Геофизические методы контроля динамики фильтрационных процессов в прискважинной области продуктивных пластов

• Автор: Кузьминова, Ирина Владимировна
• Шифр специальности: 25.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Ухта
• Количество страниц: 215 с. : ил.

Содержание

Введение
Глава 1. Гидродинамические характеристики гидроизолирующих зон прискважинной области после вскрытия продуктивного пласта кумулятивной перфорацией
1.1. Факторы, определяющие производительность нефтяных скважин
1.2. Динамика потока углеводородов в области влияния ствола
скважины на продуктивный пласт
1.3. Гидродинамические характеристики зоны кольматации продуктивного пласта
1.4. Гидродинамические характеристики глинистой фильтрационной
корки
1.5. Гидродинамические характеристики зоны разрушения цементного камня в интервале перфорации
1.6. Динамика потока углеводородов в фильтре обсадной колонны интервала перфорации
Глава 2. Проблемы контроля стандартными геофизическими методами гидродинамики прискважинной области продуктивного пласта в интервале перфорации обсадной колонны
2.1. Аналитические и методические проблемы контроля стандартными геофизическими методами физических свойств продуктивного пласта после обсадки и цементирования скважины
2.2. Технические и технологические проблемы исследований прискважинной области продуктивного пласта в обсаженной скважине стандартными геофизическими методами
Глава 3. Параметры физических полей, характеризующие фильтрационные процессы в прискважинной области продуктивного пласта обсаженной скважины
3.1. Координаты источников физических полей на поверхности
обсадной колонны в интервале перфорации продуктивного пласта
3.2. Поле скоростей потока жидкости в интервале перфорации ствола скважины
3.3. Интенсивность излучения акустического поля турбулентным потоком жидкости в стволе скважины и в турбулентной струе
перфорационного канала продуктивного пласта
Глава 4. Математическое и физическое моделирование связи пористости и проницаемости горных пород для метрологических установок скважинных телеметрических систем
4.1. Реальная связь между пористостью и проницаемостью
горных пород и её теоретические концепции
4.2. Математические и физические модели гранулярных эталонов связывающих пористость и проницаемость горных пород
4.3. Капиллярные модели порового пространства горной породы
4.4. Сеточные модели порового пространства горной породы
4.5. Трещинно-капилярная модель порового пространства

анизотропных трещиноватых горных пород
Глава 5. Технология контроля геофизическими методами динамики фильтрационных процессов в прискважинной области продуктивных пластов обсаженных скважин
5.1. Принцип контроля физических процессов в прискважинной области 141 продуктивного пласта обсаженной скважины
Глава 6. Дифференциальные системы скважинной телеметрии с метрологическим обеспечением измерительных каналов
6.1. Определение координат перфорационных каналов методом дифференциальной локации поверхности обсадной колонны постоянным магнитным полем
6.2. Измерение поля скоростей жидкости в потоке дифференциальным термокондуктивным дебитомером
6.3. Телеметрическая система дифференциальной шумометрии с метрологическим обеспечением измерительных каналов
6.4. Растровая и аналитическая формы представления амплитудно-частотных характеристик акустического поля на плоскости
Глава 7. Интерпретация результатов исследований прискважинной области продуктивных пластов
дифференциальными системами скважинной телеметрии
7.1. Теоретические положения интерпретации интегрированных магнитограмм, дебитограмм и шумограмм скважинных телеметрических
систем
7.2. Оперативная интерпретация результатов исследований
интервалов перфорации системами дифференциальной телеметрии
Заключение
Список литературы

Введение
Актуальность работы.
Эффективность разработки нефтяных и газовых месторождений во многом определяется состоянием прискважинной области продуктивного пласта в период заканчивания скважины.
В процессе вскрытия продуктивного пласта бурением в прискважинной области проницаемых пород формируются гидроизолирующие зоны с высоким гидравлическим сопротивлением: глинистая корка на стенках скважины,
кольматационный слой в поровом пространстве проницаемых каналов, за которым следует промытая от пластового флюида зона и далее зона проникновения фильтрата промывочной жидкости.
Спуск обсадной колонны, цементирование заколонного пространства и вскрытие продуктивного пласта кумулятивной перфорацией сопровождается техногенными процессами, повышающими гидродинамическое сопротивление прискважинной области продуктивного пласта, что приводит к значительному падению дебита скважин, вводимых в эксплуатацию. Для восстановления дебита применяют различные методы интенсификации притока углеводородов в ствол скважины или усовершенствованные способы воздействия на прискважинную область продуктивного пласта, но без качественного геофизического контроля проводимых работ.
В процессе эксплуатации скважин под действием потока углеводородов происходит постепенное разрушение искусственно созданных гидроизолирующих зон и формирование естественных зон с высоким гидравлическим сопротивлением.
В интервале перфорации продуктивного пласта технические возможности стандартного комплекса геофизических исследований скважин (ГИС) ограничены и не позволяют обеспечить разработчиков нефтяных месторождений необходимой информацией, а степень влияния техногенных эффектов на продуктивность скважины весьма велика.
Рациональная эксплуатация нефтяных месторождений, предотвращение негативных последствий в процессе строительства скважин, предварительная оценка качества заканчивания скважин требуют надёжной технологии контроля динамики фильтрационных процессов в прискважинной области продуктивных пластов обсаженных скважин.
Цель работы.
Разработка технических средств и технологии контроля динамики фильтрационных процессов геофизическими методами, метрологического обеспечения скважинных телеметрических систем и способа интерпретации полученных результатов исследований.
Основные задачи исследований:
1. Анализ гидродинамических характеристик гидроизолирующих зон в прискважинной области продуктивных пластов после вскрытия их кумулятивной перфорацией.
2. Оценка параметров поля скоростей потока жидкости и акустического поля, создаваемого перфорационными отверстиями.

обусловлено нелинейным характером фильтрации флюидов в глинистых породах. Слабопроницаемая глинистая корка способна увеличить сопротивление фильтрации и снизить реальную депрессию на пласт до 20-40 % от возможных значений. Отсюда следует, наличие глинистой корки ненарушенной структуры приводит к снижению удельного дебита скважины на 50 % при снижении возмущающего воздействия до 1 МПа и на 70-80 % при увеличении возмущающего воздействия до 4-5 МПа.
1.5. Гидродинамические характеристики зоны разрушения цементного камня в интервале перфорации
В процессе вскрытия продуктивного пласта перфорацией кумулятивное и фугасное действие перфоратора на обсадную колонну вызывает интенсивное дробящее разрушение цементного крепления скважины в заколонном пространстве [17]. Раздробленные частицы цемента по размеру в несколько раз превышают частицы породы продуктивного пласта, но фильтрационные характеристики разрушенного цемента существенно лучше, чем пласта в прискважинной области. В процессе эксплуатации скважины фильтрационные характеристики цементного крепления в верхних и нижних слоях продуктивного пласта изменяются. Гидравлическое сопротивление при фильтрации в дроблённом цементном креплении обсадной колонны интервала перфорации определяется выражением [6]:
27ik.ni
In—+

2 тп

6 7.
(1.43)
где кц - проницаемость цементного крепления; ц - вязкость фильтрующего флюида;
<2 - производительность скважины;
т - мощность продуктивного пласта;
г5 - радиус границы дроблёного цементного камня;
гб - радиус фильтра обсадной колонны в интервале перфорации.
В выражении (1.43) учитывается член, пропорциональный квадрату скорости потока углеводородов, согласно (1.4), т. к. предполагается, что в дроблённом цементном креплении обсадной колонны происходит турбулизация потока.
Разрушение цементного камня кумулятивными перфораторами в заколонном пространстве скважины приводит к возникновению межслойности цементного фильтра, равного отношению среднего размера частиц цемента к среднему размеру частиц породы прискважинной области продуктивного пласта. Гидравлическое сопротивление в этом интервале определяется проницаемостью дроблёного цементного камня или степенью фильтрации и зависит от коэффициента межслойности.
На рис. 1.10 приведён график зависимости проницаемости дроблёного цемента К от коэффициента межслойности 77 цементного крепления обсадной колонны в интервале перфорации [6].