Методические указания по дисциплине «Вскрытие и разобщение продуктивных пластов» для лабораторных работ специальности 130504. 65 «Бурение нефтяных и газовых скважин» всех форм обучения (стр. 6 из 7)

Обработка результатов работы

Исходные данные и результаты измерений заносятся в электронные таблицы. По данным лабораторных исследований определяется коэффициент восстановления проницаемости, что позволяет оценить степень влияния бурового раствора на изменение проницаемости пласта в зависимости от типа, свойств и рецептуры раствора, динамики фильтрации, а также глубины проникновения (для первого, второго, третьего образцов керна).

Контрольные вопросы к лабораторной работе № 5

1 Сущность метода определения коэффициента восстановления проницаемости после воздействия бурового раствора?

2 Условия проведения измерений?

3 Средства измерения, приборы и материалы?

4 Оценка воздействия бурового раствора на проницаемость по длине колонки кернов?

5 Определение динамики фильтрации бурового раствора через керн и кольматационной зоны?

2.3 Лабораторная работа N 6

Тема: Оценка изменения проницаемости пласта после воздействия фильтрата цементного раствора.

В процессе разобщения продуктивных пластов цементированием заколонного пространства обсадных труб происходит проникновение фильтрата цементного раствора в пласт. Перед цементным раствором прокачивается буферная жидкость с целью размыва глинистой корки для уплотнения контакта цементного раствора со стенкой ствола скважины.

В данной лабораторной работе проводятся исследования изменения проницаемости призабойной зоны пласта в процессе разобщения продуктивных пластов цементированием. Исследования осуществляются на автоматизированных установках типа FDES-650Z, FDTES-100-140 и аналогичных в условиях, приближенных к пластовым.

Испытания проводятся на естественных образцах горной породы правильной цилиндрической формы с выдержанным диаметром при термобарических условиях, моделирующих условия залегания пласта.

Диапазон изменения коэффициента проницаемости по жидкости от 0,1 до 5000 ∙10^-3 мкм².

Оборудование установки системы Corelab FDTES-100-140

Для проведения лабораторных исследований влияния фильтрата цементного раствора на пласт может использоваться установка FDTES-100-140 системы Corelab, позволяющая моделировать процесс фильтрации бурового раствора, буферной жидкости и фильтрата цементного раствора через колонку кернов в условиях, приближённых к пластовым (горное давление до 69 МПа, поровое до 41 МПа, температура до 150 ⁰ С).

В качестве модели призабойной зоны используется колонка естественных кернов диаметром 30 мм, длиной до 10 см с идентичными стратиграфическими и физико-емкостными свойствами. Образцы кернов приготавливаются по стандартной методике в соответствие с требованиями ОСТа 39-181-85. Для определения проницаемости по жидкости используется модель пластового флюида, в качестве которой, в основном, применяется керосин.

На рисунке 9 приведена гидравлическая схема установки FDTES-100-140.

Рисунок 9 – Гидравлическая схема установки FDTES-100-140

Установка состоит из кернодержателя PPCH-400 (рисунок 10) и системы нагрева с всесторонним давлением, блоками управления давлением в системе, дифференциальным давлением и температурой; системы входящего потока с насосом QUIZIX QL-700 и накопителями жидкостей и системы выходящего потока для поддержания обратного давления и контроля выходящих объемов.

Рисунок 10 - Кернодержатель PPCH-400

Конструкция кернодержателя (рисунок 10) позволяет осуществлять статическую и динамическую фильтрацию технологических жидкостей. Кернодержатель имеет три дополнительных канала для отводов давления вдоль колонки кернов. Отводы различного давления вдоль длины колонки кернов позволяют оценить на данных участках перепад давления, глубину и степень повреждения пласта. Интегрированный пакет программ используется для контроля и регистрации данных, а также для автоматизации и управления испытаниями.

Метод измерения и его сущность

Суть метода заключается в сравнении проницаемостей по жидкости колонки кернов до, и после воздействия фильтрата цементного раствора в условиях, моделирующих пластовые. Вначале определяется исходная проницаемость образцов керна по модели пластового флюида. Затем осуществляется в обратном направлении течению пластового флюида воздействие на образцы керна бурового раствора в режиме статической фильтрации. После этого осуществляется воздействие на торец керна буферной жидкости в динамическом режиме и затем воздействие фильтрата цементного раствора в динамическом режиме. После вновь осуществляется движение пластового флюида в прямом направлении на нескольких режимах с различными перепадами давления и определяется остаточная проницаемость колонки кернов после воздействия бурового раствора и фильтрата цементного раствора. Вычисляются коэффициенты восстановления проницаемости по длине колонки кернов. Путем сравнения изменения проницаемости образцов керна после совместного воздействия бурового раствора с фильтратом цементного раствора на образцы керна с изменением проницаемости колонки кернов с идентичными стратиграфическими и физико-емкостными свойствами после воздействия бурового раствора (лабораторная работа 5) оценивается степень влияния фильтрата цементного раствора на коллектор.

Подготовка к проведению измерений

Подобрать необходимое количество кернов для проведения эксперимента. Загрузить керны в кернодержатель. Заправить поршневые накопители моделью пластового флюида, буровым раствором и буферной жидкостью. Включить компьютер и запустить программу. После включения программы ввести в экран данные параметров керна и режимы работы системы, обязательные для проведения исследований.

Создать всестороннее и поровое давление и включить термостат.

Порядок проведения работы

1 После сборки компонентов установки и проведения внешнего осмотра заправить поршневые накопители: накопитель #1 моделью пластового флюида; накопитель #2 буровым раствором; накопитель #3 буферной жидкостью (рисунок 9). Насос и область накопителей со стороны поршня насоса заполнить водой или нефтью.

2 Загрузить образцы керна в кернодержатель и поместить в термостат. Выдержать керн под давлением для проверки герметичности, создать поровое и всестороннее давление и провести термостатирование.

3 Установить поток модели пластового флюида из накопителя #1 через испытываемые образцы керна в прямом направлении и стабилизацию давления. Запустить насос в режиме постоянной скорости. Продолжить вводить поток, пока давление/скорость потока не станет постоянным, указывая, что равновесие достигнуто. Повторить эту операцию при двух дополнительных скоростях потока.

4 Отметить дифференциальные давления, скорость потока и совокупный введенный объем. Измерить дифференциальные давления поперек различных образцов керна (1, 2, 3), открывая клапаны AV10 и AV11. Вычислить и сравнить проницаемости по модели пластового флюида для одного, двух и трех образцов, как функции скорости потока, дифференциального давления и расстояния по керну.

5 Ввести буровой раствор (из накопителя #2) в обратном направлении к торцу образцов керна. Установить насос на требуемый постоянный перепад давления бурового раствора на керн и держать в течение 15 - 24 часов. Контролировать процесс взаимодействия бурового раствора с керном, дифференциальное давление как функцию длины керна и отбор фильтрата бурового раствора.

6 Установить циркуляцию буферной жидкости (из накопителя #3) вдоль торца керна. Прокачку буферной жидкости вдоль торца керна при требуемом давлении осуществлять в течение 24-36 мин.

7 Отключить накопитель #3 от системы, очистить его от буферной жидкости и заполнить фильтратом цементного раствора. Установить накопитель #3 в систему и создать насосом QL-700 в нем рабочее давление.

8 Закачать фильтрат цементного раствора к торцу керна. Создать перепад давления между торцами керновой колонки и прокачивать фильтрат цементного раствора вдоль торца керна в течение 1-3 часов. Отслеживать процесс взаимодействия фильтрата цементного раствора с керном и отбор фильтрата.

9 Выполнить п.п. 3, 4. Отключить термостат, провести охлаждение в естественном режиме и разобрать кернодержатель.

10 Провести визуальный осмотр образцов керна, определить их состояние и сделать сравнительный анализ кернового материала до и после воздействия бурового раствора, буферной жидкости и фильтрата цементного раствора.

11 Оценить изменение проницаемости образцов керна после воздействия бурового раствора и фильтрата цементного раствора и сравнить с изменением проницаемости образцов керна после воздействия бурового раствора (лабораторная работа № 5).

Обработка результатов работы

Исходные данные и результаты измерений заносятся в электронные таблицы. По данным лабораторных исследований определяется степень влияния фильтрата цементного раствора на изменение проницаемости пласта за счет сравнения совместного влияния бурового раствора и фильтрата цементного раствора на коллекторские свойства с влиянием бурового раствора на изменение проницаемости. На основании данных исследований можно оценить реальное влияние первичного вскрытия и разобщения продуктивных пластов на состояние призабойной зоны пласта в зависимости от рецептур бурового и тампонажного растворов.

Контрольные вопросы к лабораторной работе № 6

1 Последовательность работы на автоматизированной установке для оценки изменения проницаемости пласта после воздействия фильтрата цементного раствора?

2 Сущность метода определения изменения проницаемости после воздействия фильтрата цементного раствора?