Исследование поглощающих зон испытателями пластов

В последнее время в разведочном колонковом бурении начали широко применять испытатели пластов для гидрогеологических исследований и газового опробования угольных пластов и их спутников. Основное преимущество применения испытателей пластов - отделение испытаемой зоны скважины от остальной части при помощи пакеров и возможность мнгновенного создания депрессии в этой зоне. Последующие измерения дают возможность получить исходные данные для оценки проницаемых свойств исследуемого пласта, давления в нем; попутно отбираются пробы воды и газа. Не говоря уже о целесообразности использования этих данных для борьбы с поглощениями, по мере накопления опыта в обращении и отработки конструкций испытателей пластов появляется возможность их применения для самостоятельного исследования зон ухода промывочной жидкости.

_________________________________________________

Рис. 1.50. Схема глубинного манометра типа МТП:

1 – герметизированная камера; 2 – термометр; 3 – фильтр; 4 – пружина; 5 – камера; 6 – поршень; 7 – барабан; 8 – перо; 9 – камера атмосферного давления; 10 – часовой механизм

Испытатели пластов (КИИ) наиболее развиты в практике исследования нефтяных и газовых скважин. В разведочном колонковом бурении эти конструкции используют после некоторых переделок.

Основными контрольно-измерительными приборами при работе с испытателями пластов являются глубинные манометры. С их помощью фиксируют изменение забойного давления в периоды притока и восстановления давления, а также давление в трубах над КИИ, по которому рассчитывают текущий или средний дебит пластовых жидкостей или газа.

При работе с КИИ применяют глубинные поршневые манометры типа МГП (МГП-7, МГП-3М и т.д.).

Принцип действия манометров типа МГП следующий (рис. 1.50).

Испытатели пластов (КИИ) наиболее развиты в практике исследования нефтяных и газовых скважин. В разведочном колонковом бурении эти конструкции используют после некоторых переделок.

Основными контрольно-измерительными приборами при работе с испытателями пластов являются глубинные манометры. С их помощью фиксируют изменение забойного давления в периоды притока и восстановления давления, а также давление в трубах над КИИ, по которому рассчитывают текущий или средний дебит пластовых жидкостей или газа. При работе с КИИ применяют глубинные поршневые манометры типа МГП (МГП-7, МГП-3М и т.д.).

Принцип действия манометров типа МГП следующий (рис. 1.50).

_____________________________________________________

Рис. 1.51. Упрощенный испытатель пластов:

1 – верхний сальник; 2 – шток; 3 – гидравлическая камера; 4 – головка; 5 – гильза; 6 – переходник; a, b, c, d, e - каналы

Давление из скважины через отверстие с фильтром 3 передается жидкости, заполняющей камеру 5. Жидкость давит на поршень 6, который растягивает пружину 4, входит в камеру атмосферного давления 9, заполненную воздухом. Снижение давления в скважине сопровождается возвратным движением поршня под действием пружины 4. Поступательное движение поршня 6 при изменении давления передается перу 8, которое чертит линию на бланке, установленном внутри барабага 7. Последний вращается часовым механизмом 10. В результате на бланке вычерчивается кривая изменения давления во времени – диаграмма давления.

Для измерения температуры в манометре предусмотрена герметизированная камера 1, в которую помещают термометр 2.

Для обеспечения записи показаний глубинных манометров типа МГП при работе с испытателями пластов в скважинах, в которых длительность операций по спуску инструмента и испытанию пласта может быть больше запаса хода часовых механизмов, применяют устройство для запуска часовых механизмов УЗЧ-1.

Класс точности манометров МГП находится в пределах 1-2,5. Учитывая значительные пределы измерений (от 16 до 40 МПа), эта точность дает значительную абсолютную погрешность, которая не всегда устраивает практику бурения разведочных скважин.

Комплект испытательного инструмента конструктивно довольно сложен, поэтому для разведочного колонкового бурения особый интерес представляет упрощенный испытатель пластов повышенной надежности типа ИПГ-У (ИПГ-95-У, ИПГ-65-У). Особенности конструкции этого типа заключается в следующем (рис. 1.51).

Верхний сальник 1 гидравлической камеры 3 выполнен подвижным и введен внутрь цилиндра этой камеры, а полость над сальником сообщается со скважиной. Вследствие этого давление в камере при спуске и подъеме равно равно давлению в затрудном пространстве скважины даже при температурных расширениях тормозной жидкости, заполняющей камеру. Испытатель является гидравлически уравновешенным, на уплотнения действуют меньшие перепады давления.

Упрощена конструкция уравнительного и впускного клапанов. Закрытие уравнительного клапана (разобщение каналов c, d, e) и открытие впускного клапана (a, b) происходит при осевом перемещении головки 4 клапана вниз в неподвижной гильзе 5. Это возможно при передаче сжимающей нагрузки на пакер. При передаче растягивающей нагрузки (при подъеме инструмента из скважины) впускной клапан закрывается, а затем открывается уравнительный клапан. В этом положении испытатель изображен на рис. 1.51.

Конструкция предусматривает удобство осмотра и замены быстроизнашивающихся деталей, в том числе штуцера, который устанавливают между нижним концом штока 2 и головкой 4. Для этого достаточно отвинтить нижний переводник 6.

Для отбора пластовых жидкостей или газов с сохранением пластовых условий в комплекте с испытателями пластов используют глубинные пробоотборники. Срабатывают они обычно синхронно при перемещении клапанов испытателя пластов.

Поглощающие зоны отличаются от продуктивных пластов значительной проницаемостью и пониженным пластовым давлением. В силу этого применение испытателей пластов для изучения зон поглощений имее свои особенности. Так как дебиты притока из поглощающего интервала обычно значительны, а фильтрационные сопротивления пласта и призабойной зоны низки, гидравлические сопротивления в узлах испытательных инструментов обусловливают высокие забойные давления, близкие к пластовому. Поэтому при испытании зон поглощения необходимо обеспечить минимальное гидравлическое сопротивление, для чего или используют штуцер с максимально возможным диаметром отверстия, или удаляют его.

Кроме того, следует обеспечить увеличенный масштаб записи участков кривых с наибольшей кривизной (с этой целью в глубинных манометрах применяют часовые механизмы с увеличенной скоростью движения барабана с бланком до 3-6 мм/мин) и сокращать период притока до 15-20 мин.

Относительно небольшие глубины залегания поглощающих зон в разведочном колонковом бурениинередко требуют некоторых усовершенствований в конструкции испытательного инструмента и технологии его использования. Так, не удается создать на пакер значительной нагрузки за счет только массы труб, поэтому приходится использовать для дополнительного давления гидравлическую систему станка.

Для открытия впускного клапана испытателя пластов при малых нагрузках уменьшают число витков капилляра гидравлического реле или масло гидравлической камеры заменяют на менее вязкую жидкость.

Для того, чтобы уменьшить пределы измерения глубинных манометров типа МГП, рекомендуется поршень манометра заменить большим по диаметру. Целесообразно переделывать манометр ИГП-3М, так как он имеет наименьшие пределы измерений (до 16 МПа).

Качественный и количественный анализ диаграмм давления позволяет определить следующие параметры, характеризующие поглощающую зону: 1) пластовое давление р_пл; 2) коэффициент гидропроводности Kh/μ; 3) среднюю проницаемость зоны (при известной мощности проницаемого интервала).

Дата добавления: 2015-09-05