Этот метод является наиболее распространенным. Применяют его при исследованиях всех видов действующих скважин, в том числе и горизонтальных (нефтяных, нефтегазовых, водяных, газовых, газо-водяных). Сущность метода сводится к установлению путем промысловых измерений зависимости между дебитом скважин и значением перепада давления (или перепадом между пластовым и забойным давлениями) при установившихся режимах эксплуатации скважин. На базе этой зависимости определяются такие важные характеристики, как коэффициент продуктивности скважины и коэффициент гидропроводности пласта в ее районе. Простейший вид индикаторной зависимости показан на рисунках 3.1 и 3.2. Взяв на индикаторной прямой произвольные две точки, определяют коэффициент продуктивности скважины:
, (3.1)
где: Q1 и Q2 – значения дебита скважины на разных установившихся режимах, т/сут;
Р’заб и Р’’заб – соответствующие значения забойного давления, Па.
Дальнейший расчет ведется по формуле Дюпюи:
, (3.2)
где: Q – объемный дебит жидкости в поверхностных условиях, т/сут;
k – коэффициент проницаемости пласта в зоне дренирования, м2;
h – эффективная нефтенасыщенная толщина пласта, м;
РПЛ – пластовое давление, Па;
РЗАБ – давление на забое при установившемся режиме работы
скважины с дебитом Q, Па;
b – объемный коэффициент жидкости;
μ – динамическая вязкость, Па·с;
RK – радиус контура питания скважины, м;
rc – радиус скважины по долоту, м;
С – коэффициент несовершенства скважины.
Рисунок 3.1 - Индикаторная прямая Q = f(PЗАБ).
Рисунок 3.2 - Индикаторная линия DР2 = f(Q)
Коэффициент проницаемости пласта в зоне дренирования определяется по формуле:
, (3.3)
где: r0 – приведенный радиус несовершенной скважины, м.
Приведенный радиус несовершенной скважины, в свою очередь, определяется как:
(3.4)
На практике в основном снимаются индикаторные лини с выпуклостью, обращенной к оси дебитов (рисунок 3.2). Следовательно, линейная зависимость между депрессией и дебитом – частный случай квадратичной зависимости:
, (3.5)
где: DР2 – квадрат изменения давления на забое скважины;
а, b – коэффициенты, определяющие физические свойства жидкости и фильтрационные свойства пласта;
Q – дебит скважины.
Первый член квадратичной зависимости представляет собой потери напора, обусловленные трением жидкости, и пропорционален вязкости жидкости и дебиту. Второй член выражает потери напора, вызванные инерционными свойствами жидкости, и пропорционален плотности жидкости и дебиту во второй степени. Коэффициенты а и b определяются из соответствующих уравнений и зависят от физических свойств жидкости, фильтрационных свойств пласта, технического состояния технологического оборудования и призабойной зоны скважины.
Таким образом, очевидно, что индикаторная диаграмма позволяет наблюдать изменения объемного дебита жидкости в поверхностных условиях.
Метод карт изобар
Используют для исследования пласта в целом или отдельных крупных его участков. Этот метод предусматривает измерение пластового давления во всех или в большинстве скважин изучаемого участка пласта и воспроизведение на базе полученных данных общей картины распределения давления в пласте путем построения так называемой карты изобар.
С помощью карт изобар решают такие практические задачи, как определение параметров пластов, оценка скоростей движения жидкостей в различных участках пласта и др.
К гидродинамическим методам исследований, основанным на изучении неустановившихся процессов фильтрации жидкостей и газов, относят метод восстановления давления и метод гидропрослушивания.