Способ определения коэффициента сжимаемости пластовой жидкости
Изобретение относится к нефтяной промьшшенности и предназначено для определения физических параметров жидкости в скважинных условиях. Цель изобретения - повьшение точности и достоверности опред еления коэффициента сжимаемости пластовой жидкости . .Для этого производят отбор пробы в пробоотборную камеру пластовой жидкости (ПЖ) при давлении ниже давления (Д) насыщения ПЖ. Отобранную пробу ПЖ сжимают в пробоотборной камере восстанавливающим забойным Д со скоростью, меньщей скорости восстановления забойного Д, до фазового перехода двухфазной ПЖ в однофазнуй. Расширяют пробы ПЖ уменьшением забойного Д со скоростью, меньшей скорости снижения забойного Д, до фазового перехода однофазной ПЖ в двухфазную. Расширение производят путем повторного открытия скважины на приток. Определяют разность давлений фазовых переходов двухфазной ПЖ в однофазную и обратно - однофазной в двзгхфазную. Использование данного способа позволяет определить коэффициент сжимаемости уже на стадии бурения. 3 ил. Q Ф (Л с
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4200497/22-03 (22) 25.02.87 (46) 23.11.88 . Бюл. У 43 (71) Западно-Сибирский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт технологии глубокого разведочного бурения (72) В.ВаБелогуров и М.Л.Карнаухов (53) 622.241 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР
У 1164407, кл. Е 21 В 47/00, 1983 ° (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНтА сжимлемости плАстОВОЙ жидкости (57) Изобретение относится к нефтяной промышленности и предназначено для определения физических параметров жидкости в скважннных условиях, Цель изобретения — повышение точности и достоверности определения коэффициента сжимаемости пластовой жидкости..Для этого производят отбор
„„SU„„1439222 А 1 (51)4 Е 21 В 47/10 47/06 пробы в пробоотборную камеру пластовой жидкости (ПЖ) при давлении ниже давления (Д) насыщения ПЖ, Отобранную пробу ПЖ сжимают в пробоотборной камере восстанавливающим забойным
Д со скоростью, меньшей скорости восстановления забойного Д, до фазового перехода двухфазной ПЖ в одно. фазную. Расширяют пробы ПЖ уменьшением забойного Д со скоростью, меньшей скорости снижения забойного Д, до фазового перехода однофазной ПЖ в двухфазную. Расширение производят путем повторного открытия скважины на приток, Определяют разность давлений фазовых переходов двухфазной
ПЖ в однофазную и обратно - однофазнод в двухфазную. Использование даи- (/) ного способа позволяет определить
"коэффициент сжимаемости уже на стадии бурения, 3 ил.
1439222
Изобретение относится к нефтяной промьппленности, касается определения физических параметров жидкости в скважинных условиях и может быть использовано при разведке и эксплуатации нефтяных месторождений.
Цель изобретения — повышение точности и достоверности определения коэффициента сжимаемости пластовой жидкости.
На фиг.1 изображено пробоотборное устройство для реализации способа; на фиг. 2 — диаграмма изменения давления в пробоотборной камере; на 15 фиг. 3 - график зависимости перемещения поршня от перепада давления и забойной температуры.
Устройство представляет собой пробоотборную камеру 1, расположенную 20 в проточной зоне 2 и помещенную н корпус пробоотборника 3. В обеих частях пробоотборной камеры установлены два плавающих поршня 5 и 6, пространство между которыми заполнено 25 тормозной жидкостью с низким коэффициентом объемной упругости (минеральное масло и т,п.), Пространство 7 над верхним поршнем 6 заполнено инертным газом (азот и т.п.) под ат- 39 мосферным давлением. При наличии перепада давления в верхней и нижней частях пробоотборной камеры плаваю- щие поршни 5 и 6, перемещаясь относительно друг друга, перекачивают тормозную жидкость из одной части пробоотборной камеры в другую. Для регистрации изменения давления в пробоотборной камере установлен чувстнительный измеритель 8 давления. Внутрен- 4О няя.полость пробоотборной камеры сообщается со скважинным пространством через отверстия 9 — 13, Верхняя часть 14 пробоотборной камеры соеди нена со штоком эапорно-поворотного клапана (не показан).
Устройство работает следующим образом, В компоновке испытательного оборудования пробоотборное устройство присоединено непосредственно к запорно-поворотному клапану (ЗПК). Это необходимо для того, чтобы соединить силовой шток ЗПК с верхней частью 14 пробоотборной камеры. В исходном положении отверстия 9 и 10 совмещены (фиг.1). Разгрузкой оборудования на забойной скважине сообщают подпакерное пространство с. внутренней полостью бурильных труб. Дпя нызона притока из пласта создают депрессию, обеспечивающую снижение забойного давления ниже данления насыщения пластовой жидкости. Под действием перепада между пластовыми давлением и давлением в трубах пластовая жидкость поступает в трубное пространство, В этот момент происходит заполнение пробоотборной камеры 1 двухфазной пластовой жидкостью. Поршни
5 и. 6 под действием перепада между пластоным давлением и атмосферным в пробоотборной камере перемещаются вверх, вытесняя тормозную жидкость через реле 4 из одной части пробоотборной камеры в другую. Применение реле необходимо для того, чтобы уменьшить темп разгазирования пластовой жидкости, которая при испытании поступает в трубы в виде газожидкостной смеси. Измеритель 8 давления фиксирует рост данления н трубах (кривая притока КП на фиг.2).
Вращением бурильной колонны на десять оборотов закрывают скважину для восстановления забойного давления.
При этом шток ЗПК, перемещаясь вверх, сообщает отверстия 11 и 1 2 между собой. По мере восстановления забойного давления поршни 5 и 6, переме- . щаясь, сжимают газожидкую смесь . в пробоотборной камере. Рост давления в камере происходит со скоростью меньшей, чем скорость роста забойного давления (уменьшение скорости определяется величиной перепада давления на гидравлическом сопротивлении реле 4), Это позволяет на диаграмме давления зарегистрировать скачок давления, соотнетствующий фазовому переходу двухфазной смеси в однофазную (фиг.2, кривая восстановления давления КВД). Это давление соответствует точке растворения газа в жидKocTH P
Открытие скважины на приток во втором цикле испытания производится повторным вращением бурильной колонны на десять оборотов, сообщая при этом проточную зону 2 и пространство в пробоотборной камере над верхним поршнем через отверстия 11 и 13. Поскольку давление в н вкней части пробоотборной камеры больше, чем в проточной зоне, нижний поршень 5 начинает перемещаться вверх, вызывая расширение пластовой жидкости, находящейз
143922 ся в пробоотборной камере 1. Наличие реле 4 позволяет производить расширение со скоростью меньшей, чем скорость снижения забойного давления, что позволяет зарегистрировать изме5 рителем 8 давления скачек давления, соответствующий фазовому переходу однофазной жидкости в двухфазную. Это давление соответствует началу выделе- 1О ния газа из жидкости Р 2(фиг.1) ..
Разность Р, — Р = 1Р определя 2 ет перепад давлений, при котором жидкость, находясь в растянутом (метастабильном) состоянии продолжает ос- 15 таваться однофазной. В этом случае, чтобы определить значение коэффициента сжимаемости, необходимо. знать изменение объема 3V произошедшего при изменении давления íà d Р. Если 2р представить изменение объема как
dV=F ° dl где У и — площадь плавающего поршня в пробоотборной камере;
dl — перемещение поршня за время между фазовыми переходами пластовой жидкости в пробоотборной камере.
Время между фазовыми переходами определяется по диаграмме давления, 30 записанной измерителем 8 давления, после извлечения устройства на поверхность. Тогда с помощью калибровочного графика (фиг. 3), показывающего зависимость линейного перемещения поршня от перепада давления и за. бойной температуры, определяют знач ение р 1. Такой график не о бходимо иметь для каждого реле, применяемого в устройствах для осуществления пред40 лагаемого способа, I
Пример. Испытание скважины на приток и восстановление давления производят с помощью компоновки, в 45 которую помимо известных узлов (испытатель пластов, ЗПК, пакер и т.д.) включают пробоотборное устройство (фиг.1), Испытание проводят по следующей схеме: открытый период
30 мин, восстановление давления
45 мин, второй открытый период приток) 45 мин. Диаграмма изменения давления в пробоотборной камере, записанная глубинным манометром, приве- 55 дена на фиг.2, Разность давлений
3P = Р, — Р составляет 4,8 МПа..3абойная температура 92 С. Время t в течение которого происходит растяже2
4 ние пластовой жидкости в однофазном состоянии, по бланку манометра 30 мин.
По калибровочному графику (фиг.3) находят перемещение поршня за время
= 30 мин при давлении на поршень
ЛР, = Р„- Р>Р где Р— давление в пробоотборной камере, равное
34,8 MIIa„ Рг — давление залитой в трубы буферной жидкости, равное
18,0 МПа, Л Р, = 16,8 МПа.
При dP, = 16,8 МПа (фиг.3) определяют dl = 14,1 см (на фиг, 3 приведен калибровочный график перемещения поршня при 90 С). Площадь поршня в пробоотборной камере F u
-4
= 3,1 х 10 м . Объем отобранной пробы
10- 4
Коэффициент сжимаемости пластовой жидкости
Frl3 1 -8 2
p, =- — — — — — — = 7 3-10 м !н.
V P
Существенным преимуществом предлагаемого способа является то, что определение коэффициента сжимаемости осуществляется прямым методом и точность в оценке параметра определяется только погрешностью приборов, в частности глубинных манометров, применяемых в испытании. Например, в случае применения манометров МГП-ЗМ погрешность измерения не превьппает
I+I,5, что существенно выше точности результатов в сравнении с прототипом .(расхождение с экспериментальными значениями коэффициента сжимаемости по прототипу 10 — 2,77).
Коэффициент сжимаемости пластовой жидкости является одним из основных параметров, необходимых при подсчете балансовых запасов нефти для залежей, разрабатываемых в упругом и упруговодонапорном режимах. Величина этих запасов и коэффициент сжи- маемости пластовой жидкости связаны прямо. пропорциональной зависимостью, поэтому ошибки, возникающие при определении Р непосредственно влияют. на величину подсчетных запасов нефти и газа. Эффект от использования предлагаемого способа заключается в том, что уже на стадии бурения или опытно-промышленной эксплуатации скважины можно определять коэффициент сжимаемости пластовой жидкости. Достоверность определения этого парамет5 14392 ра непосредственно влияет на точность определения запасов нефти и газа.
Формула изобретения
Способ определения коэффициента сжимаемости пластовой жидкости,включающий отбор пробы пластовой жидкости в пробоотборную камеру, изменение давлений.в ней, изме1 ение температуры и давления в пробоотборной камере, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и достоверности определения коэффициента сжимаемости пластовой жидкости, 15 отбор пробы в пробоотборную камеру производят при давлении ниже давления насыщения пластовой жидкости, производят сжатие отобранной пробы пластовой жидкости в пробоотборной каме- 2о ре восстанавливающим забойным давлением со скоростью, меньшей скорости восстановления забойного давления, до фазового перехода двухфазной пластовой жидкости в однофазную, произ- 25 водят расширение пробы пластовой яащ! где объем пробы в пластовых условиях площадь поршня в пробоотборной камере; перемещение поршня эа время между фазовыми переходами пластовой жидкости в пробоотборной камере; разность давления между давлениями фазовых переходов.
22 б кости уменьшением забойного давления со скоростью, меньшей скорости снижения забойного давления, до фазового перехода однофаэной властовой жидкости в двухфазную путем повторного открытия скважины на приток, определяют разность давлений фазовых переходов двухфазной пластовой жидкости в однофазную и обратно — однофазной в двухфазную, а коэффициент р сжимаемости пластовой жидкости определяют по формуле
1 F 1
ЛР
1439222
Составитель Г.Маслова
Техред А.Кравчук
Корректор М. Василь ев а
Редактор О.Головач
Заказ 6048/30
Подписное
Тираж 531
В11ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-.35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
