Page tree

Versions Compared

Key

  • This line was added.
  • This line was removed.
  • Formatting was changed.


See Also

...

Petroleum Industry / Upstream / Subsurface E&P Disciplines / Well Testing / Pressure Testing Pressure Transient Analysis (PTA)



Show If
groupeditors
Panel
bgColor#FFDFDD
Expand
titleEditor



Центральной задачей МРСТ как правило является нахождение базовых параметров диффузионной модели: пластовое давление 

LaTeX Math Inline
bodyp_e
, скин-фактор 
LaTeX Math Inline
bodyS
, гидропроводность 
LaTeX Math Inline
body\sigma
 и пьезопроводность 
LaTeX Math Inline
body\chi
.

Но в ряде случаев, когда часть базовых параметров заранее известна, то МРСТ помогает оценить специфические параметры диффузионной модели, такие как длину трещины, эффективную длину горизонтального ствола, тип границы и т.д.

Двухрежимный Стационарный Степ-Тест (2ССТ)


Двухрежимный стационарный тест представляет собой замер забойного давления на двух режимах работы скважины с постоянными дебитами

LaTeX Math Inline
bodyq_{t1}
 и 
LaTeX Math Inline
bodyq_{t2}
 (см. рис. 1) с достаточно длительным временем работы на каждом режиме, которые обеспечивают выход на стабилизированный режим эксплуатации, характеризующийся постоянной (или примерно постоянной) продуктивностью
LaTeX Math Inline
bodyJ
:

LaTeX Math Block
anchorJ
alignmentleft
J = \frac{q_{t1}}{p_e - p_{wf1}} = \frac{q_{t2}}{p_e - p_{wf2}}

При этом тест должен быть достаточно коротким, чтобы пластовое давление за время теста не успело сильно измениться: 

LaTeX Math Block
anchorpe1_pe2
alignmentleft
p_e = p_e(\Delta t_1) = p_e(\Delta t_2)

Замер забойного давления производится в конце каждого режима и разница в показаниях 

LaTeX Math Inline
bodyp_{wf1} \neq p_{wf2}
  будет отражает реакцию пласта на смену режима эксплуатации с 
LaTeX Math Inline
bodyq_{t1}
 на 
LaTeX Math Inline
bodyq_{t2}
 (см. рис. 1).


Image Modified

Рис 1. Схема двух-режимного стационарного теста (2ССТ)

Выбор времени работы на каждом режиме является критическим элементом планирования теста и может осуществляться как за счет практических наблюдений по данному месторождению, так и методами диффузионного анализа (СГДИ - Односкважинные ГДИ), если проводились соотвествующие тесты. 


Результатом интерпретации является оценка текущего пластового давления на контуре питания:

LaTeX Math Block
anchor4UMKI
alignmentleft
p_e = \frac{q_{t1} p_{wf2} - q_{t2} p_{wf1}}{q_{t1} - q_{t2}}

и значение продуктивности на момент проведения теста:

LaTeX Math Block
anchorKYF9H
alignmentleft
J = \frac{q_{t1} - q_{t2}}{p_{wf2} - p_{wf1}}

Этот тест является полезным для случаев, когда возможности измерения давления в скважине ограничены.

Этот тест требует всего два замера давления в конце каждого режима.

Двухрежимный Нестационарный Степ-Тест (2НСТ)


Двухрежимный стационарный тест представляет собой непрерывную запись забойного давления

LaTeX Math Inline
bodyp_{wf}(t)
 от времени после смены режима работы скважины с
LaTeX Math Inline
bodyq_{t1}
  на 
LaTeX Math Inline
bodyq_{t2}
 ( см. рис. 2).

Image Modified

Рис 2. Схема двух-режимного нестационарного теста (2НСТ) - исправить рисунок


Обозначим время работы скважины на предыдущем режиме через

LaTeX Math Inline
bodyT
 и привяжем отсчет времени 
LaTeX Math Inline
bodyt=0
 к смене режима с 
LaTeX Math Inline
bodyq_{t1}
  на 
LaTeX Math Inline
bodyq_{t2}
 .

Тогда забойное давление на момент смены режима может быть представлено как (см. 

LaTeX Math Block Reference
anchorpwf
page1DR pressure diffusion of low-compressibility fluid
):

LaTeX Math Block
anchorY7TB3
alignmentleft
p_{wf}(t=0) = p_e + \frac{q_{t1}}{4 \pi \sigma} \, \bigg[ - 2S +  F \bigg( - \frac{r_w^2}{4 \chi T} \bigg) \bigg]


Смена дебита с 

LaTeX Math Inline
bodyq_{t1}
 на 
LaTeX Math Inline
bodyq_{t2}
 для линейных режимов диффузии может быть представлена (в силу справедливости принципа суперпозиции во времени) как запуск в момент времени
LaTeX Math Inline
bodyt=0
 второй скважины с дебитом 
LaTeX Math Inline
bodyq_{t2}-q_{t1}
:

LaTeX Math Block
anchorN4V2C
alignmentleft
p_{wf}(t) = p_e + \frac{q_{t1}}{4 \pi \sigma} \, \bigg[ - 2S +  F \bigg( - \frac{r_w^2}{4 \chi (T + t)} \bigg) \bigg] + \frac{q_{t2}-q_{t1}}{4 \pi \sigma} \, \bigg[ - 2S +  F \bigg( - \frac{r_w^2}{4 \chi t} \bigg) \bigg]

или

LaTeX Math Block
anchor pwf2
alignmentleft
p_{wf}(t) = p_e + \frac{q_{t1}}{4 \pi \sigma} \, \bigg[  F \bigg( - \frac{r_w^2}{4 \chi (T+t)} \bigg) - F \bigg( - \frac{r_w^2}{4 \chi t} \bigg)  \bigg] + \frac{q_{t2}}{4 \pi \sigma} \, \bigg[ - 2S +  F \bigg( - \frac{r_w^2}{4 \chi t} \bigg) \bigg]


Здесь предполагается, что скин-фактор на обоих режимах одинаковый, хотя на практике встречаются ситуации, когда скин-фактор зависит от приложенной депрессии (см.

LaTeX Math Block Reference
anchork_nablap
pageNon-linear single-phase pressure diffusion @model
) и для них нижеприведенные методы экспресс-анализа неприменимы.


Отсюда несложными преобразованиями можно получить следующую форму уравнений:

LaTeX Math Block
anchorpe
alignmentleft
p_e = p_{wf}(0) - \frac{q_{t1}}{4 \pi \sigma} \, \bigg[ - 2S +  F \bigg( - \frac{r_w^2}{4 \chi T} \bigg) \bigg]
LaTeX Math Block
anchorpwf1pwf2
alignmentleft
4 \pi \sigma ( p_{wf}(0) - p_{wf}(t) ) = 2S(q_{t1}-q_{t2}) 

- q_{t1} \, F \bigg( - \frac{r_w^2}{4 \chi (T+t)} \bigg) 

+ q_{t2}  \, F \bigg( - \frac{r_w^2}{4 \chi t} \bigg)


Уравнение 

LaTeX Math Block Reference
anchorpe
 является расчетной формулой для пластового давления 
LaTeX Math Inline
bodyp_e
, когда все остальные параметры диффузионной модели определены.

Уравнение 

LaTeX Math Block Reference
anchorpwf1pwf2
 связывает отклик давления на смену режима работы скважины с параметрами скважины и пласта.

Структура функции 

LaTeX Math Inline
bodyF
 такова, что они медленно зависят от аргумента (как правило логарифмически), и, следовательно, разность забойных давлений после смены режима в меньшей степени зависит от неточностей в оценке пьезопроводности
LaTeX Math Inline
body\chi
 (по сравнению с влиянием скин-фактора
LaTeX Math Inline
bodyS
 и гидропроводности
LaTeX Math Inline
body\sigma
, которое весьма велико) и которую можно рассчитать по усредненным данным РИГИС и весьма приближенной оценке текущей насыщенности пласта (см.
LaTeX Math Block Reference
anchorchi
pageLinear Perrine multi-phase diffusion @model
).

Тогда уравнение 

LaTeX Math Block Reference
anchorpwf1pwf2
 можно переписать как

LaTeX Math Block
anchorTTXH8
alignmentleft
\frac{q_{t1}}{q_{t1}-q_{t2}} \, F \bigg( - \frac{r_w^2}{4 \chi (T+t)} \bigg) 

- \frac{q_{t2}}{q_{t1}-q_{t2}}   \, F \bigg( - \frac{r_w^2}{4 \chi t} \bigg)

=  \frac{4 \pi \sigma}{q_{t1}-q_{t2}} \big( p_{wf}(t) - p_{wf}(0) \big) + 2S 

и произвести простую МНК-регрессию между временными функциями 

LaTeX Math Inline
body\frac{q_{t1}}{q_{t1}-q_{t2}} \, F \bigg( - \frac{r_w^2}{4 \chi (T+t)} \bigg) - \frac{q_{t2}}{q_{t1}-q_{t2}} \, F \bigg( - \frac{r_w^2}{4 \chi t} \bigg)
 и 
LaTeX Math Inline
bodyp_{wf}(t) - p_{wf}(0)
, откуда находятся коэффициенты регрессии 
LaTeX Math Inline
body2S
 и 
LaTeX Math Inline
body\frac{4 \pi \sigma}{q_{t1}-q_{t2}}
, а следовательно скин-фактор 
LaTeX Math Inline
bodyS
 и гидропроводность 
LaTeX Math Inline
body\sigma
. После чего можно определить пластовое давление 
LaTeX Math Inline
bodyp_e
 по формуле
LaTeX Math Block Reference
anchorpe
.

Этот тест весьма популярен при исследованиях транзиента после останова скважины, которая к моменту исследования находилась в длительной эксплуатации с постоянным (или почти постоянным) дебитом.

Под "длительной" понимается время, превыщающее время самого исследования после останова:

LaTeX Math Inline
bodyT \gg t
.

Это условие, по-сути, обеспечивает затухание вклада от ее истории в ранние времена 

LaTeX Math Inline
bodyt < T
 и помогает производить корректную интерпретацию даже если история скважины до момента времени
LaTeX Math Inline
bodyt < T
 была неизвестна, либо не была достоверной.

Однако на практике выбор очень длинных 

LaTeX Math Inline
bodyT
 также не рекомендуется, если скважина не является одиночной на участке.

За длительное время она неизбежно вступает в интерференцию с соседними скважинами, динамика давления подвергается влиянию соседей и интерпретация показаний давления на основе односквжаинной диффузионной модели может привезти к ошибочным результатам.

С логистической точки зрения, полевому инженеру необходимо прибыть на устье скважины, спустить манометр в работающей скважине, произвести остановку скважины и по истечении запланированного времени достать прибор на поверхность. Если же скважина оборудована перманентным датчиком давления, то необходимо остановить скважину на время 

LaTeX Math Inline
bodyt
, чем период предыдущей работы скважины с постоянным дебитом и проинтепрпретировать динамику давления после останова вышеуказанным методом.


Хорнер тест 

Тест Хорнера относится к частному случаю двухрежимного нестационарного теста (2НТ), при котором скважину после длительной эксплуатации с постоянным дебитом

LaTeX Math Inline
bodyq_{t1}
 в течении времени
LaTeX Math Inline
bodyT
 отключают и регистрируют динамику забойного давления 
LaTeX Math Inline
bodyp_{wf}(t)
, где отсечет времени
LaTeX Math Inline
bodyt
 ведется с момента остановки скважины. То есть по сути это это 2НТ с 
LaTeX Math Inline
bodyq_{t2}=0
 (см. рисунок 3).


Image Modified

Рис 3. Схема Хорнер-теста - исправить рисунок


Из формулы 

LaTeX Math Block Reference
anchorpwf2
 при
LaTeX Math Inline
bodyq_{t2} = 0
 следует:

LaTeX Math Block
anchorRF6Q7
alignmentleft
p_{wf}(t) = p_e - \frac{q_t}{4 \pi \sigma} \, \bigg[ F \bigg( - \frac{r_w^2}{4 \chi (t - T)} \bigg) -   F \bigg( - \frac{r_w^2}{4 \chi t} \bigg) \bigg]

Отсюда следует что транзиент давления на остановке не содержит сведения о скин-факторе.

Если однородный пласт полностью вскрыт вертикальной скважиной без трещин и на временах порядка времени наблюдения 

LaTeX Math Inline
bodyt
 граница не достигается, то диффузия происходит в режиме IARF и 
LaTeX Math Inline
bodyF(z) \sim \gamma + \ln(-z)
, откуда:

LaTeX Math Block
anchorRR04A
alignmentleft
p_{wf}(t) = p_e - \frac{q_t}{4 \pi \sigma} \, \bigg[ \gamma + \ln \bigg( - \frac{r_w^2}{4 \chi (t - T)} \bigg) -  \gamma - \ln \bigg( - \frac{r_w^2}{4 \chi t} \bigg) \bigg] = p_e - \frac{q_t}{4 \pi \sigma} \, \ln \frac{t}{t-T}

Отсюда видно, что в этом режиме течения влияние пьезопроводности на динамику давления Хорнер-теста полностью отсутствует и с помощью простого 

Hint
0МНК
1Метод Наименьших Квадратов
 в координатах 
LaTeX Math Inline
body\{ p_{wf}, \, \ln \frac{t}{t-T} \}
 легко находится пластовое давление на начало теста
LaTeX Math Inline
bodyp_e
 и гидропроводность пласта 
LaTeX Math Inline
body\sigma

Хорнер-тест является ярким примером того, как мультирежимный тест позволяет свести сложную задачу анализа транзиента и неоднозначного поиска в трехмерном пространстве 

LaTeX Math Inline
body\{ p_e, \, S, \, \sigma \}
 к последовательности простых прямых вычислительных процедур с однозначным результатом.


Трехрежимный нестационарный тест (3НТ)


Image Modified

Рис 4. Схема трех-режимного нестационарного теста (3НТ)
LaTeX Math Block
hostConfluence:7153649647
\begin{cases}
p_{wf1} = p_i + \frac{q_1 B}{4\pi \sigma}[-2S + \gamma + \ln{\frac{r^2_w}{4 \chi \Delta t_1}}] \\

p_{wf2} = p_i + \frac{q_1 B}{4\pi\sigma}[-2S + \gamma +\ln{\frac{r^2_w}{4\chi(\Delta t_1 + \Delta t_2)}}] + \frac{(q_2 - q_1)B}{4 \pi\sigma} [-2S + \gamma + \ln{\frac{r^2_w}{4\chi\Delta t_2}}] \\

p_{wf3} = p_i + \frac{q_1 B}{4 \pi \sigma}[-2S + \gamma + \ln{\frac{r^2_w}{4\chi (\Delta t_1 + \Delta t_2 + \Delta t_3)}}] + \frac{(q_2 - q_1)B}{4\pi\sigma}[-2S + \gamma + \ln{\frac{r^2_w}{4\chi(\Delta t_2 + \Delta t_3)}}] + \frac{(q_3 - q_2)B}{4\pi\sigma}[-2S + \gamma + \ln{\frac{r^2_w}{4\chi\Delta t_3}}]

\end{cases}