СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ НЕФТЕДОБЫВАЮЩЕЙ СКВАЖИНЫ
METHOD OF INVESTIGATION OF OIL PRODUCING WELL

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, а именно к способам расчета забойного давления по промысловым измерениям в остановленных нефтедобывающих скважинах.
Современные методы расчета забойного давления основаны на статистической интерполяции величин средней плотности газожидкостной смеси (ГЖС) от глубины погружения насоса под динамический уровень. При этом они не учитывают относительное движение газовой и жидкой фаз и термобарические условия в добывающей скважине, что обусловливает значительные погрешности при расчете забойного давления в скважинах с высоким содержанием газа в ГЖС (Скважинная добыча нефти, И.Т. Мищенко, Москва. 2003 г., стр. 450).
Известен способ исследования нефтедобывающей скважины, который заключается в измерении уровня жидкости в скважине методом волнометрирования и вычислении забойного давления с учетом плотности жидкости и давления затрубного газа. Однако данный расчет дает высокие погрешности, что связано с неточностью определения среднего удельного веса ГЖС в скважине (RU 2052092, опубл. 07.09.1993 г.).
Наиболее близким к заявляемому является способ исследования нефтедобывающей скважины, заключающийся в определении забойного давления, основанном на измерении максимальной глубины динамического уровня однородной по плотности жидкости при выводе скважины на режим после глушения (RU 2515666, опубл. 20.05.2014 г.).
Недостатком данного способа является его недостаточная достоверность из-за низкой точности определения забойного давления в скважине с высоким содержанием газа в ГЖС в промысловых условиях, т.к. способ не учитывает влияния растворенного и выделившегося газа на плотность многофазной ГЖС.
Технический результат заключается в повышении достоверности способа путем расчета объемного соотношения газовой и нефтяной фаз по столбу многофазной ГЖС в эксплуатируемой скважине и построения ее гидродинамической модели.
Технический результат получают за счет того, что в способе исследования нефтедобывающей скважины, включающем определение забойного давления на основе устьевых измерений показателей эксплуатации скважины, согласно изобретению осуществляют промысловые измерения, на основе которых строят гидродинамическую модель нефтедобывающей скважины, заполненной многофазным флюидом, и рассчитывают забойное давление для каждого момента времени после остановки скважины с учетом интенсивности протекания процесса разгазирования ГЖС, для чего осуществляют подбор кривой разгазирования, соответствующий фактическим промысловым измерениям.
Полученный при осуществлении изобретения результат достигается совокупностью расчетов термобарических условий, характерных для скважин, путем обобщения промысловых устьевых и глубинных замеров, а также оценки интенсивности протекания разгазирования ГЖС в этих скважинах. Построение газодинамической модели нефтедобывающей скважины адаптируют под конкретный объект, что приводит к минимизации погрешностей в расчетах.
Гидродинамическая модель нефтедобывающей скважины подразумевает принятие двух допущений:
- весь газ, способный выделиться из элементарного объема ГЖС, выделяется моментально;
- вся вода откачивается насосом, и величина обводненности не влияет на аддитивную плотность ГЖС в интервале от динамического уровня до приема насоса.
Заявляемый способ осуществляется следующим образом.
Для расчета необходимы следующие фактические промысловые измерения по нефтедобывающей скважине и продуктивному пласту и исходные данные:
скв
- глубина скважины (по высоте) Н, м;
дин
- динамический уровень (по высоте) Н, м;
ф
3
- газовый фактор в скважине Г, м/т;
нас
- давление насыщения нефти газом Р, МПа;
затр
- давление затрубное Р, МПа;
пл.н
3
- плотность пластовой нефти ρ, кг/м;
г
3
- плотность газа, выделяющегося из нефти ρ, кг/м;
- относительная плотность газа по воздуху , д.ед.
Осуществляют расчет распределения объемного соотношения газовой и нефтяной фаз по столбу ГЖС в работающей скважине, которое характеризуется величиной объема газа Г, выделившегося из элементарного объема при данном давлении.
нас
ф
Давление насыщения Р достаточно точно определяют в лабораторных условиях, а газовый фактор Г - прямым замером. Из-за различных скоростей движения газа и воды возникает «эффект скольжения», поэтому выделившийся в любом элементарном сечении газ с высокой скоростью будет стремиться в область пониженного давления (к динамическому уровню). По этой причине объем газа будет непременно увеличиваться, двигаясь из области давления насыщения к области давления на динамическом уровне. В связи с этим такая неубывающая зависимость объема газа от давления может быть описана экспоненциальной функцией, а все кривые разгазирования, полученные в результате лабораторных исследований, можно интерполировать экспоненциальной функцией.
Для оценки распределения объемного соотношения газовой и нефтяной фаз предложено подбирать расчетную кривую разгазирования, которая описана уравнением экспоненты:
,
3
где Г - объем газа, выделившийся из элементарного объема при заданном давлении, м/т;
ф
3
Г - газовый фактор скважины, м/т;
гжс
Р - давление, создаваемое столбом жидкости над элементарным объемом, МПа;
В - коэффициент, характеризующий степень выпуклости экспоненты к оси Ох, В>0.
Чем больше коэффициент В по модулю, тем раньше начинается процесс разгазирования ГЖС.
погр
столба
столба
На основе устьевых и глубинных замеров строят график зависимости глубины погружения насоса под динамический уровень (Н) от давления, создаваемого столбом ГЖС над насосом (Р). Он имеет линейный вид. По указанной зависимости рассчитывают давление столба ГЖС (Р) на каждой его глубине (отчет ведется от динамического уровня), а затем по предполагаемой кривой разгазирования определяют объем газа, существующий при данном давлении столба.
реал
Далее полученный объем газа пересчитывают с учетом термобарических условий на данной глубине столба ГЖС по формуле и получают Г:
,
где z - коэффициент сверхсжимаемости газа, рассчитанный исходя из компонентного состава газа;
0
Р - атмосферное давление, равное 0,1 МПа;
0
Т - температура при нормальных условиях, равная 293 К,
Т - текущая температура, К;
гжс
Р - текущее давление столба ГЖС, МПа;
пов.усл
3
ρ - плотность нефти в поверхностных условиях, кг/м.
Расходное газосодержание β рассчитывают по формуле:
Истинное газосодержание ϕ рассчитывают по соотношению: ϕ=0,833⋅β.
гжс
Плотность ГЖС ρ при заданном давлении рассчитывают по формуле аддитивности:
, где
г
3
ρ - плотность газа, выделяющегося из ГЖС, кг/м.
Затем рассчитывают давление на каждой i-шаговой глубине по формуле гидростатики:
,
где h - принятый шаг по глубине столба ГЖС, м;
гжс.i
3
ρ - плотность ГЖС на i-й глубине столба ГЖС, кг/м;
i-1
P - давление, создаваемое на (i-1)-шаговой глубине столба ГЖС, Па.
погр
гжс,
Следующим этапом является построение распределения давлений по столбу жидкости на основе расчетной кривой разгазирования. Полученное распределение накладывают на график зависимости Н от Р, построенный по промысловым измерениям. Если графики совпадают, то такое распределение плотностей по столбу ГЖС для скважин с данным газовым фактором считается достоверным, и коэффициент В для кривой разгазирования подобран верно.
В случае, если полученное распределение давлений выходит за границы доверительного интервала величиной 97% на указанном графике, то необходимо увеличить или уменьшить коэффициент В по модулю и провести перерасчет распределения давлений по столбу ГЖС до максимально близкой сходимости графиков.
столба
Далее рассчитывают высоту столба ГЖС Н в скважине по формуле:
,
скв
где Н - глубина скважины, м;
дин
Н - динамический уровень в скважине, м.
столба
столба
заб
По полученной кривой разгазирования определяют давление Р, создаваемое столбом высотой Н, а забойное давление Р вычисляют по формуле:
,
столба
где Р - давление, рассчитанное по кривой, МПа;
ур
Р - давление газа на динамическом уровне, МПа,
ур
при этом давление на динамическом уровне Р рассчитывают по формуле:
,
затр
где Р - давление затрубное, МПа;
- относительная плотность газа, выделяющегося из ГЖС, по воздуху, д.ед.
Предлагаемый способ исследования нефтедобывающей скважины характеризуется высокой сходимостью результатов расчетов с фактическими промысловыми измерениями, что позволяет сделать вывод о его достоверности.