Основные категории скважин и решаемые задачи
В нефтепромысловой геофизике основными объектами изучения являются пласт и скважина. Главным источником информации о составе и свойствах геологических объектов, условиях их залегания, параметрах самих скважин, процессах, протекающих в пластах и скважинном пространстве, являются геофизические исследования скважин.
Скважины, в зависимости от режима работы, способа эксплуатации, конструкции, особенностей решения задач, подразделяют по категориям. Это
- простаивающие: неперфорированные (контрольные, наблюдательные и в ожидании перфорации после бурения) и перфорированные (пьезометрические, в ожидании КРС);
- действующие: добывающие (фонтанные, ШГН, ЭЦН, газлифтные) и нагнетательные (закачка воды, газа, теплоносителя);
осваиваемые (опробуемые): скважины после бурения и в КРС.
Для получения информации о процессах в пласте и скважине геофизические исследования проводятся в свободной колонне, в насосно-компрессорных трубах (НКТ), в межтрубном пространстве.
Схема исследований:
а) в свободной колонне, б) в НКТ, в) в межтрубье
При этом решаются следующие задачи:
выделение работающих пластов (определение интервалов притока и поглощения жидкости);
определение мест нефте-газо-водопритоков;
оценка продуктивности пласта и расхода жидкости;
изучение технического состояния скважин (определение мест нарушения герметичности обсадной колонны и забоя скважины, выявление межпластовых заколонных перетоков в скважине);
определение статического и динамического уровней жидкостей и НВР в межтрубном пространстве;
определение местоположения глубинного насоса и режима его работы;
определение мест нарушения герметичности НКТ.
В настоящем пособии уделено внимание задачам, решаемым в действующих (добывающих и нагнетательных) и осваиваемых скважинах.
Добывающие скважины (рис.1) служат для извлечения нефти и газа из продуктивных коллекторов.
Рис.1. Приток нефти из пласта в добывающую скважину
Нагнетательные скважины (рис.2) служат для поддержания пластового давления путем нагнетания в пласт газа или воды с целью вытеснения нефти к забоям добывающих скважин.
Рис.2. Нагнетание жидкости (газа) через НКТ
Освоение скважин – это комплекс работ (в скважинах разведочных, обсаженных после бурения, в капитальном ремонте), связанный с кратковременным вызовом притока пластовой жидкости для оценки ее состава. Вызов притока из пласта осуществляют с использованием компрессоров (компрессорное освоение скважин, рис.3.) или свабов (*свабирование скважин, рис.4.).
*Свабирование - поршневание, шомпольная эксплуатация, один из старейших способов скважинной добычи нефти с помощью подвешенного на тросе поршня. Применяется при освоении новых или повторном возбуждении фонтанных скважин.
Рис. 3. Схема освоения скважины компрессором
I - скважина в покое; II - нагнетание воздуха в межтрубное пространство (включение компрессора); III - прорыв закачиваемого воздуха через НКТ (работа компрессора и скважины в режиме отбора); IV - восстановление забойного давления до пластового (отключение компрессора); V - скважина "возвращается" в первоначальное гидродинамическое состояние покоя
Рис.4. Схема процесса свабирования в скважине
1-скважина в покое; 2-спуск сваба в НКТ; 3-отрыв и извлечение части столба жидкости из НКТ на поверхность; 4-приток жидкости после извлечения сваба; 5-возвращение скважины в первоначальное состояние покоя
Для понимания процессов, происходящих в скважине при свабировании, в общем случае можно использовать рассматриваемые в данном пособии типовые кривые различных методов в период компрессорного освоения.
Исследования добывающих, нагнетательных и осваиваемых скважин осуществляются промыслово-геофизическими методами, которые отличаются большим разнообразием и используют различные виды физических полей (тепловые, электрические, электромагнитные, ядерных излучений, механических напряжений). Это термометрия, расходометрия, барометрия, акустическая шумометрия, методы состава (резистивиметрия, гамма-гамма плотнометрия, влагометрия).
Ни одна задача при исследовании скважин не решается каким-то одним из методов в отдельности, поэтому необходимо их комплексное применение. Комплексные данные, полученные в результате каротажа, позволяют решать широкий круг задач диагностики нефтяных пластов и скважин с большой степенью достоверности. Результатом решения задач при исследовании скважин геофизическими методами является заключение, основанное на комплексной интерпретации полученных при этом данных. Понятно, что эффективность получения конечного результата определяется правильным выбором комплекса методов (его оптимальностью), рациональной и высококачественной методикой и техникой проведения работ и качеством геофизической интерпретации.
Процесс интерпретации данных заключается в выявлении и объяснении различных аномалий на диаграммах различных методов, которые отражают процессы, происходящие в пластах и скважинах, и свойства горных пород. Таким образом, результат решения нефтепромысловых задач, т.е. качественная интерпретация геофизических данных, требует учета многих факторов и предусматривает знание физических основ геофизических методов исследования, процессов, происходящих в пласте и скважине, а также умение выделять основные признаки, по которым решаются эти задачи.