Способ определения приведенного радиуса скважины Советский патент 1989 года по МПК E21B47/08 

1

Изобретение относится к исследованию скважин и может быть использовано для определения приведенного радиуса скважин, освоенных к эксплуатации, при оценке степени их несовершенства по характеру вскрытия.

Цель изобретения - повышение достоверности определения приведенного радиуса скважины.

На фиг. 1 приведены графики зависимостей уровня шума от числа Рейнольдса фильтрационного потока жидкости в образцах пористых структур с зернами различной крупности; на фиг. 2 - графики зависимости уровня шума в районе интервалов перфорации нагнетательных скважин от дебита жидкости.

Физическая сушность изобретения состоит в следуюшем.

Жидкость, движушаяся в пористой среде, излучает звук. При этом акустическая активность потока находится в определенной зависимости от скорости движения жидкости. Установлен факт суш.ествования трех диапазонов значений числа Рейнольдса с разным характером зависимости уровня шума от

скорости фильтрации (т. е. с разной акустической активностью потока). Результаты исследования некоторых образцов пористых структур приведены на фиг. (логарифмический масштаб). По оси абсцисс здесь отложены значения числа Рейнольдса фильтрационного потока в исследуемом образце, по оси ординат - уровень сигнала электроакустического преобразователя, пропорциональный уровню звукового сигнала. Под уровнем сигнала подразумевается среднеквадратичное значение, измеренное в полосе частот от 1000 Гц до 60 кГц. Этот частотный диапазон соответствует высокочастотной части спектра шума фильтрационного потока жидкости. Кривая 1 есть результат исследования образца структуры с размером частиц 342±42 мкм, кривые 2 и 3 - результаты полученные на образцах с размером частиц 275±25 мкм и 175±25 мкм соответственно. Каждая кривая состоит из двух прямолинейных участков со степенной зависимостью и одного криволинейного, являющегося переходным между ними. Завершение перехода к второму прямолинейному участку четко фиксируется. Для указанных образцов Мвпа

ристых структур завершение перехода отмечается при следующих значениях числа Рейнольдса: кривая 1 кривая 2 - ,5; кривая 3 - Re 3,3- Для определения числа Рейнольдса применялось выражение

4Грл/2Г i

где W - скорость фильтрации жидкости;

р - плотность жидкости;10

р, - вязк ость жидкости;

/С - проницаемость пористой структуры, измеренная на данном образце.

Всего было исследовано 16 образцов пористых структур с частицами указанных .с выше размеров. Среднее значение числа Рейнольдса при переходе к второму прямолинейному участку оказалось равным 3,1 при среднем квадрате отклонения 0,24. Это позволяет при известных и К определить скорость фильтрации в момент перехода 20 с точностью не хуже (VO,24/3,1)X 100% 16% по формуле

,

4pV2/C

где звездочками обозначены значения величин в момент перехода.

Таким образом, пропуская через образец пористой структуры жидкость с монотонно изменяемой скоростью фильтрации, можно, измеряя дебит и уровень шума, зафиксиро- зо вать момент перехода потока от акустически более (менее) активного режима к акустически менее (более) активному режиму и определить поперечное сечение образца

25

W

В частности, это можно сделать при исследовании призабойной зоны нефтеводо- носного пласта. В этом случае поперечным сечением области фильтрационного потока является цилиндрическая поверхность, пло- щадь которой определяется выражением

, где h - работающий интервал пласта;

г - расстояние от оси скважины.

Для определения приведенного радиуса скважины поступают следующим образом.

Скважину пускают в работу в режиме фонтанирования с постоянным забойным давлением. Сразу после начала фонтанирования через определенные промежутки времени синхронно измеряют и регистрируют дебит жидкости и уровень шума фильтрационного потока, жидкости, движушейся в области пласта, граничашей со стволом скважины. Дебит измеряют устьевым расходомером в момент наименьшей быстроты изменения уровня шума от быстроты изме- нения скорости фильтрационного потока жидкости, а уровень щума - глубинным гидрофоном, спускаемым до глубины залегания продуктивного пласта. При регистрации показаний измерительных приборов (плотности, вязкости жидкости) и определении проницаемости коллектора и длины работающего интервала пласта отмечают завершение участка с более сильной степенной зависимостью уровня щума от дебита, т. е. с большей акустической активностью фильтрационного потока. Это происходит в момент равенства числа Рейнольдса потока в области пласта, граничащей со стволом скважины, значению 3,1 (с точностью 16%). Далее производится вычисление приведенного радиуса скважины по формуле

.

2:ihii,Re

:0,29i

J

с 0

о

5

5

0

п 5

где р - плотность жидкости; |j. - вязкость жидкости; Я -дебит жидкости в момент наименьшей быстроты изменения уровня шума от быстроты изменения скорости фильтрационного потока жидкости;

К-проницаемость коллектора; h - длина работающего интервала пласта.

Данный способ осуществлен в про.мыс- ловых условиях па нескольких нагнетательных скважинах. Зависимости уровня шума от дебита, полученные при исследовании двух таких скважин, приведены на фиг. 2. Значение дебитов с|,, определенных по кривым 1 и 2, соответственно равны 2,5 и 7,7 л/с. Это с учетом длин работаюших интервалов ,2 м, ,3 м, проницаемостей коллекторов Д ,0,4 IX м- и /(,45Х м- и реологических параметров жидкости (вода) ()10 кг/м , |д, Па-с дает следующие значения приведенных радиусов скважин: ,3 мм, мм. Известный способ в применении к одной из этих скважин дает значение приведенного радиуса в пределах 200-400 см при радиусе по долоту 10 см.

На основании формулы Дюпюи может быть определен верхний предел значений приведенного радиуса. После выхода на стационарный режим скважина работала с дебитом 0,5 л/с и депрессией на пласт 1,2 МПа. Ближайшие скважины, скрывающие тот же пластч находились на расстояниях 100- 200 м от исследованной. Поэтому радиус контура питания для этой скважины может иметь лишь значения меньшие 100 м. Тогда приведенный радиус скважины

/-„;,ехр(1пл х--Хехр(8,6-

J41

-7,7), ,5 см, т. е. значительно меньше радиуса по долоту.

В отличие от известного данный способ дает значение ,3 мм, которое удовлетворяет условию, накладываемому на значения приведенного радиуса скважины л„р

2,5 см. Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить достоверность определения приведенного радиуса скважины.

Формула изобретения

Способ определения приведенного радиуса скважины, включающий пуск скважины в режиме фонтанирования с постоянным забойным давлением, измерение и регистрацию дебита жидкости в процессе его уменьшения, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности определения, измеряют и регистрируют уровень шума фильтрационного потока жидкости при ее выходе из пласта, плотность и вязкость жидкости, проницаемость коллектора и длину работающего интервала пласта, определяют дебит

жидкости в момент наименьшей быстроты изменения уровня шума от быстроты изменения скорости фильтрационного потока жидкости, а приведенный радиус г„р опре- деляют по формуле

...„„.ме.

где р - плотность жидкости;

|1 - вязкость жидкости;

q -дебит жидкости в момент наименьшей быстроты изменения уровня щума от быстроты изменения скорости фильтрационного потока жидкости;

К- проницаемость коллектора;

h - длина работающего интервала пласта.

Изобретение относится к исследованию скважин. Цель изобретения - повышение достоверности определения. Пускают скважину в режиме фонтанирования с постоянным забойным давлением. Измеряют и регистрируют дебит жидкости в процессе его уменьшения. Измеряют уровень шума фильтрационного потока жидкости при ее выходе из пласта. Регистрируют плотность и вязкость жидкости, проницаемость коллектора и длину работающего интервала пласта. Определяют дебит жидкости в момент наименьшей быстроты изменения уровня шума от быстроты изменения скорости фильтрационного потока жидкости. С учетом последнего, плотности, вязкости жидкости, проницаемости коллектора и длины работаюп1.его интервала пласта определяют приведенный радиус скважины. 2 ил.