Назначение газогидродинамических исследований в газовых и газоконденсатных скважинах

При подсчете запасов газа и проектировании разработки путем создания геолого-математических моделей месторождений требования к объему и качеству исходной информации существенно повышаются. Такая информация накапливается:

- путем изучения литолого-стратиграфического разреза по шламу, керну, образцам, отобранным боковым грунтоносом;

- комплексом геолого-геофизических исследований по выявлению в разрезе продуктивных горизонтов, определению толщины, пористости, проницаемости, остаточной водонасыщенности коллектора, положения контакта газ-вода (газ-нефть-вода);

- газоконденсатными исследованиями по изучению состава пластовой смеси, фазового состояния смеси, потерь конденсата в пласте, условий сепарации на установках комплексной подготовки газа;

– газогидродинамическими исследованиями по изучению параметров пласта, их продуктивности, эксплуатационных характеристик скважин, запасов залежи и других параметров.

Качество информации зависит от объема проведенных исследований, числа разведочных скважин, однородности залежи и выбора методов интерпретации полученных результатов. Естественно, что, чем больше число исследованных скважин и объектов, тем больше объем информации о залежи.

Согласно “Правилам разработки газовых и газоконденсатных месторождений”, [35] требуется выполнение определенного объема газогидродинамических и промыслово-геофизических исследований с использованием соответствующих приборов и оборудований. В настоящее время в РФ серийно не производятся передвижные установки по исследованию скважин на газоконденсатность. Из-за принятой на газовых промыслах системы замера дебитов скважин и кустов отсутствует возможность исследования скважин в газопровод в большом диапазоне изменений дебита.

В этих условиях необходима разработка таких методов, с помощью которых можно получить требуемую информацию с наименьшими затратами сил и средств на испытания.

Схематично эта возможность показана на рисунке 1.1. Как видно из рисунка, основная цель может быть достигнута на любом месторождении независимо от его геолого-промысловой характеристики.

Выбор оптимального комплекса исследований для каждого месторождения зависит от состояния обвязки скважин, наличия стенда испытания на установках по комплексной подготовке газа, продолжительности процессов стабилизации и восстановления давления, поставленной задачи, т.е. от того, что требуется определить и с какой точностью эти параметры нужны, от того, происходит ли эксплуатация скважин, или скважина разведочная и месторождение еще не разрабатывается, и от многих других факторов.

Рисунок 1.1 -Схема получения информации газогидродинамическими методами.

Если скважина находится на разведочной площади и не введена в эксплуатацию, то возможности испытания в газопровод и использование данных эксплуатации исключены. Если скважина вскрывает пласты с длительной стабилизацией давления и дебита, то следует использовать одну из модификаций ускоренных методов исследования на стационарных режимах фильтрации, или же использовать кривые стабилизации давления и дебита на одном единственном режиме для определения параметров пласта и коэффициентов фильтрационного сопротивления.

Если исследование проводится с целью определения параметров пласта, предназначенных для прогнозирования темпа внедрения в газовую залежь подошвенной или краевой воды, то достаточно снять кривую восстановления давления, так как параметры, определяемые по кривым восстановления давления, характеризуют отдаленную от забоя скважины часть пласта, чем параметры, определяемые стационарными методами.

Параметры, определенные по результатам исследования методом установившихся отборов, являются осредненными от стенки скважины до контура питания, и сильное загрязнение призабойной зоны или улучшение ее фильтрационных свойств в результате проведения интенсификационных работ может существенно повлиять на величину этих параметров. Это влияние, в конечном счете, при прогнозировании продвижения воды в залежь может искажать истинные темпы вторжения воды.

Если скважина эксплуатационная и подключена к газосборной сети, то следует пользоваться данными эксплуатации для определения коэффициентов фильтрационного сопротивлений и параметров пласта или же исследовать ее без выпуска газа в атмосферу.

Ускоренные методы исследования скважин следует применять практически на скважинах, в особенности горизонтальных, всех месторождений, где продолжительность стабилизации давления и дебита и восстановления давления значительно выше продолжительности необходимой в вертикальных скважинах.

Газогидродинамические исследования проводятся на всех разведочных и эксплуатационных скважинах. В разведочных газовых скважинах проводятся:

- замер статического давления на устье и пластового давления (как правило, глубинным манометром);

- определение дебита газа и конденсата на 3¸5 режимах работы скважины;

- замер динамического давления на устье и забойного давления глубинными манометрами или расчетным путем на различных режимах работы скважины;

- снятие кривых стабилизации давления и дебита и кривых восстановления давления;

- замер температуры газа на забое и ее распределение по стволу скважины при различных дебитах и забойных давлениях;

- определение количества и состава выносимой воды и твердых примесей при различных дебитах газа;

- отбор проб газа, конденсата и воды для определения их химического состава и свойств, изучения условий выпадения конденсата, а также для выяснения наличия коррозионно-активных компонентов в газе и в жидкой фазе;

- при необходимости, работы по интенсификации добычи газа;

- откачка воды до постоянного химического состава получаемой воды из пьезометрических скважин;

Если газоносные пласты представлены слабо сцементированными коллекторами и скважина расположена вблизи нефтяной оторочки, подошвенной или контурной воды, то освоение и исследования должны проводиться при низких перепадах (градиентах) давления на пласт. Для выбора величины депрессии на пласт следует детально проанализировать материалы геофизических исследований, лабораторного изучения образцов породы. По составу газа, распределению давления и температуры определить возможность образования гидратов в призабойной зоне и в стволе скважины.

В комплексе с промыслово-геофизическими методами газогидродинамические исследования эксплуатационных скважин позволяют определить работающие интервалы и распределение дебитов по этим интервалам. Объем газогидродинамических исследований зависит от стадии освоения месторождения. Таких стадий в процессе поиска, разведки и разработки месторождений три:

1. Исследования на стадии разведки залежи для получения информации, используемой при подсчете запасов газа и конденсата.

2. Исследования на стадии опытно-промышленной эксплуатации для получения дополнительной информации, позволяющей: уточнить запасы газа, конденсата и нефти; более детально изучить основные свойства пласта и пластовой смеси; установить устойчивость дебитов скважин и др.

3. Исследования в процессе разработки с целью контроля за разработкой залежи, для изучения характера изменения давления по площади и по толщине залежи, продвижения воды в залежь, изменения коэффициентов фильтрационного сопротивления, параметров пласта, свойств и состава газа, конденсата, нефти и воды в процессе разработки, установления перетоков и степени истощения отдельных пластов и др.

Периодичность измерения пластовых давлений по скважинам устанавливается в проекте, с учетом геологических особенностей месторождения и темпов отбора газа из залежи. Выбранная периодичность должна обеспечить возможность оценки характера снижения и распределения давления. Такая периодичность зависит от запасов газа, годового отбора и от характеристики эксплуатационных объектов. При этом должна быть использована любая незапланированная остановка скважины. Число и размещение выбранных для измерения пластового давления скважин должны обеспечить достоверность необходимой информации о пластовом давлении по толщине и по площади залежи. При этом не следует стремиться к возможно большему числу скважин и частым измерениям давления. По возможности измерения пластового давления следует проводить одновременно или же полученные результаты пересчитать к единому времени. Контроль величины пластового давления по площади и по толщине осуществляется наблюдательными скважинами, с учетом их размещения и вскрытия ими газоносных пропластков.

Для контроля за работой скважины следует не реже одного раза в год выборочно проводить исследования с использованием дебитометрии и термометрии, с учетом состояния забоя и наличия забойного оборудования в интервале перфорации. Число контрольных исследований должно быть установлено, исходя из характера изменения данных эксплуатации скважин и неоднородности залежи по площади, интервала вскрытия, близости подошвенной и краевой вод, скорости потока, глубины спуска и диаметра фонтанных труб и т.д.

Определенные трудности при испытании скважин газогидродинамическими методами возникают при их подключении в один коллектор (шлейф). Такое подключение приводит к необходимости испытания скважин в атмосферу. Следует возвести в ранг обязательных испытания скважин на подземных хранилищах методом установившихся закачек в процессе закачки газа в пласт. В целом должны быть обновлены правила [35], касающиеся частоты, объема и качества газогидродинамических исследований, с учетом требований охраны окружающей среды и природных ресурсов, системы сбора и подготовки газа на промыслах, с набором методик, приемлемых на каждом конкретном месторождении.