Методика промысловых исследований и построение профилей приемистости нагнетательных скважин

При решении большинства задач используются интегральные профили поглощения воды (приемистости) в нагнетательных скважинах и притока продукции в эксплуатационных скважинах. Кроме того, применяются кривые восстановления и затухания расхода в отдельных точках соответственно после открытия и закрытия скважины. Эти два вида первичных диаграмм, получаемых с помощью скважинных расходомеров, используются для решения многочисленных задач, возникающих в нефтепромысловой практике.

По своему назначению и техническим характеристикам приборы для измерения расходов жидкостей в стволе можно разделить на расходомеры, предназначенные для исследования: а) нагнетательных скважин, не оборудованных насосно-компрессорными трубами (НКТ); б) нагнетательных скважин, оборудованных НКТ; в) эксплуатационных фонтарирующих скважин; г) эксплуатационных компрессорных скважин (оборудованных газлифтным оборудованием) и т. д.

Беспакерные расходомеры измеряют, в принципе, осредненное значение скорости потока в скважине, т. е. с их помощью строится приближенная кривая изменения скорости потока в стволе скважины.

Беспакерные большегабаритные расходомеры дают более близкие к истине результаты, чем малогабаритные приборы. Это связано с тем, что через чувствительный элемент малогабаритных расходомеров проходит меньшая часть общего потока жидкости и гидравлическое сопротивление измерительного тракта их больше, чем у большегабаритных приборов.

Малогабаритные расходомеры больше искажают эпюру скоростей в стволе скважины, чем приборы большего диаметра.

Приборы с неуправляемым пакером используются в настоящее время для исследования нагнетательных скважин и в перспективе могут быть использованы при исследовании скважин с ЭПН (с электропогружными насосами). При надежной работе пакерующего устройства эти приборы измеряют истинный объемный расход жидкости, т.к. через их чувствительный элемент в принципе проходит весь измеряемый поток жидкости.

Расходомеры с управляющим пакерующим устройством в зависимости от конструкции самого прибора и степени раскрытия пакера могут работать в различных режимах, а именно: а) через чувствительный элемент проходит весь измеряемый поток (прибор с абсолютным пакером); б) через чувствительный элемент проходит определенная известная доля измеряемого потока (прибор с калиброванным отверстием на пакере); в) часть потока жидкости проходит через чувствительный элемент прибора, а часть через кольцевое пространство между пакером и обсадной колонной скважины (прибор снабжен пакером, не перекрывающим полностью колонну скважины или у прибора пакер раскрыт частично).

Из краткого перечисления режимов работы отдельных видов скважинных расходомеров видно, что не во всех случаях через измерительный преобразователь проходит весь измеряемый поток. Это связано со многими специфическими условиями исследования действующих скважин.

Как же решаются проблемы расходометрии в действующих скважинах?

Необходимость в пакере одни авторы объясняют тем, что в этом случае можно получить достаточную точность измерения, абсолютный пакер (без утечек) обеспечит прохождение всего потока измеряемой жидкости через чувствительный элемент. Другие авторы отрицают необходимость абсолютного пакера и для повышения чувствительности прибора предлагают специальную насадку, увеличивающую долю прохождения жидкости через чувствительный элемент. Правильное решение данного вопроса может быть получено только при учете всего комплекса факторов, влияющих на характеристики и работоспособность приборов с теми или иными чувствительными элементами.

В скважинных расходомерах нашли применение в основном три вида чувствительных элементов: а) гидродинамическая турбинка (вертушка); б) поплавково-пружинное устройство; в) заторможенная турбинка на струной подвеске.

Чтобы выявить, как влияют основные факторы на работоспособность приборов с учетом специфики чувствительных элементов, на специальном гидравлическом стенде (рис1) были сняты их статические характеристики.

Подача жидкости на рабочую колонну стенда 6 осуществляется из напорного бака 1. Напорный бак наполняется с помощью центробежного насоса 2. Постоянство уровня напорного столба H поддерживается благодаря переливному устройству 3. Измерение расхода производится с помощью мерных емкостей 5. Регулировка расхода осуществляется игольчатым клапаном 4. Гидравлическая схема обвязки позволяет изменять направление потока жидкости в рабочей колонне стенда. Чувствительные элементы 7 устанавливались в трубке 8. А с помощью клапана 9 регулировалось сечение обводного канала. Отсчет показаний поплавково-пружинного устройства (в) и заторможенной турбинки (г) производился визуально, а гидродинамической турбинки (б) — с помощью магнитоэлектрического преобразователя. В качестве рабочей жидкости использовалась водопроводная вода с температурой 130С.

Статическая характеристика гидродинамической турбинки (рис 2, а) для жидкостей с малой вязкостью согласуется с классическим уравнением прямой, проходящей через начало координат.

Определенная степень пропуска пакера приводит к пропорциональному изменению угла наклона графика, которое может быть определено по одному контрольному замеру.

Статические характеристики поплавково-пружинного устройства (рис. 2, б) и заторможенной турбинки на струнной подвеске (рис. 2, в) выражаются соответсвенно степенными функциями Для нормальной работы прибора с заторможенной турбинкой уменьешение коэффициента пакеровки практически недопустимо. Уменьшение коэффициента резко изменяет характеристику прибора и снижает его чувствительность.

Поплавково-пружинное устройство по сравнению с заторможенной турбинкой менее чувствительно к утечкам в пакере. Однако при наличии утечки нижний предел измерения сдвигается в сторону больших расходов и резко ухудшается порог чувствительности.

Рассмотрим, как влияют отклонения в диаметре обсадной колонны скважины на показания приборов с перечисленными чувствигельными элементами. Известно, что диаметр труб обсадной колонны скважины имеет некоторые отклонения от номинальных значений. Например, трубы одного номинального значения наружного диаметра имеют колебания внутреннего диаметра в пределах 148,0−155,2 мм (номинальный диаметр 150 мм).