манометры М 1 и М 2. установленные в традиционных точках, и Мз и М 4; один - под уровнем 50жидкости заливаемой в трубы над ИПТ, другой - на 100 - 200 м ниже. Кроме того, на фиг.1 показано заполнение скважины (труб изатрубного пространства) в момент создания депрессии на испытуемый пласт, а на 55фиг. 2 - распределение глинистого раствора, фильтрата промывочной жидкости, газав скважине после первого цикла испытания;на фиг, 3 - б - типичные картограммы глубинных манометров М 1, М 2, Мз, М 4, зависимости давления Р от времени т при многоцикловом испытании объекта, Р Рк,Рь Р 2, Р 4 - начальные и конечные давления фиксируемые глубинными манометрами М 1, М 2, Мэ, М 4 в первом приточном периоде опробования; на фиг. 7 и 8 - распределение флюидов в трубах над ИПТ в момент создания депрессии на пласт (фиг. 7) и после первого закрытия запорно-поворотного клапана ИПТ (фиг. 8), точки установки глубинных манометров: М 2- над ИПТ, М 4 - на глубине Н 2, Мэ - на глубине Н 2, Мэ - на глубине Н 1, Нн начальный уровень жидкости (глинистого раствора) в трубах в момент создания депрессии, Нк - конечный уровень после первого закрытия запорно-поворотного клапана; на фиг. 9 - распределение давления Р по глубине Н в бурильных трубах над и под ИПТ: - в моментсоздания депрессии,-после первого закрытия запорно-поворотного клапана ИПТ, Рн, Рк - начальное и конечное давления, зафиксированные глубинным манометром М 1 под ИПТ. Р 1 и Р 2 - начальное и конечное давления, зафиксированные глубинным манометром М 4, Рэ и Р 4 - начальное и конечное давления, зафиксированные глубинным манометром Мэ,Производят спуск ИПТ в скважину 1 на бурильных трубах 2 с обычной компоновкой (фиг, 1 и 2), включающей опорный элемент 3, фильтр 4, пакер 5, ясс б, испытатель пластав 7, запорно-поворотный клапан 8, циркуляционный клапан 9, глубинные манометры М 1 и М 2 в традиционных точках под и над испытателем пластов. Кроме того, при спуске дополнительно устанавливают не менее двух высокочувствительных глубинных манометра с малым диапазоном измерения: один Мэ - на уровне заливаемого в трубы для создания расчетной депрессии глинистого раствора, другой М 4 - на 100- 200 м ниже, На устье скважины (фиг. 2) с целью замера объема выходящего из скважины воздуха подключают газовый счетчик 10; находится в готовности для промывки цементировочный агрегат 11, система шлангов 12, с вертлюгом 13.Изолируют пласт от скважины, создают депрессию на пласт, вызывают приток пластового флюида. не допуская прорыва газа через залитый в трубы над ИПТ глинистый раствор, контролируют интенсивность и нарастающий суммарный объем притока флюида в забойных условиях по интенсивности и объему вытесняемого из бурильных труб в атмосферу через газовый счетчик 10 воздуха. В процессе испытания синхронно регистрируют манометрами М 1 и М 2 изменение забойного давления, а нарастание давления5 10 15 20 2530 40 в верхней части залитого первоначально в бурильные трубы 2 глинистого раствора, обусловленное подъемом его уровня под действием поступающих из-под пакерного пространства флюидов, - по манометрам Мз и М 4. Заканчивают опробование, поднимают бурильные трубы, определяют повышение уровня за весь период испытания, обрабатывают картограммы глубинным манометров. По показаниям манометров Мз и М 4 рассчитывают объемы притока каждого приточного периода, используя формулы 91) и 92). По разнице показаний этих манометров, соотнесенной с АН, контролируют не изменялась ли за период испытания плотность жидкости на уровне их установки, Суммарный обьем притока за все открытые периоды определяют и традиционным способом по повышению уровня глинистого раствора в трубах. Замеряют после дегазации денсиметром плотность смеси фильтрата с глинистым раствором, поступившим эа время опробования в трубы над ИПТ, По картограмме глубинного манометра М 1 определяют нарастание давления за каждый и риточн ый период оп робо ва ния.Рассчитывают объем, приведенный к нормальным условиям, газа, поступившего за каждый приточный период или за все опробование, суммарно по формуле (3) и обьем фильтрата глинистого раствора (смеси фильтрата с глинистым раствором подпакерного пространства), поступившего в трубы над ИПТ за каждый период притока или суммарно за все опробование, по формуле (4), При опробовании глубоко залегающих пластов с большим объемом подпакерного пространства или значи-. тельным количеством фильтрата в результате расчетов по формуле (3) вводят поправку на количество газа, растворенного в фильтратеЧг,р, = Чф+ Чп,п х Я (5),где Чп,п - объем подпакерного пространства выше кровли пласта-коллектора, м; 45Я - предельная растворимость газа вфильтрате и глинистом растворе при забойных условиях, м /м;з,Чг.р. - объем газа, растворенного вфильтрате, нм; 50Чф - объем смеси фильтрата с глинистым раствором, м, определенной по форзмуле (4),П р и м е р 1, При опробовании ИПТ воткрытом стволе интервала 3710-399 м 55скважины 1 Пурсамыльская ПГО "Ухтанефтегазгеология" зафиксировано нарастаниедавления за открытый период (60 мин) 1,27МПа, при подьеме труб установлено увеличение объема флюида в трубах на 2,1 м,з среднее забойное давление при опробовании 21,5 МПа, температура 363 К, принятаплотность газа при стандартных условиях0,000715 т/м, расчетный коэффициентсверхсжимаемости газа 0,93, внутреннийдиаметр бурильных труб 0,114 м. При расчете. по омруле (3) получают обьем газа180 нм, дебит около 5 тыс,нм /сут. Объемфильтрата по формуле (4)Чф = 1,1 м (52 оь отобъема притока при забойных условиях).Расчет по применяемой ранее методике(Рязанцев, Герцен, 1976; Карнаухов, 1991) даетпоступление газа за период притока 1950нм; дебит 47 тыс,н.м /сут. как видим, расз,хождение в 10 раз. При последующем опробовании этого объекта черезперфорированную эксплуатационню колонну дебит газа составил 2 тыс.ст,м /сут.Расчеты показывают, что если бы ростзабойного давления в открытый период опробования этого обьекта ИПТ был обусловлен только за счет накопления в трубах надИПТ сжатого газа, то объем флюида долженбыл увеличиться не на 2,1 м, а более чем на10 м, что противоречит фактическим данзным.П р и м е р 2. При опробовании ИПТ воткрытом стволе интервала 4535 - 4591 мскважины 1 Шандровской площади (трест"Харьковнефтегазразведка") зафиксировано повышение давления в трубах с 461,6 до464,6 кг/см за открытый период 45 мин2(фактические данные из статьи РязанцеваН.Ф. и Герцена И,П. Упрощенная методикаобработки результатов испытания газоносных пластов в процессе бурения. - "Бурение", М 5, 1976, ВНИИОЭНГ). Забойнаятемпература 386 К, за время притока уровень в бурильных трубах с внутренним диаметром 124 мм повысился на 56 м,коэффициент сверхсжимаемости газа 1,24,относительный удельный вес 0.6 (плотностьгаза при стандартных условиях 0,000732т/м ). Авторы статьи не использовали прирасчете обьем притока 0,676 мз, рассчитывали объем газа, приведенный к стандартным условиям, используя лишь величинунарастания давления и относительнуюплотность газа, и получили результат 510нм, Расчеты же по формулам (3) и (4) иплотность фильтрата 1,05 т/м дают в ре 3зультате количество газа 111 нм, фильтрата0,27 м . Расхождение в этом случае в 4,5раза, жидкая фаза составила 40 от объемапритока в забойных условиях,Примеры расчета обьема газа, приведенного к стандартным условиям, и объемажидкости, поступающей при опробованиииз подпакерного пространства, приведеныв таблице.2003792 Таким образом, в сравнении с прототипом, не изменяя существенно техники и технологии испытания, предлагаемый способ позволяет производить опробование ИПТ газонасыщенных интервалов в скважинах без прорыва газа через залитую в трубы над ИПТ жидкость (глинистый раствор), что повышает безопасность работ, сокращает затраты времени и в то же время обеспечивает достаточную точностВ расчета объемов, поступающих за открытые периоды испытаСкважинаПурьсамыль- Скважина Шандроновская, ская, ПГО "Ухтанефтегазгео- трест "Харьковнефтегазразлогия" ведка" Параметры Ч 3 2,1 0,68 1,27(Рк - Рп), МПа 0,294 рж, м/т 1,08 1,05 0,114 0,000715 0,000732 386 363 45,56 21,5 1,24 0,93 180 0,27 Доля жидкости от объема притока при забойных условиях, % 40 Чг - по ранее применявшейся методике 1950 510 Завышение по сравнению спредлагаемым способом в 10 раз в 45 раза Г 1 р и м е ч а н и е;Фактические данные из статьи Рязанцева Н.Ф. и Герцена И.П.Упрощенная методика обработки результатов испытания газоносных пластов в процессебурения, - Бурение, 1976, М 5, с. 37, ВНИИИОЭНГ.Объемы притока определены традиционным способом по подъему уровня в трубах запериод испытания. б, мрн, т/мТп, КР, МПаЕп дол.ед,Чг,п нмзЧф мз ния, газа и фильтрата промывочной жидкости, при многоцикловом испытании прослеживается изменение соотношения в забойных условиях, поступающих из пласта, 5 газа и жидкости.(56) 1. Карнаухов М,Л. Гидродинамические исследования скважин испытателем пластов. М.: Недра, 1991, с. 99-102,10 2. Авторское свидетельство СССРМ 819322, кл. Е 21 В 49/00, 1981.Формула изобретенияСПОСОБ ОПРОБОВАНИЯ ГАЗОНАСЫЩЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ В СКВАЖИНЕ, включающий спуск в скважину испытателя пластов на трубах (ИПТ) с двумя глубинными манометрами, создание депрессии на пласт путем закачки в скважину глинистого раствора, вызов притока пластового флюида без прорыва газа через залитый в трубы над испытателем пластов глинистый раствор, регистрацию кривой восстановления давления и определение параметров пласта по полученным данным, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверно сти опробования путем снижения погрешности при определении объема газа, поступившего при опробовании, регистрируют нарастание забойного давления в приточные периоды испытания, а в про цессе спуска испытателя в трубах устанавливают не менее двух дополнительных высокочувствительных глубинных манометров, первый из которых размещают на уровне глинистого раствора, заливаемого в 25 трубы при спуске, а второй помещают на 100 - 200 м ниже первого, при этом в период притока из пласта одновременна с измерением забойного давления по манометрам в интервале опробуемого и ласта регистрируют приращение давления, обусловленное подъемом уровня жидкости, а в качестве определяемых параметров используют объемы притока флюидов в забойных условиях и суммарные объемы жидкости и газа при забойных условиях, поступившие в трубы, по следующим завис и мост я м .78,5Р 4 - Рзб ЬН 40Рг - Р 478,5Рг - Р 1бг ЛНРг - Р 4где Чп - увеличение объема флюида в тру бах при забойных условиях за период притока, м; Р 1 и Рг - начальные давления по нижнему и верхнему дополнительно установленным манометрам, МПа;Рзи Р 4 - конечные давления по нижнему и верхнему дополнительно установленным манометрам, МПа;ЛН - разница в абсолютных отметках точек установки дополнительных манометров, м;б - внутренний диаметр бурильных труб, м;РжЧп - 80,09Рк - Рнбг2845РрнТ Е2845 РТпЕпрж Чп,09 Рк-Рн бф " 2845 Р рнТ Егде Чгн - объем газа при стандартных условиях, нм;Рж - плотность жидкости (фильтРата,смеси фильтрата с глинистым раствором), т/м;Р - Рн - разность забойного давления вконце и начале притока по манометру,установленному в фильтре ИПТ, МПа;б - внутренний диаметр труб в интервале, заполненном газом, м;Рн - плотность газа в станДаРтных Условиях, т/м;Тп,Р - температура и давление в интервале труб над ИПТ, заполненном приопробовании газом, К, МПа;Еп - коэффициент сверхсжимаемости газа, с плотностью в стандартных условиях рн, при условиях Р и Тп, дол.ед.;Чф - обьем фильтрата (смеси фильтратас глинистым раствором), м;80,09 и 2845 - переводные коэффициенты.2003792 Рн Рк Рз Р 1 Ра Рак иг еильтвт == гл тво ль А. ГруздМоргентал остав. Лисин трельнико то аказ 33 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина Тираж НПО "Поиск35, Москва. Ж,Подписноеспатенташская наб 4/5