Файл: Мищевич, В. И. Гидродинамические исследования поглощающих пластов и методы их изоляции.pdf

Так как поток неразрывен, Q3 —Q3 .

Сложив правые и левые части уравнений (48) и сделав некото­ рые преобразования, получим окончательную формулу притока или оттока, жидкости для третьей условной среды:

,nkmhb)

Аз = — ,

2р (/£ „ - /Р с )2

nk03hco

Кя =

Формула для выражения дебита или расхода жидкости в пла­ сте с тремя условными средами имеет вид

Воспользовавшись зависимостями (42), (45) и (49), оконча­

Таким образом, общая формула для выражения приемистости или расхода скважины с тремя условными средами и со скинэффектом вследствие проникновения промывочного раствора с раз­ буренными частицами имеет тот же вид, что и формула без учета скин-эффекта, но с другими значениями коэффициентов приеми­ стости (пропорциональности или продуктивности).

Способы определения параметров пластов с тремя условными средами при наличии скин-эффекта остаются прежними.

§ 14. ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ОБОБЩЕННОГО ЗАКОНА ФИЛЬТРАЦИИ

Закон фильтрации жидкости с преодолением начальных гра­ диентов давления и трехчленный закон фильтрации жидкости в обобщенном виде можно применять при решении задач:

86

а) по изоляции проницаемых (поглощающих) сред при буре­ нии нефтяных и газовых скважин;

б) по разработке нефтяных месторождений с учетом движения нефти по всем трем средам.

Рассмотрим каждую задачу в отдельности.

Способ борьбы с поглощениями промывочного раствора. Борьба

с поглощениями, как правило, ведется в следующей технологиче­ ской последовательности.

1. После вскрытия предполагаемого поглощающего горизонта для его количественной и качественной оценки проводят гидроди­ намические исследования — определяют зависимость расхода жид­ кости, фильтрующейся в поглощающий горизонт, от создаваемого перепада давления.

2. С помощью расходомера находят границы зоны поглоще­ ния — глубину залегания и мощность поглощающего горизонта.

3. На основании индикаторной линии вычисляют основные па­ раметры поглощающего горизонта — суммарный коэффициент при­ емистости Кс и показатель режима фильтрации пс:

Qc = КсЛр, или Qc = Кс (Ар)п.

4. На основании суммарного коэффициента приемистости Кс определяют методы борьбы с поглощением:

а) выбирают состав и качество тампонирующей смеси; б) рассчитывают количество тампонирующей смеси с учетом

мощности поглощающего горизонта; в) выбирают способ и технику доставки тампонирующей сме­

си до зоны поглощения.

Таким образом, главным в методах борьбы с поглощениями промывочного раствора является достоверность определения основ­ ной характеристики поглощающего горизонта — коэффициента приемистости Кс- От степени его достоверности зависят все рас­ четы, влияющие на качество изоляционных работ.

Практика борьбы с поглощениями на нефтяных месторождени­ ях Татарии, Башкирии, Куйбышевской области и других показала, что при выборе способов борьбы с поглощениями в скважинах по величине суммарного коэффициента интенсивности поглощения с использованием одночленного закона фильтрации могут быть полу­ чены различные результаты: в одних случаях вся тампонирующая смесь остается в стволе скважины — изоляционные работы прово­ дить не следует; в других случаях вся смесь распространяется по каналам поглощающего пласта и закупоривает их —тампонирова­ ние зоны поглощения необходимо.

Такое различие результатов изоляционных работ объясняется тем, что поглощающие пласты, имея один и тот же коэффициент приемистости Кс, могут быть представлены различными по про­ ницаемости породами, в которых размеры поглощающих каналов могут изменяться от нескольких микрон до нескольких сантимет­

87

ров, и в них действует не один, а несколько законов фильтрации

жидкости.

Применение же одночленного закона фильтрации для обработ­ ки результатов исследования и определения одного суммарного коэффициента поглощения часто приводит к неправильному приня­ тию решений по выбору методов изоляции зон поглощения.

Так как проницаемые пласты представлены мелкопористыми, пористыми и трещиновато-кавернозными отложениями, при их вскрытии необходимо пользоваться обобщенным законом фильтра­ ции в тройных средах

намических исследований поглощающих горизонтов в нефтяных и

газовых скважинах.

Коэффициент приемистости К\ указывает на присутствие в по­ глощающем пласте трещиновато-кавернозной зоны, движение жид­ кости в которой происходит по квадратичному закону Краснополь­ ского— Шези, а размеры каналов фильтрации колеблются в пре­ делах от долей миллиметра до нескольких сантиметров.

Коэффициент Кг указывает на присутствие в поглощающем пласте среднепористой зоны, движение жидкости в которой про­ исходит по прямолинейному закону Дарси, а размеры ка­ налов фильтрации колеблются от десятков микрон до долей мил­ лиметра.

Коэффициент Кз указывает на присутствие в поглощающем пласте мелкопористой зоны, движение жидкости в которой про­ исходит с преодолением начальных градиентов давления, а разме­ ры каналов фильтрации находятся в пределах от единиц до де­ сятков микрон.

Очевидно, что изоляционные работы по ликвидации поглоще­ ний необходимо проводить лишь в трещиновато-кавернозной зоне, где размеры каналов фильтрации имеют значительные величины и возможен уход промывочного раствора. Среднепористые и мелко­ пористые участки не требуют специальных изоляционных работ. В этих случаях следует подбирать соответствующие промывочные растворы или вводить в них инертные наполнители.

При определении необходимости изоляционных работ по сум­ марному коэффициенту приемистости пласта изоляционные работы могут быть проведены и в тех случаях, когда пласт представлен мелко- и среднепористыми малопроницаемыми породами большой мощности. При этом вследствие больших значений коэффициентов Кг и Кз суммарный коэффициент будет также большим, хотя К\ — = 0. В соответствии с этим необходимость проведения изоляцион­ ных работ предложено определить не по суммарному коэффициен­ ту приемистости пласта Кс, а по коэффициенту приемистости тре­

88

щиновато-кавернозной среды К\ с использованием для анализа обобщенного трехчленного закона фильтрации

Qc = KxjSp КАР + К 3 {Ар)2.

Технология проведения изоляционных работ в этом случае за­ ключается в следующем.

1. После вскрытия предполагаемого поглощающего горизонта для его качественной оценки проводят гидродинамические исследо­ вания— определяют зависимость расхода (поглощения) от созда-' ваемого перепада Q= f(Ap).

2. Вычисляют коэффициенты приемистости (продуктивности)

Ки Кг, К3.

3.При отсутствии К\ изоляционные работы не проводят.

4.При наличии К\ с помощью расходомера устанавливают гра­ ницы зоны поглощения — глубину залегания и мощность погло­ щающей части. По кривой расходомера в зависимости от мощности поглощающего горизонта выделяют участки с наиболее интен­ сивным поглощением.

5.Снимают индикаторные диаграммы по наиболее интенсивным участкам поглощения, определяемым с помощью расходомера.

6.При близком совпадении значений К\ по двум замерам (всей зоны поглощения и интенсивного участка, выделенного с

помощью расходомера) намечают меры борьбы с поглощением: выделенного участка, характеризующегося величиной Ки

Этот способ имеет следующие преимущества:

а) исключаются ненужные изоляционные работы, когда по­ глощающий пласт представлен мелко- и среднепористыми порода­ ми; в итоге сокращаются время на проведение изоляционных ра­ бот, расход тампонажных материалов и время на разбуривание цементного моста;

б) выделение поглощающих интервалов, представленных ка­ вернозно-трещиноватыми породами с высоким значением коэффи­ циента приемистости К\ позволит проводить их раздельную изоля­ цию с применением пакеров, что значительно повысит качество и эффективность изоляционных работ, так как будут исключены перетоки между интервалами с различными проницаемыми сре­ дами, а также снизятся расход тампонажных материалов и время на разбуривание цементного моста.

Способ разработки многопластовых нефтяных месторождений.

В настоящее время широко известен способ разработки многопла­ стовых нефтяных месторождений единым фильтром, при котором перфорация эксплуатационных колонн, обработка призабойных зон, пуск скважин в эксплуатацию производятся по суммарному коэффициенту продуктивности, полученному при исследовании скважин на различных режимах (перепад давления — расход).

Величина суммарного коэффициента продуктивности опреде­ ляется отрезком, отсекаемым индикаторной линией на оси расхода при перепаде давления в 1 кгс/см2. Коэффициент режима фильт­

89