Диэлькометрическая влагометрия

 

Диэлькометрическая влагометрия (влагометрия) осно­вана на изучении относительной диэлектрической проницаемо­сти флюидов в стволе скважины.

Применяют для: определения состава флюидов в стволе сква­жины; выявления интервалов притоков в скважину воды, не­фти, газа и их смесей; установления мест негерметичности об­садной колонны; при благоприятных условиях — для определе­ния обводнённости (объёмного содержания воды) продукции в нефтяной и газовой скважинах.

Ограничения метода связаны с влиянием на показания влагометрии структуры многофазного потока (существенные погреш­ности при разделённых структурах — кольцевой, пробковой) и с экспоненциальной формой градуировочной зависимости датчиков. При объёмном содержании воды в продукции свыше 40-60 % метод практически не реагирует на дальнейшие изменения влагосодержания.

Скважинные влагомеры представляют собой LC или RC-генераторы, в колебательный контур которых включен из­мерительный конденсатор проточного типа. Между обкладками конденсатора протекает водонефтяная, газоводяная или мно­гокомпонентная смесь, изменяющая ёмкость датчика с после­дующим преобразованием изменения ёмкости в сигналы раз­ной частоты.

В нефтяных скважинах используют беспакерные при­боры для качественной оценки состава флюида и пакерные — для количественных определений. В газовых скважинах все при­меняемые влагомеры — беспакерные.

Пакерный влагомер должен удовлетворять следующим требованиям:

- фиксировать притоки нефти в гидрофильную водонефтяную смесь и обнаруживать обводнённость нефти в скважинах с дебитом менее 100 м³/сут;

- нестабильность работы в течение 6 ч не должна превы­шать ±1 %;

- погрешность определения содержания воды в равномерно смешанной гидрофобной водонефтяной смеси не должна пре­вышать ±3 %.

Первичную и периодические калибровки выполняют и эталонировочном устройстве, содержащем дисперсные водонефтяные смеси (эмульсии) с объёмным содержанием воды от 0 до 100 %, через каждые 10 %. Результатом калибровки является гра-дуировочная зависимость относительного разностного параметра f = (f_B – f_СМ)/ (f_B – f_Н) от процентного содержания воды в дисперс­ной смеси, где f_СМ, f_B, f_Н  — показания прибора в водонефтяной смеси, в воде и нефти. Калибровку в газоводяных смесях не про­водят из-за сложности эталонировочного устройства.

Полевую калибровку проводят с помощью генератора стан­дартных сигналов.

Не допускается линейная аппроксимация градуировочной зависимости влагомера в полном динамическом диапа­зоне (0-100 %).

При калибровке учитывают изменения показаний прибора в зависимости от температуры среды, так как при изме­нении температуры от 20 до 100°С относительная диэлектричес­кая проницаемость воды изменяется от 81 до 55.

Исследование интервала включает непрерывные и точечные измерения.

Для пакерных влагомеров непрерывные измерения выполня­ют с закрытым пакером при спуске прибора, точечные — при подъёме прибора, полностью открывая пакер. При перемещении прибора с точки на точку пакер прикрывают.

Непрерывные измерения выполняют в интервалах перфорированных пластов или предполагаемой не герметичнос­ти обсадной колонны, распространяя их на 20 м вниз и вверх исследуемого интервала.

Повторное измерение выполняют в том же интервале.

Скорость каротажа при общих исследованиях — не более 1000 м/ч, при детальных — 300 м/ч, дискретность записи дан­ных по глубине 0,2; 0,1 и 0,05 м.

Точечные измерения выполняют в тех же точках, что и измерения расходомером, включая также аномальные участ­ки, выделенные по результатам непрерывных измерений влаго­мером. На каждой точке проводят не менее трёх измерений с последующим расчётом среднего значения.

Первичная обработка включает расчёт до данным не­прерывных и точечных измерений профиля объёмного содержа­ния воды в стволе скважины с использованием градуировочной зависимости без учёта температурной поправки и поправок за структуру потока.

Результаты измерений представляют в виде исходных кривых (точечных показаний), а результаты первичной обработ­ки – в виде отредактированных влагограмм.

 

Барометрия

 

Барометрия основана на изучении поведения давления или градиента давления по стволу скважины или во времени.

Применяют для определения абсолютных значений забойно­го и пластового давлений, оценки депрессии (репрессии) на пласты, определения гидростатического градиента давления, а также плотности и состава неподвижной смеси флюидов по зна­чениям гидростатического давления, оценки безвозвратных по­терь давления в сужениях ствола, гидравлических потерь движу­щегося потока и определения плотности и состава движущейся смеси (совместно с другими методами «притока-состава»).

Ограничения применения обусловлены влиянием на показа­ния манометров нестационарных процессов в скважине, темпе­ратуры среды, структуры газожидкостного потока.

Измерения выполняют глубинными манометрами, ко­торые подразделяют на измеряющие абсолютное давление и диф­ференциальные. Их подразделяют также на манометры с авто­номной регистрацией, которые опускают на скребковой прово­локе, геофизическом кабеле (с последующим оставлением на якоре в заданном интервале) или в составе пластоиспытателей, и дистанционные, работающие на геофизическом кабеле.

Преобразователи давления могут быть: пьезокристаллические (кварцевые, сапфировые), струнные и мембранные.

Конструкция глубинных манометров должна обеспе­чивать измерение статической составляющей полного давления (за исключением интервалов интенсивного притока флюидов в ствол, где возможно влияние радиальных струй).

Приборы барометрии должны удовлетворять следую­щим требованиям:

- предельные значения диапазонов измерения – 10, 25, 40, 60 и 100 МПа;

- чувствительность преобразователей давления – 0,001-0,05 МПа;

Первичную и периодические калибровки выполняют на поверочной установке высокого давления, использующей ат­тестованные грузопоршневые манометры. Вследствие сильного влияния температуры на показания глубинных манометров ка­либровку выполняют не менее чем при трёх фиксированных тем­пературах, термостатируя при этом преобразователь и сам при­бор. Градуировочная зависимость имеет вид p=f(F,Т), где р,Т~ значения давления, МПа, и температуры, °С, F – показания прибора.

Полевую калибровку выполняют с помощью генера­тора стандарт-сигналов.

Измерения абсолютных давлений и их изменений про­водят тремя способами, регистрируя: изменение давления в фун­кции времени на фиксированных точках глубины; стационарное поле давления по стволу скважины как функцию глубины; не­стационарное поле давления по стволу как функции глубины и времени;

- регистрацию изменения давления как функции времени проводят при флуктуационных (1) измерениях либо при гидродина­мических исследованиях пластов (регистрация кривой притока, кривых изменения давления - КВД, КСД, КВУ). Для этого при­бор устанавливают в кровле или несколько выше испытываемо­го объекта. Снятие отсчётов представляет собой регистрацию не­прерывной кривой (для КВД период снятия отсчётов должен быть не менее 10 с в первые 5 мин замера и 30 с в последующем);

- при регистрации распределения давления как функции глу­бины основным информационным параметром является верти­кальный градиент давления , который определяют по наклону диаграммы с учётом угла наклона скважины ;

- регистрацию давления по стволу скважины проводят при спуске или подъёме прибора со скоростью не более 1000 м/ч.

Дискретность записи данных по глубине при непре­рывных наблюдениях ₌ 0,2 м.

Дифференциальные манометры, измеряющие разность гидростатических давлений на базе порядка 1 м, применяют для количественных определений плотности флюида в стволе про­стаивающей скважины.

Поскольку измеряемая разность давлений пропорциональна средней плотности смеси флюидов в стволе скважины, то нахо­димые значения плотности усреднены как по сечению потока, так и по интервалу замера. Аналогичная оценка плотности смеси допустима также при низких скоростях потока, когда влияние гидравлических потерь не существенно.

Первичная обработка заключается в расчётах давления в точках, кривых давления или градиента давления в стволе сква­жины с использованием градуировочной зависимости (с учётом температурной поправки).