СПОСОБ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ГАЗОНАСЫЩЕННЫХ ПЛАСТОВ БЕЗ ВЫПУСКА ГАЗА НА ПОВЕРХНОСТЬ
METHOD OF HYDRODYNAMIC RESEARCH FOR GAS-BEARING FORMATIONS WITHOUT GAS RELEASE TO SURFACE

Изобретение относится к газонефтедобывающей промышленности и может быть использовано при исследовании скважин с помощью испытательного оборудования на трубах, оснащенного пакером.
Из истории вопроса. Как известно, задача гидродинамических исследований скважин заключается в фиксировании параметров статического давления перед пуском скважины, вызове притока, отслеживании процесса стабилизации давления и дебита, а также параметров скважины после стабилизации давления, дебита и температуры и процесса восстановления после закрытия скважины.
На основании анализа и обработки информации по дебиту скважины и характера изменения давления и температуры в период восстановления давления, зарегистрированных соответствующими геофизическими датчиками, расчетным путем определяются фильтрационно-емкостные и динамические свойства коллектора, характеристики качества вскрытия пласта и состояния призабойной зоны скважины.
На достоверность результатов интерпретации кривой восстановления давления (далее КВД) помимо точности используемых измерительных приборов (манометров, термометров и т.п.), большое влияние оказывают условия нестационарного притока газа из пласта в ствол скважины через ее призабойную зону. Стандартная технология исследования пласта с помощью испытателя пластов на трубах подразумевает регистрацию КВД при закрытии скважины на забое при помощи глубинных клапанов. Это позволяет исключить влияние столба газожидкостной смеси в трубах на начальный участок КВД и повысить точность определения значения гидропроводности пласта.
Как правило, в качестве буферной жидкости над испытателем пластов на трубах применяется буровой раствор, на котором вскрывался продуктивный пласт. Буферная жидкость регулирует передаваемую депрессию на пласт, но без специальной обработки соответствующими химикатами она легко пропускает газ. Пропуск газа в процессе испытания приводит к снижению плотности буферной жидкости и вносит значительные погрешности при подсчете объема поступившей продукции, что, в свою очередь, влияет на интерпретацию и точность определения параметров пласта.
При этом химические составы для обработки буферной жидкости дорогостоящи и не безопасны в случае аварийных ситуаций на скважине с точки зрения пожаробезопасности и экологичности. Выпуск газа на дневную поверхность создает аварийную ситуацию на скважине и, как следствие, приводит к нарушению режима работ и к увеличению эксплуатационных затрат.
Авторам известны способы предупреждения миграции газа по заколонному пространству газонефтяных скважин или межколонных газопроявлений, согласно которым производят крепление обсадных колонн цементированием с подъемом цементного раствора выше кровли продуктивного пласта на заданную высоту и установку над ним состава с вязкоупругими свойствами (патент РА №2235858, Е21В 33/14, 2002 г.), а над составом с вязкоупругими свойствами дополнительно размещают тампонажный состав с утяжелителем со сроком схватывания большим, чем у цементного раствора и с регулируемым сроком жизни (патент РФ №2312973, Е21В 33/14, 2007 г.). Наличие над цементной пробкой смеси с вязкоупругими свойствами (далее - ВУС) с более длительными сроками схватывания по сравнению с цементным раствором обеспечивает превышение гидростатического давления над пластовым, предотвращая тем самым миграцию газа по цементному раствору в процессе схватывания последнего. Одновременно ВУС играет роль пакера в затрубном пространстве, предупреждая миграцию газа в вышележащие интервалы.
Известные способы решают задачу качественного цементирования газонефтяных скважин с высоким газовым фактором за счет предупреждения миграции газа из пласта во время ожидания схватывания цемента, а также увеличение срока безаварийной эксплуатации скважин. В известных способах предусматривается применение безглинистого вязкоупругого состава с регулируемым сроком жизни. Срок жизни безглинистого вязкоупругого состава определяется временем его деструкции, после которого происходит выпадение утяжелителя, что приводит к образованию непроницаемой пробки. Это препятствует проведению испытания скважины, так как в случае аварийной ситуации время нахождения испытательного оборудования может превысить время жизни ВУС, и образовавшаяся непроницаемая пробка будет препятствовать циркуляции бурового раствора.
Наличие над ВУС тампонажного раствора создает гидростатическое давление, превышающее давления газа в продуктивном пласте и препятствующее миграции газа, что неприменимо для случая испытания скважин, когда для начала движения газожидкостной смеси необходимо снизить гидростатическое давление ниже пластового давления, то есть передать депрессионный импульс вглубь пласта.
Известен способ обработки призабойной зоны скважины (патент РФ №2034978, Е21В 33/138, 1995 г.), подразумевающий последовательную закачку в пласт порций кремнийогранического тампонажного материала и освоение скважины с депрессией в пределах 20-40% от гидростатического давления. Задачей известного способа является увеличение эффективности изоляции водопритока.
Задачей настоящего изобретения является повышение точности и эффективности измерений гидродинамических параметров газонасыщенных пластов в процессе исследования скважин пластоиспытательным оборудованием без выпуска газа на поверхность и снижение аварийности работ на скважинах.
Поставленная задача решается следующим образом.
В соответствии со способом гидродинамических исследований газонасыщенных пластов без выпуска газа на поверхность, включающем спуск на колонне бурильных труб или НКТ в скважину компоновки испытательного оборудования в виде испытателя пластов с пакером и геофизическими датчиками в заданный интервал исследования газонасыщенного пласта, изоляцию интервала исследований скважины выше газонасыщенного пласта, создание последовательных режимов притока и восстановления давления и последующую интерпретацию полученных данных, согласно изобретению, в процессе спуска в колонну бурильных труб или НКТ испытательного оборудования дополнительно заливают расчетное количество как минимум двухкомпонентной вязкоупругой смеси с заданными параметрами вязкости и упругости, изготовленной без сшивателя на основе полиакриламида и цеолита или глинопорошка, образующей выше компоновки испытательного оборудования вязкоупругую пробку, обеспечивающую создание депрессии величиной не более 10%-20% от ожидаемого пластового давления, и далее гидродинамические исследования проводят согласно регламенту испытания пластов на трубах.
Вязкоупругая смесь может быть также изготовлена на основе обратного водно-эмульсионного состава, при этом эмульсию образуют путем смешивания расчетного количества водно-солевого раствора, углеводородной жидкости и эмульгатора.
Преимущество предложенного решения поставленной задачи по сравнению с известными способами гидродинамических исследований газонасыщенных пластов заключается в том, что наличие в трубе вязкоупругой пробки
- обеспечивает создание депрессии, необходимой и достаточной для проведения качественных испытаний газонасыщенного пласта в открытом стволе;
- предотвращает миграцию газа через буферную жидкость по трубе, обеспечивая сохранение постоянного значения плотности буферной жидкости в процессе испытания скважины, тем самым повышает эффективность и точность измеряемых параметров;
- предотвращает прорыв и выброс газа через трубное пространство на поверхность во время режима притока, исключая аварийную ситуацию на буровой площадке.
- вязкоупругая пробка формируется непосредственно в трубе без химического воздействия на пласт:
- предложенный состав ВУС без сшивателя и малый объем, необходимый для проведения гидродинамических исследований, обеспечивают экологическую безопасность его использования при реализации заявленного Способа гидродинамических исследований газонасыщенных пластов без выпуска газа на поверхность. Это достигается тем, что вязкоупругая пробка, образованная предложенным составом ВУС, не содержащим сшивателей (химических агентов), недолговечна и легко разрушается в процессе подъема труб и извлечения компоновки испытательного оборудования.
Испытание газонасыщенных пластов без выпуска газа на поверхность является более безопасным с точки зрения экологии и предотвращения аварийных ситуаций на скважине, снижает материальные затраты на монтаж дополнительного устьевого оборудования (сепаратора и т.д.), не требует участия при проведении работ военизированной противофонтанной службы.
Таким образом, совокупность отличительных признаков изобретения обеспечивает новый технический результат, а именно - повышение эффективности и точности измерений гидродинамических параметров газонасыщенных пластов в процессе исследования скважин пластоиспытательным оборудованием без выпуска газа на поверхность и снижение аварийности работ на скважинах.
Реализация предложенного изобретения проста на практике, не требует специального дорогостоящего оборудования и материалов, снижает затраты на предупреждение и ликвидации аварийных ситуаций, вызываемых выбросами газа или фонтанированием на скважинах.
На практике предложенный способ гидродинамических параметров газонасыщенных пластов без выпуска газа на поверхность реализуется следующим образом.
3
3
В ходе подготовки к скважинным испытаниям непосредственно на буровой площадке готовят рассчитанное количество ВУС с заданными значениями плотности и вязкости. (На практике применялась смесь цеолита NaA:AlCl в соотношении 1:5, растворенная в воде, плотностью 1300 кг/м и вязкостью 14,25 сСт). Далее на колонне бурильных труб (или насосно-компрессорных труб) в скважину в интервал исследования спускают компоновку испытательного оборудования, состоящего из фильтра, пакер-якоря, ясса, испытателя пластов, циркуляционного клапана и геофизических датчиков, расположенных ниже и выше испытателя пластов. Непосредственно в процессе спуска компоновки испытательного оборудования в трубы заливают расчетное количество буферной жидкости и ВУС. Благодаря смеси буферной жидкости и ВУС, а также значениям плотности и вязкости ВУС, в трубе выше испытательного оборудования образуется вязкоупругая пробка, обеспечивающая создание депрессии, величиной 10%-20% от значения ожидаемого пластового давления. Данное значение депрессии подбирается соотношением объемов буферной жидкости и ВУС.
Спущенную до интервала исследований компоновку фиксируют в скважине пакером (пакер-якорем), осуществляя разобщение подпакерной зоны от остального ствола скважины. Затем открывают приемный клапан испытателя пластов, сообщая подпакерную зону с внутренней полостью колонны труб. В момент открытия приемного клапана на пласт передается импульс депрессии, в результате которого начинается приток газа из пласта, величина которого зависит от характеристик исследуемого пласта. При этом вязкоупругая пробка ВУС препятствует прохождению газа через буферную жидкость, благодаря чему плотность буферной жидкости остается постоянной, и геофизические датчики регистрируют реальное изменение давления, вызванное притоком газа. Тем самым повышается достоверность определения дебита газа, что в конечном счете повышает точность определения таких гидродинамических параметров, как гидропроводность и продуктивность пласта.
По окончании исследований компоновку испытательного оборудования извлекают из скважины. Поскольку вязкоупругая пробка ВУС не содержит сшивателя, она легко разрушается в процессе подъема труб и разборки компоновки и не требует применения специальной технологии утилизации.
Таким образом, предложенный способ обеспечивает высокую точность и эффективность гидродинамических исследований газонасыщенных пластов без выпуска газа на поверхность с помощью испытательного оборудования с пакером (пакер-якорем).
При этом наличие вязкоупругой пробки ВУС препятствует аварийному выбросу газа на поверхность, обеспечивая тем самым безопасность работ на скважине и повышая экономичность по обеспечению на буровой площадке соблюдений требований по охране окружающей среды.