Способ отбора глубинных проб жидкости с растворенным газом

 

<ц956777

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союа Советсиик

Социалистичесиик

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6i) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 10 ° 07. 80 (21)2983206/22-03 ($1) М. КЛ. с присоединением заявки Й9 (23) Приоритет

Е 21 В 49/08

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

Опубликовано,070982 . Бюллетень ¹33 - (%3) УДК622.243. .68(088 ° 8) Дата опубликования описания 07.09.82 (72) Автор . изобретения

Б.П.Акулинчев

1

Северо-Кавказский научно-исследовательск природных газов - 4 " в < . и е"гттту т ин ж"иту т рщ, ) ; (й (7! ) Заявитель (54) СПОСОБ ОТБОРА ГЛУБИННЫХ ПРОБ ЖИДКОСТИ

С PACTBOPEHHblM ГАЗОМ

Изобретение относится к поискам и эксплуатациям газа и нефти, в частности к гидрогеологическим иссле-. дованиям скважин, и может быть ис.- . пользовано в газовой и нефтяной промышленности.

Для сохранения физико-химических свойств проб, в основном газового фактора, отбор их проводят при забойном давлении, равном пластовому.

Во время подъема пробоотборника из скважины давление в его камере падает в зависимости от температурного градиента, термобарических свойств флюида и пробоотборника, скорости его подъема. Особенно велиКо снижение давления в глубоких скважинах, где, как правило, встречаются пласты с аномально высокими пластовыми давлениями. В результате превышения скважинного давления над давлением в камере пробоотборника последний можеторазгерметизироваться и произойдет искажение пробы.

Наиболее неблагоприятным участI ком подъема является заключительный, так как при нахождении пробоотборника в лубрикаторе более всего снижается его температура, приближаясь к температуре наружного воздуха.

Известен способ отбора проб жидкости с растворенным газом при помощи пробоотборника с.изотопным источником нагрева (1) .

Недостатком данного способа является увеличение затрат, связанных с необходимостью радиологической защиты. Кроме того, укаэанный способ

t0 не регулирует степень нагрева, что ведет к искажению температуры жидкости в стволе скважины и не гарантирует качественного опробования.

Известен также способ отбора проб жидкости с растворенным газом при помощи пробоотборника с электронагревателем на кабеле путем спуска в скважину пробоотборникю, герметизация отобранной пробы при. забойных

0 условиях, равных пластовым, и подьема его на поверхность с поддержанием температуры, обеспечивающей превышение давления внутри пробоотборника над скважинным.

На забой в скважину при забойном давлении, равном пластовому, спускают пробоотборник и герметиэируют пробу. Подъем осуществляют с поддержанием температуры внутри пробоотборника равной забойной, для чего пробу подогревают с помощью электрического 956777 устройства, что обеспечивает превышение давления внутри пробоотборника над скважинным, Такой способ применяют только в неглубоких скважинах с низкими забойными температурами (до 100 С) и не- 5 большим избыточным давлением (23 Мпа) P) .

Недостаток указанного способа заключается в том, что для спуска пробоотборников на кабеле в глубокие 10 скважины (c избыточным давлением до

100-110 МПа) требуется установка громоздких, длиной 9-10 м, лубрикаторов, что приводит к затратам на их установку и увеличивает время отбора пробы, Кроме того, необходимо создание мощчой тепловой защиты для обеспечения работы электронной схемы регулирования и поддержания температуры, так как при температурах

200-220 С обычное оборудование непригодно, что в. конечном итоге приводит к резкому увеличению затрат на проведение процесса.

Целью изобретения является упрощение и ускорение проведения отбора, Поставленная цель достигается тем„ что температуру поддерживают путем пуска скважины в работу, а подъем пробоотборника осуществляют при давлении на устье ниже давления в пробоотборнике в этой точке.

При проведении способа не ставится задача подъема однофаэной пробы, так как на устье пробоотборник дега- " зируется для определения газового 35 фактора. Подъем однофазной пробы потребует обеспечения прочности корпуса, соответствующей пластовому давлению, что неоправданно удорожит работы. 40

B практике исследований подъем проб иэ скважины с забойным давлением 75-90 МПа обеспечивается пробоотборником марки ПД-ЗМ.

Для обеспечения герметичности 45 пробы достаточно, чтобы скважинное давление не превышало давление внутри пробоотборника на величину .силы упругости пружины (в пробоотборнике марки ПД-ЗМ она составляет 0,30,5 МПа). Давление внутри пробоотборника должно превышать скважинное для гарантии сохранности пробы при выходе пружины иэ строя, например, за счет коррозии.

Верхний предел перепада давлений ограничивается прочностью корпуса пробоотборника и зависит от его геоло "o-технической характеристики (прдбоотборник марки ПД-ЗМ рассчитан на давление s 30 МПа) . 60

Пример. Проводят гидрогеоло гические исследования скважины глубиной 5200 м с пластовым давлением

58,8 NIIa, температурой 160 С, статическим избыточным давлением 65

16 6 МПа, устьевой температурой

20 С, пресной пластовой водой, фоновым гаэовыгл фактором О, 3 см /см (минимально встреченным на пустых ловушках} .

Спускают на забой пробоотборник емкостью 1000 GM3 (при температуре

20 С), Отбирают глубинную пробу и пускают скважину в работу через семимиллиметровый штуцер.

При дебите 500 м /сут через

1,5 ч работы скважины устьевая температура достигает 104 С, избыточное давление 9,0 МПа. Далее определяют возможность сохранения пробы и подъема пробоотборника в этих условиях.

Объем пробоотборника н забойных условиях в момент отбора пробы определяют по Формуле

Плотность воды в забойных условиях. определяют по формуле ОБ <- (ЗР(1+0,01 р) где у а - плотность жидкости в забойных условиях, г/см, У вЂ” плотность дегаэированной жидкости, г/см

) 1

bf — изменение плотности эа счет растворенного газа, г/см3, " коэффициент дегазированной воды, 1/14tIa(Р— скважинное давление, МПа", Ь вЂ” газовый фактор, см /см .

0 9076 — 8 84i 10 0 3 . 4

33Б

1 - 5,1 ° 5, 1 +

0,9383 (г/cM ).

Далее определяют массу отобранной пробы: „ * зоз v>>>=0>9353 л007 944,87(г}, "6am = /p(I + ), где У дэ — объем пробоотборника в забойных. условиях, сМ Б;

Ч вЂ” объем пробоотборника в лабораторных условиях, см;

М вЂ” термический коэффициент изменения объема пробоотборника (для пробоотборника гларки ПД-ЗМ составляет

5, 10 > 1/ОС), 6.С вЂ” разность температур между лабораторными и скважинными условиями.

Сжимаемостью пробоотборника пренебрегают, так как она составляет всего около 0,05% от первоначального объема.

Объем -пробоотборника, а следовательно, и отобранной пробы

Ч = 1000 1 + 5 10 (160 — 20)) =

1007 (CMS) 956777

В поднятой на устье пробе давление в пробоотборнике должно быть больше

9,0 МПа. .Предполагают, что оно составляет

11,0 NIIa и проверяют достоверность предположения.

В предлагаемых устьевых условиях при 11,0 NIIa и 104 С в воде в растворенном состоянии остается не более

1,7 см /см метана, следовательно, 3 если газонасыщенность не превышает фоновую, то проба находится в однофазном состоянии.

Определяют объем пробоотборника на устье:

V ст 1000 1 + 5 10 (104 20)J

1004,2 (CM ), Определяют плотность жидкости: ст = 944 87 : 1004 2 — 0,9409 г/см

0 9368 - 0 0003

9398 определяют давление в камере пробоотборника:

У,, - г Э„

0 9554 — 0 0003

0 9409

3,2 (МПа).

Следовательно, при устьевой температуре 104 С и избыточном давлении

9 МПа нельзя обеспечить подъем достоверной пробы, так как происходит разгерметизация пробоотборника (давление в камере ниже скважиннбго) .

Далее переводят скважину на работу через двенаддатимиллиметровый штуцер. При дебите .1000 м /сут через

1,5 ч работы скважины устьевая температура достигает 128 С избыточное,:давление 1,0 МПа.

Определяют объем пробоотборника на устьег

V 1000 1 + 5 10 (128 — 20)

Цст

1005, 4 (см ) ет = 944,87 г 1005,4

0,9398 (г/см ) Составитель В.Никулин

Техред Т.Фанта Корректор Н.Король

Редактор М.Дылын

Заказ 6549/16 Тираж 623 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, >К-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Определяют плотность жидкости:

Определяют давление в камере пробо-— отборникаг

7,1 (МПа) .

Таким образом, подъем пробоотборника с забойной пробой при устьевой температуре 128 С гарантирует сохранность пробы, так как давление в камере выше скважинного.

Плотность воды, растворимость метана, термобарические коэффициенты, использованные в расчетах, представляют справочные данные. Предлагаемый способ позволяет вести опробование глубоких скважин с аномально высоким пластовым давлением, используя лубрикаторы обычных размеров при спуске пробоотборников на проволоке, совмещая время подъема пробоотборника с отработкой скважины на режиме, что в конечном итоге сокращает время проведения процесса и снижает его стои-. мость

Формула изобретения

Способ отбора глубинных проб жидкости с. растворенным газом путем спуска в скважину пробоотборника, герметизации отобранной пробы при. забойных условиях, равных пластовым, и подъема его на поверхность с поддержанием температуры, обеспечивающей превышение давления внутри пробоотборника над скважинным, о т л и

35 ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения и ускорения проведения

1отбора, температуру поддерживают путем пуска скважины в работу, а подьем пробоотборника осуществляют при

40 давлении на устье ниже давления в пробоотборнике в этой точке.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Мамуна В.Н. и др. Усавершен45 ствование комплекса физико-химических исследований пластовых нефтай.

Предварительный отчет,ВНИИнефть по теме 9584 эа 1971.М.,ВНИИнефть,1972.

2. Усовершенствование комплекса ,@ физико-химических исследований пластовых нефтей. Сборник рефератов НИР и ОКР, сер. 08, "Нефтяная, газовая и угольная промышленность", 1973, Р 3, с. 22 (прототип) .