Дебитометрия и расходометрия скважин

ЛЕКЦИЯ  9

ДЕБИТОМЕТРИЯ И РАСХОДОМЕТРИЯ СКВАЖИН

ИССЛЕДОВАНИЕ СОСТАВА ЖИДКОСТИ В КОЛОННЕ

Дебитометрия и расходометрия скважин

       К эксплуатационным характеристикам пласта относятся дебит и приемистость, работающая толщина, давление, продуктивность и другие показатели. Они являются важнейшими параметрами, которые необходимо контролировать в процессе разработки месторождений.

       С целью получения данных о притоке жидкости в скважину, а в нагнетательных скважинах – для оценки количества жидкости, поступающей в пласт (приемистость пласта), применяют расходомеры или дебитомеры. Расходомерами измеряют расходы воды, нагнетаемой в скважину, дебитомерами – притоки нефти, газа и их смеси с водой, поступающей из пласта в скважину.

       К основным решаемым задачам относятся:

- выделение интервалов притока или приемистости в действующих эксплуатационных или нагнетательных скважинах;

- выявление перетоков между перфорированными пластами по стволу скважины после ее остановки;

- получение профиля притока или приемистости пласта по его отдельным интервалам.

       Расходомеры отличаются от дебитомеров диаметром корпуса глубинного прибора: у расходомеров он больше, чем у дебитомеров. Это объясняется тем, что расходомеры предназначены для измерения больших объемов жидкости в нагнетательных скважинах – от 2000 до 5000м³/сут.  Результаты дебитометрии дают возможность уточнить фильтрационные свойства пластов, выявить случаи несовершенства вскрытия коллекторов и снижения их проницаемости, контролировать продвижение подошвенных и законтурных вод. Измерения расходомерами и дебитомерами проводятся только в действующих скважинах. Зная диаметр колонны и скорость потока, можно пересчитать эти данные в величину притока (дебита) или расхода жидкости при закачке ее в пласт.

       Различают дебитомеры и расходомеры с механическим датчиком (вертушка) и термоэлектрические. Измерительным элементом в механических дебитомерах является турбина или вертушка, которая при вращении приводит в действие магнитный прерыватель тока, по показаниям которого определяют скорость вращения турбины. Объемную скорость потока измеряют в отдельных точках скважины. Частота вращения турбинки пропорциональна величине измеряемого дебита жидкости или газа. Чем выше дебит, тем больше импульсов тока в единицу времени поступит в измерительный канал. Частота импульсов, поступающих по линии связи на поверхность, преобразуется в пропорциональную ей величину напряжения, которая фиксируется регистрирующим прибором.

       Работа термокондуктивных дебитомеров основана на эффекте охлаждения движущимся потоком жидкости омического датчика, нагреваемого электрическим током. Температура такого датчика и его электрическое сопротивление зависят от скорости потока. Фиксируя изменение сопротивления термодатчика, получают кривую термокондуктивной дебитометрии или расходометрии. По количеству отдаваемого тепла судят о линейной скорости потока, которая связана с объемным расходом жидкости. Интенсивность охлаждения датчика зависит от типа жидкости (нефть или вода), режима течения и других факторов, что затрудняет применение таких дебитомеров для количественных измерений. Поэтому термокондуктивные дебитомеры чаще используются как индикаторы притока. Однако метод более чувствительный в диапазоне низких дебитов (5-10 м³/сут). По своей конструкции термокондуктивные дебитомеры мало отличаются от термометра. Измерения им проводят как по точкам, так и непрерывно.

       Графические изображения притока и приемистости для изучения интервала разреза получили название профилей притока и приемистости. Объемная скорость притока может быть зарегистрирована в виде непрерывной линии или измерена поточечно. Данные дебитометрии в комплексе с плотнометрией, влагометрией способствует однозначному разделению пластов на нефте- и водоотдающие.

       По результатам измерений механическими и термокондуктивными дебитомерами или расходомерами можно получить профили притока (дебита) и приемистости флюида по мощности работающего пласта. Профиль притока или приемистости - это график зависимости количества жидкости, поступающей из пласта (или нагнетаемой в пласт) от глубины залегания работающих интервалов. Профили могут быть интегральными или дифференциальными. Интегральные – строят по результатам измерений. Дифференциальная кривая строится из интегральной по разности величин дебитов жидкости в соседних точках.

       Методика интерпретации результатов заключается в построении дебитограмм или расходограмм (в зависимости от типа скважины) и их анализе. Интегральная кривая строится по точкам, в которых производились измерения, и характеризует изменение дебита с глубиной.

       В интервалах отсутствия притока, обычно ниже интервала перфорации, показания прибора равны нулю. В интервалах перфорации отмечается увеличение показаний, что связано с появлением притока. Если приток непостоянен, то показания дебитомера увеличиваются неравномерно, что обычно связано с неоднородностью коллектора по фильтрационным свойствам. Крутому подъему интегральной кривой соответствует больший дебит участка пласта. Более наглядную характеристику профиля притока дает дифференциальная кривая, которую получают из интегральной кривой путем вычитания из показаний, характеризующих какую-то точку измерения, показаний, отвечающих соседней точке на большей глубине. Дифференциальные кривые строятся в виде гистограмм. Для количественной оценки дебита (или расхода жидкости) кажэдый прибор снабжается градуировочным графиком зависимости n=f(Qд), где   Qд – дебит. Результаты измерений контролируются сопоставлением суммарного дебита всех отдающих интервалов, определенного по кривой, и суммарного дебита, измеренного на поверхности в мернике. Расхождение не должно превышать 20%.

       При интерпретации интегральной кривой термокондуктивного расходомера участки с постоянными установившимися значениями ΔТу отвечают интервалам без притока. Наличие притока из какого-либо интервала разреза отмечается на кривой снижением регистрируемых показаний, т.е. уменьшением температы резисторного датчика. Подошва отдающего интервала отмечается по началу спада кривой, кровля – по относительному минимуму кривой перед ее выполаживанием. В однородной жидкости дебит отдельных интервалов пропорционален величинам  ΔТ (ΔТ1, ΔТ2, ΔТ3), характеризующим изменение температуры датчика. Так как суммарный дебит известен по измерениям на поверхности, определяя величины ΔТ, можно подсчитать дебит отдельных интервалов. Если жидкость в колонне неоднородная, то величины ΔТ могут неправильно характеризовать соотношения интервальных дебитов.

       Ограничения в использовании метода заключаются в недостаточной чувствительности в области малых скоростей потока, зависимости пороговой чувствительности от условий проведения измерений, влиянии на результаты измерений механических примесей, снижении точности измерений при многофазном притоке и многокомпонентном заполнении ствола, ограничений по проходимости прибора скважине из-за наличия пакера или сужений.

       Преимуществом прибора является его повышенная чувствительность к небольшим притокам, безотказность, независимость результатов от содержания в жидкости твердых частиц.

       Для повышения точности интерпретации дебитограмм и расходограмм необходима информация о типе флюида в исследуемом интервале скважины, получаемые резистивиметром, влагомером, плотномером, а также данные о дебите и составе жидкости на устье скважины.