Федин Л.М., Арестов В.П., Дорфман М.Б. Федин Д.А.
Гидропрослушивание - это единственные способ определения в явном виде пъезопроводности пластов в межскважинном пространстве.
Существует много модификаций гидропрослушивания, отличающихся только способом создания импульса давления в возмущающей скважине и методом обработки полученной информации. Общим недостатком традиционных способов создания возмущающего импульса давления является малая интенсивность возмущающего, что затрудняет его идентификацию на фоне естественных помех даже в остановленных реагирующих скважинах.
В начале шестидесятых годов двадцатого столетия И.А. Чарный и Э.Б. Чекалюк предложили использовать энергию взрыва для гидропрослушивания нефтяных, газовых месторождений и подземных хранилищ газа [1].
Но обстоятельства сложились так, что течение четырех десятилетий идеи И.А. Чарного и Э.Б. Чекалюка не находили практического применения. Можно только предположить, что виной этому были сами авторы метода. Так, Э.Б. Чекалюк в своей работе [2], писал:
«Результаты вычислений показывают, что область практического применения взрывных волн для определения параметров пласта ограничена небольшими расстояниями между скважинами».
Даже сегодня это высказывание Э.Б. Чекалюка остается весовым аргументом не в пользу применения энергии взрыва для исследования межскважинного пространства пластов.
Как это часто бывает, авторы ошиблись в своих прогнозах.
Взрывчатые вещества обладают огромной запасенной удельной энергией. Мощность взрыва, например, одного килограмма гексогена превышает мощность любой электростанции мира [3]. При взрыве в скважине заряда взрывчатого вещества происходит мгновенная эмиссия жидкости из скважины в проницаемый пласт и в нем возникает и распространяется взрывная фильтрационная волна. Взрывная фильтрационная волны несет на значительные расстояния большой запас энергии. Она имеет крутой передний фронт, длительный колебательный процесс затухания и может быть идентифицирована на фоне естественных помех даже в работающей реагирующей – добывающей скважине.
Рассмотрим результаты гидропрослушивания и определения коэффициента пъезопроводности методом взрывных фильтрационных волн без остановки добывающих скважин на участке пласта между возмущающей скважиной № 57 и реагирующей – действующей скважиной № 160 горизонта D3 fm1 нефтяной залежи Дюсушевского месторождения.
Добыча нефти из скважины № 160 осуществлялась механическим способом с помощью ЭЦН, на входе которого находился манометр для измерения забойного давления с детальной дискретностью.
В возмущающей скважине № 57, напротив проницаемого пласта, в интервале глубин 3344 – 3356 м, с 03 марта 2007 года, начиная с 23 часов 45 минут, в течение 8-и часов 45 минут были произведены 3 взрывных воздействия суммарной массой зарядов ПГД-БК 50 кг. Наблюдения за изменением забойного давления осуществлялись в работающей – реагирующей скважине № 160, расположенной на расстоянии 1565 м от возмущающей скважины № 57.
 На рисунке 1 приведены результаты изменения во времени забойного давления в реагирующей скважине № 160 от начала первого и последующих взрывов.
Передний фронт волны давления был зарегистрирован в скважине № 160 через 2505600 секунд после первого взрыва, второй – через 4579200 секунд после второго взрыва, а третий – через 5097600 секунд после третьего взрыва.
На рисунке достаточно уверенно отмечаются три пика возрастания забойного давления соответствующие первому (1), второму (2) и третьему (3) взрывному воздействию.
По временам реагирования и расстоянию между скважинами № 57 и № 160 по формуле И.А. Чарного рассчитаны коэффициенты пъезопроводности на участке пласта между этими скважинами. Они составили:
0,244 м2∙с-1 от первого воздействия;
0,136 м2∙с-1 от второго воздействия;
0,12 м2∙с-1 от третьего воздействия.
Как видим, коэффициенты пъезопроводности, рассчитанные по результатам трех реагирований, имеют один и тот же порядок, что свидетельствует о достоверности полученной при гидропрослушивании информации. В то же время, численное значение коэффициента пъезопроводности имеет тенденцию убывать при каждом последующем воздействии взрывом.
О причинах убывание численного значения коэффициента пъезопроводности, при последующем воздействии, требуются пояснения.
При взрыве взрывчатого вещества, из продуктов взрыва, в скважине образуется газовый пузырь, который пульсирует по мере всплывания к устью на дневную поверхность. Пульсация газового пузыря определяет волновой характер изменения давления в скважине и, как следствие, волновой характер распространения волны давления в поровых каналах пласта.
После взрыва ударная волна быстро переходит в мощную акустическую волну давления, которая распространяется в поровых каналах пласта со скоростью равной скорости распространения звука в невозмущенной среде, заполняющей поровые каналы.
 В первом приближении, процесс распространения взрывной фильтрационной волны в поровом канале, насыщенном жидкостью, можно представить так, как это изображено на рисунке 2.
В фазах сжатия жидкость, в поровых каналах, движется в направлении распространения волны давления. А в фазах разряжения жидкость в поровых каналах движется в направлении противоположном направлению распространения волны давления. Такие знакопеременные перемещения жидкости в поровом пространстве пласта будут совершаться до тех пор, пока волна давления не затухнет.
В результате, в поровом пространстве пласта возникают следующие процессы.
1.Турбулезация режима фильтрации жидкости.
2. Преодоление капиллярных сил.
3. Акустическая кавитация.
4. Гидродинамическая кавитация.
5. Пульсирующее изменение объема порового пространства.
6. Повышение температуры жидкости.
Если пласт предельно насыщен нефтью, а фазовая проницаемость воды рана нулю, то есть она не подвижна, то в этом случае распространение фильтрационной волны давления по пласту не приводит к изменению структуры насыщенности поровых каналов, по которым преимущественно распространяется фильтрационная волна давления. Если же пласт насыщен водонефтяной смесью, тогда еще происходит и обмена флюидами между пропластками с разной пористостью и проницаемостью. И в совокупности это приводят к изменению структуры насыщенности поровых каналов, по которым распространяется волна давления. Часть объема поровых каналов, которая ранее были заполнена преимущественно подвижной водой, оказываются частично заполненной нефтью, которая ранее была неподвижной. А часть объема поровых каналов, которые ранее были заполнены нефтью, оказываются частично заполненными водой. Кроме того, турбулезация режима фильтрации жидкости, преодоление капиллярных сил, акустическая и гидродинамическая кавитация способствуют увеличению доли нефти в поровых каналах, по которым преимущественно происходит фильтрация жидкости к забоям добывающих скважин. При этом интегральная величина нефтенасыщенности пласта остается неизменной. Все эти процессы приводят только к изменению только структуры насыщенности фильтрационных каналов. В данном случае увеличивается интегральная вязкость жидкости в поровом канале, по которому распространяется волна давления при последующих взрывах.
Коэффициент пъезопроводности пласта æ равен
где: Кпр – коэффициент проницаемости; μ – вязкость; Кп – пористость; Кн - нефтенасыщенность; βн, βв и βс – коэффициенты сжимаемости нефти, воды и скелета породы.
 За время, прошедшее между последующими взрывами такие параметры пласта как коэффициенты проницаемости, пористости, интегральной нефтенасыщенности, сжимаемости нефти, воды и скелета породы не изменяются. Изменяется только интегральная вязкость жидкости в канале, по которому распространяется волна давления.
На рисунке 3 изображены изменения среднемесячных дебитов нефти скважины № 160 за период с февраля 2006 года по сентябрь 2007 года. Красным цветом обозначены среднесуточные дебиты нефти, в месяцы, последовавшие за взрывными воздействиями в скважине № 57.
И что весьма важно, так это то, что в результате воздействия на залежь взрывными фильтрационными волнами увеличение дебита нефти происходит не за счет интенсификации добычи, а за счет вовлечения в фильтрационный поток ранее неподвижной нефти.
Таким образом, воздействуя энергией взрыва на нефтяные пласты, можно не только осуществлять массовые гидропрослушивания без остановки добывающих скважин, но и вовлекать в фильтрационный поток к добывающим скважинам ранее неподвижную нефть и тем самым повышать нефтеотдачу.
Литература.
1. Бузинов С.Н., Умрихин И.М. Гидродинамические методы исследования скважин и пластов. М. Недра, 1973.
2. Чекалюк Э.Б. Основы пъезометрии залежей нефти и газа. Государственное издательство технической литературы УССР, Киев, 1961.
3. Ловля С.А. Прострелочно-взрывные работы в скважинах. М., Недра, 1987.
|
