Метод исследования газовых скважин при стационарных режимах фильтрации, интерпретация результатов исследования

Федеральное агентство по образованию.

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

"Тюменский Государственный Нефтегазовый Университет"

Институт  Нефти и Газа

Кафедра "Разработка и эксплуатация

газовых и газоконденсатных

месторождений" 
 
 

Курсовая  работа

по  дисциплине

"Подземная гидромеханика"

Тема: "Метод исследования газовых скважин при стационарных режимах фильтрации, интерпретация результатов исследования" 
 

Выполнил: студент группы

НРГ-07-1 Мараховский  С.В.

Проверил: Забоева М.И. 
 
 
 
 
 

Тюмень 2010

 

Содержание 

Введение

1. Оборудование, применяемое при исследовании скважин на стационарных режимах фильтрации

2. Расчет забойного и пластового давления по замеру устьевых давлений

3. Двухчленный закон фильтрации. Коэффициенты фильтрационного сопротивления

4. Интерпретация результатов исследования

5. Задача

Заключение

Список используемой литературы

 

Введение

 

     Исследование  скважин при стационарных режимах  фильтрации, часто называют методом  установившихся отборов, базируется на связи между установившимися забойными (устьевыми) давлениями и дебитом газа на различных режимах и позволяют определить следующее:

     Зависимость дебита газа от депрессии на пласт  и давления на устье.

     Изменение забойного и устьевого давлений и температур от дебита скважин.

     Коэффициенты фильтрационного сопротивления.

     Количество  выносимых жидких и твердых примесей на различных режимах.

     Условия разрушения призабойной зоны, накопления и выноса твердых и жидких частиц с забоя скважины.

     Технологический режим работы скважины с учетом различных  факторов.

     Коэффициент гидравлического сопротивления  труб.

     Эффективность таких ремонтно-профилактических работ, как интенсификация, крепление призабойной дополнительная перфорация установка мостов, замена фонтанных труб и др.

     Оборудование  для исследования монтируется на скважине согласно типовой утвержденной схемы (рис 1.1) на газодобывающем предприятии (для скважин вышедших из бурения, для действующего фонда скважин) или по специально утвержденной программе.

 

     

     Рис 1.1

     1-Факельная  линия

     2-Установка "Надым - 1" 

     Перед началом исследования методом установившихся отборов давление на устье скважины должно быть восстановлено до статического. Исследование проводится последовательным ступенчатым увеличением дебита скважины, от меньших к большим (прямой ход). Работа скважины на режиме исследования продолжается до полной стабилизации термогазодинамических параметров (Р,Q, Т). Первая точка индикаторной кривой выбирается тогда, когда давление и дебит скважины на данной диафрагме (штуцере) перестает изменятся во времени. Процесс стабилизации давления и дебита непрерывно регистрируется и полученные данные (кривая КСД) используется в дальнейшем для определения параметров пласта.

     После проведения замеров давлений на забое, на устье (Рб, Рзатр, Рмк и Туст), дебита газа, количества жидкости и твердых частиц - скважину закрывают для восстановления статического давления. Процесс непрерывно регистрируется (запись КВД). В дальнейшем, путем соответствующей обработке данных КВД определяют параметры пласта.

     Исследования  проводят на 5-6 режимах прямого хода и 2-3 режимах обратного хода, в  зависимости от утвержденной программы.

     При наличие пакера в затрубном пространстве, значительного количества жидкости в потоке газа, определение забойного  давления по устьевым замерам приводит к большим погрешностям. Поэтому рекомендуется использовать глубинные манометры в комплексе с термометром для непосредственного замера забойных давлений и температур.

     Основным  и обязательным условием метода установившихся отборов является полная стабилизация давления, температуры и дебита на режимах исследования. При исследовании высокопродуктивных пластов и скважин это условие выполняется достаточно быстро и стабилизация параметров происходит в период от нескольких минут до нескольких часов.

 

1. Оборудование, применяемое при исследовании скважин на стационарных режимах фильтрации

 

     Оборудование, применяемое при исследовании скважин  методом установившихся отборов  можно разделить на два типа:

     Глубинные приборы и комплексы, предназначенные  для замера параметров работы скважины непосредственно на забое и по стволу скважины.

     Устьевое  исследовательское оборудование.

     Перечислим  наиболее часто применяемое устьевое оборудование:

     Шайбный измеритель расхода газа.

     Диафрагменный измеритель критического течения газа.

     Дифманометры  - расходомеры (поплавковые, мембранные, сильфонные), (УСФ-100).

     Установки для исследований скважин "Надым-1", "Надым-2".

     Устройство "Режим ПНА-1".

     Низкотемпературные  сепарационные установки (передвижные), наиболее часто применяемые при исследовании газаконденсатных и газонефтяных скважин (трапы).

     Средства  КИПиА: образцовые манометры, ртутные термометры, датчики давления и температуры частотного и аналогового типа с регистрирующей аппаратурой, акустические датчики механических примесей и т.д.

     Шайбный измеритель расхода газа.

     Предназначен  для измерения расхода газа (до 5 тыс. м³/сут). Данный прибор применяется для замера дебита газа в трубном и затрубном пространстве нефтяных скважин эксплуатируемых глубинно-насосным способом.

     Представляет  собой упрощенный ДИКТ и дифференциальный жидкостной U-образный манометр, подсоединяемый в корпусе ДИКТа на расстоянии 3-5 см от шайбы.

     Суточный дебит газа рассчитывается по формуле: 

     Q = 0,172 d_ш² (h/g_г) ^{0,5 (}293/Т_г) ^0,5,где 

     d_ш - диаметр шайбы, мм;

     g_г - относительный удельный вес газа;

     h - перепад давления в мм;

     Т_г -температура газа, К.

     Диафрагменный измеритель критического течения газа (ДИКТ).

     Виды: ДИКТ-100, ДИКТ-50.

     Используются  при исследовании скважин с выпуском газа в атмосферу. При измерении дебита с помощью ДИКТа должно быть обеспечено условие критического течения газа через диафрагму т.е. давление до диафрагмы должно быть в два и более раз выше, чем после нее.

     Дебит газа определяется по формуле: 

     Q = С Р_д D /( g_г z Т_д) ^0,5,где 

     Q - дебит газа, тыс. м3/сут.;

     С - коэффициент, определяемый по таблице и зависящий от диаметра диафрагмы;

     Р_д - абсолютное давление перед диафрагмой, кгс/см2;

     D -поправочный коэффициент для учета изменения показателя адиабаты реального газа;

     g_г - относительная плотность газа по воздуху;

     Т_д - абсолютная температура газа перед диафрагмой, К;

     z - коэффициент сверхсжимаемости.

     Дифманометры-расходомеры.

     Расходомеры данного типа состоят из двух основных узлов:

     Устройство, в котором монтируется диафрагма, сопло, штуцер (иное калиброванное отверстие)

     Дифференциального манометра, с помощью которого измеряется перепад давления на диафрагме.

     Дебит газа рассчитывается по формуле: 

     Q = 1700 a e k _tk₁ d_ш^{2 (}Р₁ h / g_г Т z) ^0,5,где 

     Q - дебит, м3/сут;

     a - коэффициент расхода газа, определяемый в зависимости от отношения dш/D;

     D - диаметр трубопровода;

     e - поправочный коэффициент на расширение струи газа, определяемый по графикам в инструкции;

     k_t - коэффициент, зависящий от материала и температуры;

     k₁ - суммарная поправка на недостаточную остроту входной кромки диафрагмы и шероховатость трубопровода, определяется по табл. инструкции;

     d_ш - диаметр диафрагмы;

     Р₁ - абсолютное давление перед диафрагмой, кгс/см2;

     h - перепад давления до и после диафрагмы в мм рт. ст.;

     g_г - относительная плотность газа по воздуху;

     Т - абсолютная температура газа перед диафрагмой, К;

     Z - коэффициент сверхсжимаемости газа при Р и Т.

     Установки для исследования скважин "Надым-1", "Надым-2".

     Установки "Надым-1" (рис.1.2), "Надым-2" используются для проведения специальных газогидродинамических исследований скважин методом установившихся отборов газа на газовых месторождениях и подземных хранилищ газа.

     Установки "Надым-1" монтируются на факельной или задавочной линии скважины. На технологической линии (манифольде) перед шлейфом - "Надым-2".

     Установки представляют собой устьевое малогабаритное устройство состоящее из трех функциональных элементов:

     Сепаратора, очищающего продукцию от жидкости и  механических примесей.

     Расходомера.

     Емкостей  для сбора отсепарированных твердых  и жидких примесей.

     Сепаратор состоит из первой ступени (грубой очистки) и второй ступени (тонкой очистки). Фильтра - набор фторопластовых фильтрующих цилиндров, надетых на каркас фильтр-пакета, прижатых обтекателем. Фторопластовые фильтр-пакеты (ФЭП 120-94-250/20) практически полностью задерживают жидкость и твердые частицы размером более 20 мкм ( DР<=0,05Мпа). 

     

     Рис.1.2 Общий вид коллектора "Надым-1":

     1 - штуцера для замера давления; 2,6 - центробежные завихрители; 3 - отбойник; 4,11 - корпуса; 5 - обтекатель; 7 - фильтрующий элемент; 8 - кольцевая камера; 9 - отбойник примесей; 10 - каркас фильтрующего элемента; 12 - заглушка; 13 - ДИКТ; 14 - вентиль; 15-термокарман; 16 - полухомут; 17 - штуцера для уравнительных трубок; 18 - контейнер; 19 - гайка накидная.