Опробование пластов в процессе бурения

Под опробованием пласта понимают комплекс работ, проводимых для получения притока из пласта, отбора проб пластовых флюидов, уста­новления характера насыщенности и продуктивных характеристик пласта. В этом комплексе большое значение имеют работы по опробованию, проводимые еще до спуска эксплуатационной колонны и ее цементиро­вания. На практике применяют опробователи пластов на кабеле (ОПК) и испытатели пластов на бурильных трубах (ИПТ).

Для оценки характера насыщения пластов и решения це­лого ряда других задач используют опробователи пластов, спускаемые в скважину на каротажном кабеле. Измерение пластового давления при ГДК в различных пластах и про­слоях многопластового месторождения можно использовать для установления гидродинамической сообщаемости различ­ных частей залежи. Проведение последовательных замеров че­рез 0,2-0,4 м позволяет построить профиль проницаемости изучаемого разреза и установить эффективные мощности с детальностью, не достигаемой другими методами.

Основные узлы опробователя пластов на кабеле (ОПК) — резиновый башмак, прижимное устройство и баллон для пластовой жидкости. Управление работой опробователя осуществляют по кабелю, на котором его спускают в скважину. После спуска ОПК в скважину и установки в точке опробования на заданной глубине башмак с помощью прижимного устройства при­жимается к стенке скважины, изолируя ее участок от ствола скважины. Этот участок затем соединяется через канал с баллоном. Под действием перепада давления между пластовым в породе и атмосферным в бал­лоне жидкость и газ из пласта устремляются в баллон. По завершении отбора пробы баллон перекрывают, прижимное устройство освобождает башмак и прибор с пробой поднимают на поверхность.

После подъема прибора измеряют давление в баллоне, затем извлекают пробу и исследуют ее. При исследовании проб замеряют: объемы газа, нефти и воды; компонентный состав углеводородных газов; плотность, вязкость и удельное электрическое сопротивление жидкости; водоотдачу контрольной пробы промывочной жидкости, взятой в скважине на глубине точки опробования, и удельное сопротивление фильтрата; проводят также люминесцентные исследования проб жид­кости, а при необходимости химический анализ проб воды и анализ неуглеводородных газов.

ОПК обладают малой глубиной исследования, определяемой разме­рами зоны дренажа, из которой отбирается жидкость (около 40 см). Поэтому в коллекторах исследуют практически зону проникновения фильтрата промывочной жидкости.

Известно, однако, что в зоне проникновения продуктивных пород содержится не менее 20-30 % от объема пустотного пространства остаточной нефти и не менее 10-20 % газа. Действие больших депрессий в зоне дренажа приводит к тому, что, во-первых, часть остаточной нефти становится подвижной, извлекается из пор и попа­дает в баллон. Во-вторых, происходит глубокая, почти полная дегазация жидкости в порах, в том числе остаточной нефти. Поэтому при опро­бовании продуктивных пластов с помощью ОПК, наряду с фильтратом, всегда отбираются газ и небольшое количество нефти.

ОПК неприменимы в рыхлых породах, разрушающихся при прило­жении депрессий, и в кавернозно-трещинных участках ствола ввиду невозможности обеспечить надежную герметизацию участка отбора. Такие объекты опробуют испытателями на трубах при установке пакера в вышележащих плотных породах.

С помощью ОПК и ГДК газо-, нефте- и водонасыщенные интервалы выделяются по количеству и составу отбираемых газов и жидкостей в пробах ОПК и по изменению профиля проницаемости по ГДК при переходе из газоносной части пла­ста в нефтеносную. Последнее объясняется тем, что при ГДК измеряют не абсолютную, а эффективную проницаемость, ко­торая при прочих равных условиях (пористости и абсолютной проницаемости) зависит от свойств флюидов, насыщающих поры. Высокая расчленяющая способность данных методов по вертикали (0,2-0,4 м) обеспечивает достаточно детальное определение положения контактов даже при малой мощности газо- и нефтенасыщенных интервалов или пластов в целом. Материалы ОПК и ГДК можно использовать для установле­ния граничных значений пористости и проницаемости.

Опробователи пластов на каротажном кабеле предназна­чены для отбора пластового флюида в основном из пластов с гранулярным типом пористости, выяснения характера, их насыщения, определения эффективных мощностей, отбивки границ ВПК, ГВК, ГНК.

Опробование пластов в процессе бурения трубными ис­пытателями (ИПТ) проводят для выявления нефтегазоносности пластов, отбора и исследования пластовых флюидов с установлением их физико-химических свойств, определения гидродинамических параметров объектов испытания, опреде­ления границ ВНК, ГВК, ГНК и др.

План проведения работ по опробованию скважин в про­цессе бурения с помощью ИПТ должен содержать следующие основные сведения:

необходимый и достаточный комплекс геофизических ис­следований до и после проведения работ с испытателем пла­стов;

интервал и скорости проработки ствола, скважины перед испытанием;

интервал ствола скважины, подлежащий испытанию;

тип испытательного инструмента и его компоновка;

обвязка устья при испытании;

технологические параметры проведения испытания и др.

По результатам опробования пласта составляют акт по установленной форме, отражающий результаты проведенных работ.

Испытатель пластов на трубах представляет сборку инструментов, спускаемых в скважину на бурильных трубах. Работы проводятся при участии буровой бригады. Процесс испытаний заключается в следующем. Отрезок ствола скважины против опробуемого интервала изолируется с помощью пакера от остальной части скважины. Затем подпакерное пространство скважины соединяется с полостью бурильных труб, в которой давление столба жидкости снижено по сравнению с пласто­вым. За счет перепада давления осуществляется приток жидкости из опробуемого интервала. Через заданный промежуток времени (время притока) подпакерное пространство снова изолируется от полости бу­рильных труб на время восстановления давления. После этого осво­бождают пакер и поднимают инструмент. При подъеме отбирают пробы жидкости из бурильных труб и определяют объем притока по количеству пустых и заполненных труб. Пробы в дальнейшем подвергают физико-химическому анализу. В процессе испытаний регистрируется диаграмма изменения давления в подпакерном пространстве с помощью само­пишущих манометров, установленных в испытателе.

По данным испытателей пластов получают усредненную характе­ристику насыщенности и основных гидродинамических параметров пласта: пластового давления, фактической и потенциальной (есте­ственной) продуктивности, коэффициента призабойной закупорки, отражающего фактическое состояние призабойной зоны пласта.

Испытатели пластов на бурильных трубах и опробователи на каротажном кабеле должны сочетаться в комплексе работ по испытанию скважин в процессе бурения в зависимости от конкретных геолого-технических условий и поставленных за­дач.

ОПК эффективны для детальных опробований с целью отбивки ВНК и ГНК, оценки эффективной мощности пласта и изучения относительных изменений проницаемости по мощности коллектора. Они характеризуются высокой оперативностью и экономич­ностью. Поэтому их используют для экспресс-оценки характера насы­щенности пластов: до спуска испытателя пластов на трубах для выясне­ния целесообразности применения более дорогого метода опробования; после проведения работ с испытателями на трубах — для детальных исследований испытанного интервала.