Способ определения коэффициента сжимаемости пластовой жидкости Советский патент 1988 года по МПК E21B47/10 E21B47/06 

и

bo со ю iNd

Is9

I1A39222

,

Изобретение относится к нефтяной промьгашённости, касается определения физических параметров жидкости в скважинных условиях и может быть - использовано при разведке и эксплуатации нефтяных месторождений.

Цель изобретения - повышение точности и достоверности определения коэффициента сжимаемости пластовой ю жидкости.

На изображено пробоотборное устройство для реализации способа; на фиг. 2 - диаграмма изменения давления в пробоотборной камере; на 15 фиг, 3 - график зависимости перемещения поршня от перепада давления и забойной температуры.

Устройство представляет собой про- боотборную камеру 1, расположенную 20 в проточной зоне 2 и помещеннзпо в kopnyc пробоотборника 3, В обеих частях пробоотборной камеры установлены два плавающих поршня 5 и 6, пролостью бурильных труб. Для притока из пласта создают обеспечивающую снижение за данления ниже давления нас пластовой жидкости. Под де перепада между пластовыми и давлением в трубах пласт кость поступает в трубное ство , В этот момент происх полнение пробоотборной кам фазной пластовой жидкостью 5 и 6 под действием переп пластовым давлением и атмо пробоотборной камере перем вверх, вытесняя тормозную через реле 4 из одной част борной камеры в другую. Пр реле необходимо для того, уменьршть темп разгазирова вой жидкости, которая при поступает в трубы в виде г ной смеси. Измеритель 8 да сирует рост давления в тру

странство между которыми заполнено 25 вая притока КП на фиг,2),

лостью бурильных труб. Для вызова притока из пласта создают депрессию обеспечивающую снижение забойного данления ниже давления насьпцения пластовой жидкости. Под действием перепада между пластовыми давлением и давлением в трубах пластовая жидкость поступает в трубное пространство , В этот момент происходит заполнение пробоотборной камеры 1 двухфазной пластовой жидкостью. Поршни 5 и 6 под действием перепада между пластовым давлением и атмосферным в пробоотборной камере перемещаются вверх, вытесняя тормозную жидкость через реле 4 из одной части пробоотборной камеры в другую. Применение реле необходимо для того, чтобы уменьршть темп разгазирования пластовой жидкости, которая при испытании поступает в трубы в виде газожидкостной смеси. Измеритель 8 давления фиксирует рост давления в трубах (кри

Изобретение относится к нефтяной промьшшенности и предназначено для определения физических параметров жидкости в скважинных условиях. Цель изобретения - повьшение точности и достоверности опред еления коэффициента сжимаемости пластовой жидкости. .Для этого производят отбор пробы в пробоотборную камеру пластовой жидкости (ПЖ) при давлении ниже давления (Д) насыщения ПЖ. Отобранную пробу ПЖ сжимают в пробоотборной камере восстанавливающим забойным Д со скоростью, меньщей скорости восстановления забойного Д, до фазового перехода двухфазной ПЖ в одно- фазнуй. Расширяют пробы ПЖ уменьшением забойного Д со скоростью, меньшей скорости снижения забойного Д, до фазового перехода однофазной ПЖ в двухфазную. Расширение производят путем повторного открытия скважины на приток. Определяют разность давлений фазовых переходов двухфазной ПЖ в однофазную и обратно - однофаз- ной в двзгхфазную. Использование данного способа позволяет определить коэффициент сжимаемости уже на стадии бурения. 3 ил. Q Ф (Л с

тормозной жидкостью с низким коэффициентом объемной упругости (минеральное масло и т.п,). Пространство 7 над верхним поршнем б заполнено

Вращением бурильной колонны на десять оборотов закрывают скважину для восстановления забойногр давления. При этом шток ЗПК, перемещаясь вверх.

инертным газом (йзот и ТеП,) под ат-30 сообщает отверстия 11 и 12 между сомосферным давлением. При наличии перепада давления в верхней и нижней частях пробоотборной камеры плавающие поршни 5 и б, перемещаясь относительно друг друга, перекачивают тор- мозную жидкость из одной части пробоотборной камеры в другую, Дпя регистрации изменения давления в пробоотборной камере установлен чувствительный измеритель 8 давления, Внутрен- ияя. полость пробоотборной камеры сообщается со скважинным пространством через отверстия 9 - 13, Верхняя часть 14 пробоотборной камеры соединена со штоком запорно-поворотного клапана (не показан).

Устройство работает следук щим образом,

В компоновке испытательного оборудования пробоотборное устройство присоединено непосредственно к запор- но-поБОротному клапану (ЗПК), Это необходимо для того, чтобы соединить силовой шток ЗПК с верхней частью 14 пробоотборной камеры, В исходном положении отверстия 9 и 10 совмещены (фиг,1). Разгрузкой оборудования на забойной скважине сообщают подпа- керное пространство с. внутренней по

Вращением бурильной колонны на десять оборотов закрывают скважину для восстановления забойногр давления. При этом шток ЗПК, перемещаясь вверх.

сообщает отверстия 11 и 12 между сод

бои. По мере восстановления забойного давления поршни 5 и б, переме- щаясь, сжимают газожидкую смесь.

в пробоотборной камере. Рост давления в камере происходит со скоростью меньшей, чем скорость роста забойного давления (уменьшение скорости определяется величиной перепада давления на гидравлическом сопротивлении реле 4), Это позволяет на диаграмме давления зарегистрировать скачок давления, соответствуюпщй фазовому переходу двухфазной смеси в однофазную (фиг,2, кривая восстановления 5 давления КВД), Это давление соответствует точке растворения газа в жидкости Р;, ,

Открытие скважины на приток во втором цикле испытания производится повторным вращением бурильной колон- н ы на десять оборотов, сообщая при этом проточную зону 2 и пространство в пробоотборной камере над верхним порганем через отверстия 11 и 13, Поскольку давление в нижней части пробоотборной камеры больше, чем в проточной зоне, нижний поршень 5 начинает перемещаться вверх, вызывая расширение пластовой жидкости, находящей0

5

ся в пробоотборной камере 1, Наличие реле 4 позволяет производить расширение со скоростью меньшей, чем скорость снижения забойного давления, что позволяет зарегистрировать измерителем 8 давления скачек давления, соответствующий фазовому переходу одние пластовой жидкости в однофазном состоянии, по бланку манометра 30 мин. По калибровочному графику (фиг.З) находят перемещение поршня за время t ЗП мин при давлении на поргпень PI Р ц - Ртр где Р. - давление в пробоотборной камере, равное 34,8 МПа; - давление залитой в

нофазной жидкости в двухфазную. Это

давление соответствует началу выделе,- IQ трубы буферной жидкости, равное

ния газа из жидкости Р2(фиг.1). 18,0 МПа,г4Р, 16,8 МПа.

Разность Р , - P;j ЛР определяет перепад давлений, при котором жидкость, находясь в растянутом (метаПри Р , 16,8 МПа (фиг.З) определяют 41 14,1 см (на фиг. 3 приведен калибровочный график перемещестабиль ом) состоянии продолжает ос- ig ия поршня при ), Площадь порштаваться однофазной. В этом случае, чтобы определить значение коэффициента сжимаемости, необходимо-знать изменение объема 4V, произошедшего при изменении давления на :dP. Если представить изменение объема как ЛУ РП- Л1,

где Т п площадь плавающего поршня в

пробоотборной камере; Л1 - перемещение поршня за время между фазовыми переходами пластовой жидкости в пробоотборной камере. Время между фазовыми переходами определяется по диаграмме давления, записанной измерителем 8 давления, после извлечения устройства на поверхность , Тогда с помош зю калибровочного графика (фиг.З), показываюX м

ня в пробоотборной камере F

3,1

бы

V

пр

Объем отобранной про- I ,24 X

20

25

30

Коэффициент сжимаемости пластовой жидкости

р -1--||--- .з., -«„ /„.

Существенным преимуществом предлагаемого способа является то, что определение коэффициента сжимаемости осуществляется прямым методом и точность в оценке параметра определяется только погрешностью приборов, в частности глубинных манометров, применяемых в испытании. Например, в случае применения манометров МГП-ЗМ погрешность измерения не превьшгает

щего зависимость линейного перемеще- 35 iil,5%, что существенно выше точности ния порщня от перепада давления и за- jрезультатов в сравнении с прототипом :бойкой температуры, определяют зна- (расхождение с экспериментальными чениеД. Такой график необходимо иметь для каждого реле, применяемого

г,- 40

значениями коэффициента сжимаемости по прототипу 10 - 2,7%).

в устройствах для осуществления предлагаемого способа. I

Пример. Испытание скважины на приток и восстановление давления производят с помощью компоновки, в которую помимо известных узлов (испытатель пластов, ЗПК, пакер и т.д.) включают пробоотборное устройство (фиг.1). Испытайие проводят по следующей схеме; открытый период 30 мин, восстановление давления 45 мин, второй открытый период приКоэффициент сжимаемости пластовой жидкости является одним из основных тараметров, необходимых при подсчете балансовых запасов нефти для за- 45 лежей, разрабатываемых в упругом и упруговодонапорном режимах. Величина этих запасов и коэффициент сжимаемости пластовой жидкости связаны прямо пропорциональной зависимостью, 5Q поэтому ошибки, возникающие при опре- , делении А, непосредственно влияют. на величину подсчетных запасов нефток) 45 мин. Диаграмма измененияти и газа. Эффект от использования

давления в пробоотборной камере, за-предлагаемого способа заключается писанная глубинным манометром, приве- gg в том, что уже на стадии бурения или

дена на фиг.2. Разность давленийопытно-промышленной эксплуатации

ЛР Р, Р составляет 4,8 МПа..За-скважины можно определять коэффициент

бойная температура92 0, Время t, всжимаемости пластовой жидкости. Достечение которого происходит растяже-товерность определения этого параметние пластовой жидкости в однофазном состоянии, по бланку манометра 30 мин. По калибровочному графику (фиг.З) находят перемещение поршня за время t ЗП мин при давлении на поргпень PI Р ц - Ртр где Р. - давление в пробоотборной камере, равное 34,8 МПа; - давление залитой в

18,0 МПа,г4Р, 16,8 МПа.

При Р , 16,8 МПа (фиг.З) определяют 41 14,1 см (на фиг. 3 приведен калибровочный график перемеще ия поршня при ), Площадь поршX м

ня в пробоотборной камере F

3,1

бы

V

пр

Объем отобранной I ,24 X

Коэффициент сжимаемости пластовой жидкости

р -1--||--- .з., -«„ /„.

Существенным преимуществом предлагаемого способа является то, что определение коэффициента сжимаемости осуществляется прямым методом и точность в оценке параметра определяется только погрешностью приборов, в частности глубинных манометров, применяемых в испытании. Например, в случае применения манометров МГП-ЗМ погрешность измерения не превьшгает

iil,5%, что существенно выше точности jрезультатов в сравнении с прототипом (расхождение с экспериментальными

значениями коэффициента сжимаемости по прототипу 10 - 2,7%).

40

Коэффициент сжимаемости пластовой жидкости является одним из основных тараметров, необходимых при подсчете балансовых запасов нефти для за- 45 лежей, разрабатываемых в упругом и упруговодонапорном режимах. Величина этих запасов и коэффициент сжимаемости пластовой жидкости связаны прямо пропорциональной зависимостью, 5Q поэтому ошибки, возникающие при опре- , делении А, непосредственно влияют. на величину подсчетных запасов неф-/

//

7

1

j -9 9

Pj -HBMffa P.fldg Рг-ЩОППо.

ш

гц/1 2flв

G ff,5 10 1.5 Ю Г,ч

.

Фиг.2

Г,ч