Kretanja fluida kroz pornu sredinu kolektor stena

Karakteristike protoka ležišnih fluida

U naftnim, gasnim i gasokondenzatnim ležištima, ležišni fluidi – nafte, gasovi i vode se, pre procesa eksploatacije, nalaze u statusu relativnog mirovanja. Kad započne eksploatacija nekog ležišta počinje i kretanje fluida kroz porni prostor, odnosno kolektor stena ležišta. Kretanje fluida (nafte, vode i gasa) može da se odvija prema eksploatacionim bušotinama, može da se odvija iz rubne zone ležišta prema centralnoj ili iz gasne kape prema centralnom naftnom delu.

Kretanje (filtraciju) fluida iniciraju i omogućavaju promene i razlike pritisaka u ležišnom sistemu, od momenta aktiviranja bušotina pa do kraja eksploatacionog ciklusa Kretanje fluida kroz ležište praćeno je promenama viskoziteta, brzine, pritiska, kompresibiliteta i zasićenja. Svi ovi faktori menjaju se u odnosu na lokaciju u ležištu, vreme i geometriju protoka. Da bi se odredile ove promene potrebno je da se shvate osnove protoka fluida u ležištu, a disciplina koja proučava ova kretanja nazvana je podzemnom hidrodinamikom. Dinamiku ležišnih fluida uslovljavaju brojni faktori:

- geološka konstitucija i morfologija ležišnog sistema;- energetski potencijal (režim) ležišnog sistema;- petrofizičke karakteristike rezervoar stena;- sastav i fizičke osobine fluida;- zasićenje i distribucija fluida u pornom prostoru rezervoar stena;- tehničke i tehnološke karakteristike proizvodnih objekata (bušotina);- metode eksploatacije;- stimulativne metode eksploatacije;- dopunske i sekundarne (tercijarne) metode iskorišćenja ležišta itd.

Procese kretanja ležišnih fluida karakterišu:- promene hidrodinamičkih i termodinamičkih uslova;- promene petrofizičih parametara rezervoar stena;- promene sastava i fizičkih osobina fluida;- promene zasićenja i međufaznih odnosa u ležišnom prostoru itd.Protok ležišnih fluida kroz porni prostor rezervoar stena naftnih, gasnih i gasokondenzatnih ležišta se klasifikuje na osnovu različitih kriterijuma.

Klasifikacija protoka fluida prema geometriji protokaProtok fluida kroz poroznu sredinu deli se prema geometrijskoj konfiguraciji na:

-horizontalni protok (radijalni i linearni)-sferni protok.

Klasifikacija protoka fluida na osnovu karakteristika pornog sistemaLežišni fluidi se kreću kroz:- jednorodne, izotropne ili- nejednorodne, anizotropne porne sisteme rezervoar stena.

Klasifikacija protoka na osnovu broja fluidaKroz porne sisteme se realizuje:- jednofazno kretanje (jedan fluid);- dvofazno kretanje (nafta i voda, nafta i gas ili gas i voda);- trofazno kretanje (nafta, voda i gas).U svim slučajevima, izvesna količina fluida je nemobilna i pripada

rezidualnom zasićenju. Dvofazni i trofazni protok se, uglavnom, analiziraju u vidu funkcionalnih zavisnosti relativnih ili faznih propusnosti i zasićenja pornog prostora fluidima.

Klasifikacija protoka na osnovu karakteristika fluida

Tečni ležišni fluidi, nafte i vode se tretiraju kao delimično stišljivi ili nestišljivi, a individualni gasovi i gasne smeše kao stišljivi fluidi.

Generalno, prema prirodi fluida, protok je:- nekompresibilan (tečnosti) i- kompresibilan (gasovi).Promene fizičkih karakteristika tečnih i

gasovitih fluida u toku kretanja kroz pornestrukturedefinišu odgovarajuće jednačine stanja.

Klasifikacija dinamike protoka ležišnih fluida

Na osnovu dinamike kretanja i trenda promene pritiska u funkciji vremena definisani su tipovi protoka ležišnih fluida u vidu:

-Nestacionarnog režima;-Prelaznog režima;-Pseudostacionarnog režima i -Stacionarnog režima.

t

P

Slika 1.Tipski dijagram režima kretanja fluida i promene pritiska u funkciji vremena

Nestacionarni režim protoka fluidaU uslovima nestacionarnog režima, protok fluida i pritisak u ležišnom sistemu se neprestano menjaju sa vremenom i rastojanjem:U linearnoj konfiguracijiU radijalnoj konfiguraciji

)t;l(fP = )t;l(fQ =

)t;r(fP = )t;r(fQ =

Prelazni režim protoka ležišnih fluidaPrelazni režim je relativno kratkotrajna faza između početnog i pseudostacionarnog protoka. Osnovna karakteristika prelaznog perioda je izrazita nestabilnost protoka i varijacija proizvodnje bušotina. Prelazni period je uslovljen karakteristikama rezervoar stena i fluida. Pritisak u prelaznom režimu nije pod uticajem spoljašnjih granica drenažnog ili ležišnog sistema – kao da je ležište neograničene veličine i prostiranja. Proizvodnja fluida se postepeno smanjuje sve dok se ne postignu pseudostacionarni uslovi.Pritisak u funkciji vremena se formuliše relacijama:U linearnoj konfiguraciji

U radijalnoj konfiguraciji:

Dinamički pritisak u bušotini je definisan uslovima:

Posle prelaznog perioda nastupa kasni prelazni režim. U toku kasnog prelaznog perioda počinje da se manifestuje uticaj granica drenaže. Na proces distribucije pritiska bitno utiče veličina drenažne površine i pozicija bušotine u drenažnoj strukturi.

Pseudostacionarni režim protoka i ležišnih fluidaPseudostacionarni protok je specifičan slučaj nestacionarnog, odnosno stacionarnog režima. U ležištu se, pseudostacionarno stanje uspostavlja posle određenog perioda proizvodnje, kada je distribucija pritiska pod uticajem spoljnih granica sistema. Predstavlja se da je ležište sa svih stana ograničeno – okruženo čvrstom nepropusnom barijerom koja sprečava dotok fluida u ležište. Kada se dostigne pseudostacionarno stanje, dinamički pritisak na dnu bušotine je linearna funkcija vremena. U svakoj tački ležišta promene pritiska su jednake, tj. gradijenti pritiska i protoci su približno konstantni:U linearnoj konfiguraciji:

U radijalnoj konfiguraciji:

)t;l(fP = )t,l(ft

P=

∂∂

)t;r(fP = )t,r(ft

P=

∂∂

0t

Pwf ≤∂

∂0

t

P

2wf

2

≥∂

∂

constl

P≈

∂∂

constt

P≈

∂∂

constr

P≈

∂∂

constt

P≈

∂∂

Uslovi i karakteristike pseudostacionarne filtracije u profilu radijalne konfiguracije su prikazani na slici 2.

Sl.2.Tipski dijagram radijalnog pseudostacionarnog protoka

Stacionarni režim protoka ležišnih fluidaStacionarni režim protoka se formira posle pseudostacionarnog perioda u uslovima koji se ne menjaju sa vremenom. Predpostavlja se da da je ležišni sistem potpuno otvoren, sa konstantnim pritiskom na spoljnjim granicama. Pritisci i protok fluida u ležištu se ne menjaju. U svakom momentu, i svakom elementu porne zapremine, postoji izbalansirano stanje mase fluida koja se proizvodi i mase koja ulazi u sistem kroz otvorene spoljne granice. Uslovi i karakteristike stacionarne filtracije u profilu radijalne konfiguracije su prikazani na slici 3.

m

P

r r

q = const

Pe = constSl. 3. Tipski dijagram stacionarnog protoka

0l

P=

∂∂

0t

P=

∂∂

0r

P=

∂∂

0t

P=

∂∂

Uslovi linearne i radujalne filtracije:

Osnovna jednačina protoka fluida kroz pornu sredinu je parcijalna diferencijalna jednačina II reda nastala kombinacijom Darsijevog zakona, jednačina stanja i jednačine kontinuiteta.

Jednačina difuziteta u radijalnom sistemu:

gde je: φ - poroznostµ - viskozitetct – kompresibilitet formacijeK – propusnostP – pritisakr – radijus do tačke posmatranja

Rešenje jednačine protoka preko bezdimenzionalnih veličinaJednačina stacionarnog protoka:

gde je: h – moćnost kolektoraPe – pritisak na granici ležištaPw – pritisak u bušotiniB – faktor volumena formacijere – radijus drenažne zonerw – radijus bušotine

( )

⋅µ⋅

−⋅⋅⋅π⋅=

w

e

we

r

rlnB

PPhK2q

t

P

K

c

r

P

r

1

r

P t2

2

∂∂

⋅⋅µ⋅φ

=∂∂

⋅+∂

∂

Obrazac za promenu pritiska

u bezdimenzionalnom obliku predhodna jednačina postaje:

bezdimenzionalni pritisak je dat jednačinom:

rešenje jednačine difuziteta:

gde je:Pi – početni pritisak u ležištu pre proizvodnje ili injektiranjaq – konstanta količine protokaPD – odgovarajuća vrednost bezdimenzionalnog pritiskaS – skin faktorK, h, µ - konstante osobine ležišta

Bezdimenzionalno vreme:

kada je bezdimenz. vreme u f-ji drenažne površine jedn.dobija oblik:

hK2

r

rlnBq

PPw

e

we ⋅⋅π⋅

⋅µ⋅⋅

=−

Dw

e

we PhK2

r

rlnBq

PP ⋅⋅⋅π⋅

⋅µ⋅⋅

=−

=

w

eD

r

rlnP

( ) ( )[ ],...c,r,tPhK2

BqPP DDDDr,ti +

⋅⋅π⋅

µ⋅⋅=−

2wt

Drc

tKt

⋅⋅µ⋅φ

⋅=

⋅=

⋅⋅µ⋅φ

⋅=

A

rt

Ac

tKt

2w

Dt

DA

Bezdimenzionalni pritisak takođe zavisi i od bezdimenzionalnog radijusa datog jednačinom:

Slika 4. Prikaz bezdimenzionalnog pritiska u funkciji bezdimenzionalnog vremenaSlika 5. Ponašanje bezdimenzionalnog pritiska u funkciji logaritma bezdimenzionalnog vremena.

wD

r

rr =

Bezdimenzionalni pritisak u početnom periodu proizvodnje je prikazan relacijom

gde je: Ei – funkcija eksponencijalnog integralaOva jednačina se može aproksimirati za tD/rD2>100:

( )

⋅

−⋅−=

D

2D

iDDDt4

rE

2

1r,tP

( )

+

⋅≈ 80907,0

r

tln

2

1r,tP

2D

DDDD

Vreme prestanka početnog perioda proizvodnje se određuje pomoću jednačine:

gde je:(tDA)eia – bezdimenzionalno vreme prestanka početnog perioda proizvodnje u

funkciji oblika ležišta. Određuje se pomoću odgovarajućih tabela.Jednačina koja omogućuje da odredimo dodatni pad pritiska usled prisustva skin efekta –S (oštećenja pribušotinske zone usled bušenja i cementacije smanjuje se propusnost):

Skin (S) se određuje po obrascu:gde je: KS – propusnost kolektora u zoni skina

rS – radijus skina

( )eiaDAt

eia tK

Act ⋅

⋅⋅µ⋅φ=

ShK2

BqPs ⋅

⋅⋅π⋅µ⋅⋅

=

⋅

−=

w

S

S r

rln1

K

KS

Slika 6. Dijagram distribucije pritiska kod oštećene pribušotinske zone

Slika 7. Dijagram distribucije pritiska kod obrađene pribušotinske zone

Efikasnost protoka pokazuje deo neoštećene produktivne sposobnosti bušotine:

wf

swf

olnidea

novarst

PP

PPP

I

I

−

∆−−=

Gde je:I-produktivnost bušotine, p-srednji ležišni pritisak

Period pseudostacionarnog protoka karakteriše konstantna promena pritiska tokom vremena. Vrednost bezdimenzionalnog pritiska tokom ovog perioda se određuje po obrascu:

gde je:CA – faktor oblika sistema i zavisi od položaja bušotine i oblika ležišta (Deitz-ov faktor)Vreme početka perioda pseudostacionarnog protoka se određuje pomoću jednačine:

gde je:(tDA)PSS – bezdimenzionalno vreme pri uslovima pseudostacionarnog protoka i određuje se iz odgovarajuće tabele.Vrednosti bezdimenzionalnog pritiska za vreme perioda stacionarnog protoka:za linearni protok:

za radijalni protok:

⋅+

⋅+⋅π⋅=

A2w

DADC

2458,2ln

2

1

r

Aln

2

1t2P

( )PSSDAt

pss tK

Act ⋅

⋅⋅µ⋅φ=

( )A

hL2P ssLD

⋅⋅π=

( )

=

w

essRD

r

rlnP

Hidrodinamičke metode merenja i ispitivanja bušotina i slojeva

U praksi, metode za određivanje parametara ležišta: k, kh, skin faktora, granica ležišta, geometrije ležišta, početnog ležišnog pritiska, su pored geofizičkih i laboratorijskih hidrodinamičke metode-pogonske jer se realizuju na licu mesta sa određenim instrumentima.

Jedna od klasifikacija hidrodinamičkih metoda merenja i ispitivanja bušotina i slojeva je na:

Metodu merenja padom ili pada pritiskaMetodu merenja porasta pritiskaPuls testTest interferencijePrve dve metode imaju razne podvarijante, a puls test i test interferencije su nastali

usled usavršavanja mernih instrumenata.Podloga za interpretaciju ovih metoda su jednačine difuziteta (parcijalne diferencijalne

jednačine II reda) koje se rešavaju numeričkom analizom i omogućavaju da se u bilo kojoj tački bušotine i okoline odrede parametri sistema.

Znači, testiranje bušotine podrazumeva proizvodnu bušotinu sa konstantnim protokom ili sa serijom raznih količina protoka (od kojih neki može biti jednak nuli-zatvorena bušotina) kada se simultano registruju promene pritisaka u bušotini korišćenjem opreme za merenje pritiska na dnu bušotine. Ti registrovani pritisci i funkciji vremena se analiziraju zajedno sa količinama protoka da bi se dobili neki ili svi od sledećih ležišnih parametara: početni ležišni pritisak (pi), prosečni pritisak unutar granica drenaže (p), propusnost (k), proizvod propusnosti i moćnosti sloja (kh), skin faktor (s), drenažna površina (A), Dajcov faktor geometrije ležišta (CA).

Oprema HD merenja za određivanje proizvodnih osobina ležišta (proizvedene količine nafte, gasa i vode-Qo, Qg, Qw), pritiska i temperature u ležištu i na površini obuhvata separatore za merenje tečne i gasovite faze, kao i mehaničke i električne instrumente koji se spuštaju u bušotinu na žici ili kablu (najbolji su elektronski jer su najosetljiviji).Za merenje pritiska u bušotini koristi se konvencionalni mehanički instrument-manometar poznat pod imenom amerada (EPG-3).Princip rada amerade za merenje pritiska u bušotini u okviru testiranja zasniva se na merenju razlike pritisaka na površini i u bušotini (senzorski deo manometra-meh je izložen pritisku u bušotini a sekcija za registraciju je na atmosferskom pritisku). Izrađen je tako da ne dolazi do kontakta sa fluidom u toku spuštanja. Delovi instrumenta su: senzorski deo-meh sa helikoidnom Burdonskom oprugom u kućištu koji predstavlja sistem ispunjen tečnošću-inertnim uljem koje se unosi u sistem punjenjem pod vakuumom. Registruje se promena zapremine u Burdonskoj opruzi usled pritiska tj. pretakanja fluida iz meha u oprugu.Instrument se prvo kalibrira u simulatoru bušotinskih uslova. Instrument se spušta u kolonu gde se meri izdržljivost na pritiske čiji merni opsezi mogu biti do 1000 psi-70bara. U koloni tj. simulatoru vrši se na svakih 10 merenja pritiska kalibracija tako što se instrument zaagreva, opterećuje pritiskom pa rasterećuje i tako se proverava ispravnost.Drugi deo instrumenta je sekcija za registraciju koja registruje promene pritiska na mestu gde je instrument spušten u bušotinu. Ima spoljnje kućište i unutrašnje gde se nalazi mehanizam za nošenje kartice-bubanj, beskrajni zavrtanj tj. lift koji pokreće karticu bubnja za registraciju vremena, pero i satni mehanizam. Dijagram kartica je metalna ili Al folija dimenzija 5x2″ na kojoj pero ostavlja trag tj. upisuje registraciju. Pre nego što se sastavi instrument, mora se izvući nulta linija na kartici na atmosferskim uslovima. Satni mehanizam može da radi od 3-360 časova. Ako merimo produktivnost, interval satnog mehanizma je 48-72h, a za merenje porasta pritiska treba više vremena. Po vađenju kartice, očitač kartice-mikroskop očitava refleksije za p i t u funkciji vremena sa dve staze po kojima se kreće (osetljivost 2000 podeoka. Jedna staza je za vreme, druga za otklon. Bitan je opseg satnog mehanizma. Instrument ima i termometar za istovremenu registraciju temperature u bušotini za opsege od 0-170°F, 0-270°F, 0-350°F i 200-500°F.

Instrument se u praksi zove AMERADA. Proizvođači su JRC, Ruster, Drexel. Dimenzije instrumenta: prečnik 11/4’’-32mm, dužina sa sekcijom 1.86m za pritiske do 5000 psi i termometrom. Postoje amerade prečnika od 1’’ i ¾3/4’’ za manje tubinge. Na prirubnicu kolone erupcionog uređaja montira se manipulaciona cev-lubrikator u koju se stavlja instrument koji se spušta na žici motornim granikom (wireline hoist). Instrument se vezuje za žicu “pastiricom”- navojem što je najslabije mesto na žici, u slučaju zaglave otkine se i instrument ostane u bušotini, mada se lako vadi alatom za spasavanje.Granica kidanja žice je oko 600kg. Idealno merenje sa ameradom je u zoni perforacije, mada se tubing retko kad spušta u samu zonu, uvek malo iznad. Pritisak se meri stepeničasto tj.svodi se na sredinu perforiranog intervala, odnosno na željenoj dubini se određuje na osnovu prethodnih vrednosti.Postoje i manometri za permanentnu ugradnju na kablu koji ide uz zid tubinga. Problem permanentnog manometra je visoka cena.

Hidrodinamičko prisluškivanje-puls test i test interferencije kojima se utvrđuje postojanje veze između dve bušotine kao i određuje ta veza.U ovom tipu testiranja koriste se kvarcni manometri (Hewett Packard). Instrument funnkcioniše na osnovu osetljivosti kvarcnog kristala da registruje i veoma male promene pritiska. Spušta se na kablu, podaci se čitaju na površini; indicira se rad tj. promena rada jedne bušotine pod uticajem druge. Registruje male promene pritiska i od 2-6KPa.Delovi: kućište, kontakt, elektronski sklop (u kome je drugi kristal koji registruje samo promenu temperature), kvarcni kristal sa svojim kućištem čija rešetka osciluje sa frekvencom od 5MHz u normalnim uslovima. Osetljivost kvarcnog manometra je 1/100psi=0.006Kpa=6Pa. Maksimalna dozvoljena brzina spuštanja kroz bušotinu je 60m/min. Kod spuštanja na kablu problem je zaptivanje, što se rešava postavljanjem zaptivne glave na kraju lubrikatora.

Metoda pada pritiska

Ispitivanje naftnih bušotina, slojeva i ležišta metodom pada pritiska se realizuje instrumentalnim merenjem vrednosti pritiska u bušotini u toku konstantne proizvodnje fluida. Analiza rezultata HD testova padom pritiska omogućava definisanje: propusnosti kolektor stena, skin faktora, veličine drenažne zone bušotine.

Interpretacija rezultata metode pada pritiska zahteva konstituisanje dijagrama u:

log-log koordinatama {log(pi-pwf)/logt} isemi-log koordinatama (pwf / logt)Dijagrama pada pritiska u log-log

koordinatama omogućava određivanje koeficijenta punjenja bušotine na osnovu vrednosti ∆t i ∆P. Na semi-log dijagramu pada pritiska se određuje nagib pravolinijskog dela krive (m) i vrednost p1h.

Testiranje padom pritiska je ekonomično zbog kontinualne proizvodnje tokom merenja, a njen nedostatak je problem održavanja proizvodnje konstantnom.

Slika 8. Dijagrami ponašanje p i Q pri testiranju pada pritiska

Pad pritiska pri konstantnoj proizvodnji, u početnom periodu protoka:

gde je:Pi – početni pritisak u ležištuVrednost bezdimenzionalnog pritiska u ovom periodu iznosi:

Bezdimenzionalno vreme:

Kombinacijom predhodnih jednačina, dobija se opšti oblik jednačine pada pritiska:

Pregrupisavanjem parametara, dobija se:

( )[ ]S,...tPhK2

BqPP DDwfi +⋅

⋅⋅πµ⋅⋅

=−

( )[ ]80907.0tln2

1P DD +⋅=

2wt

Drc

tKt

⋅⋅µ⋅φ

⋅=

⋅+−

⋅⋅µ⋅φ+⋅

⋅µ⋅⋅⋅

−= S86859.0351378.0rc

Klogtlog

hK

Bq183234.0PP

2wt

iwf

hr1wf PtlogmP +⋅=

Slika 9. Semi log dijagram dobijen testiranjem padom pritiska

Nagib pravolinijskog dela krive određuje se po relaciji:

Propustljivost ležišta se određuje:

Skin faktor se određuje po relaciji:

hK

Bq183234.0m

⋅µ⋅⋅⋅

−=

⋅+−

⋅⋅µ⋅φ⋅+= S86859.0351378.0

rc

KlogmPP

2wt

ihr1

hm

Bq183234.0K

⋅µ⋅⋅

−=

−

⋅⋅µ⋅φ−

−= 351378.0

rc

Klog

m

PP15129.1S

2wt

ihr1

Limit testPosebna vrsta ispitivanja metodom pada pritiska koja omogućava određivanje zapremine drenažne zone, odnosno veličine i granica ležišta naziva se limit testom. Interpretacija rezultata limit testa zahteva konstituisanje dijagrama u:1.linearnim koordinatama (pwf/t}2.semi-log koordinatama (pwf / logt).Linearni dijagram daje vrednosti m* i pint, a sa semi-log dijagrama se mogu odrediti m i p1h. Zapremina i koeficijent drenažne zone određuju se na osnovu jednačina.

Slika 10. Linearni dijagram testiranja padom pritiska-limit testa

Limit test koristi podatke iz perioda pseudostacionarnog protoka, pri čemu je:

Bezdimenzionalni pritisak je linearna funkcija bezdimenzionalnog vremena za vreme perioda pseudostacionarnog protoka, pa se može napisati:

gde je:

Podaci dobijeni na bušotini se nanose na dijagram Pwf - t, pri čemu je m* nagib pravolinijskog dela krive za vreme pseudostacionarnog protoka i omogućava određivanje zapremine drenažne zone:

Koeficijent oblika drenažne zone se određuje po jednačini:

Na osnovu ovog koeficijenta, iz odgovarajuće tabele, moguće je odrediti oblik drenažne zone. Ovo se može poboljšati koristeći sledeću relaciju:

gde je:tPSS – vreme početka pravolinijskog dela krive na Kartezijanovom dijagramu.

( )

+

+⋅π=

A2

w

DADDC

2458.2ln

2

1

r

Aln

2

1t2,...tP

intwf Pt*mP +⋅=

Ahc

Bq10168.4*m

t

2

⋅⋅⋅φ⋅⋅⋅

−=−

+

+

⋅

⋅µ⋅⋅⋅

−= S2C

2458,2ln

r

Aln

hK

Bq60.70PP

A2

w

iint

*mc

Bq10168,4Ah

t

2

⋅

⋅⋅−=⋅⋅φ

−

( )[ ]minthr1 PP303,2

A e*m

m456.5C

−⋅⋅⋅=

( ) psspssDA tm

*m1833.0t ⋅⋅=

Testovi produktivnosti naftnih bušotina

Protok nafte, pri površinskim uslovima, je empirijski povezan sa dinamičkim pritiskom i srednjim slojnim pritiskom relacijom:

gde je:I0' –indeks produktivnostin – empirijski određen koeficijent (eksponent protoka),Vrednost n se na osnovu terenskih podataka kreće u granicama 0,5 do 1.

Dva oblika testa produktivnosti su metoda uzastopnog protoka i modifikovani izohronalni test.Vreme stabilizacije se može odrediti pomoću jednačine:

gde je F5 – faktor jedinica.

( )n2wf

2oo PP'Iq −⋅=

K

AcFt t5s

⋅⋅µ⋅φ=

Slika 11. Dijagram ponašanja pritiska pri testiranju metodom uzastopnog protoka

Slika 12. Dijagram ponašanja proizvodnje pri testiranju metodom uzastopnog protoka

Slika 13. Dijagram ponašanja pritiska pri testiranju modifikovanom metodom izohronalnog testa

Slika 14. Dijagram ponašanja proizvodnje pri testiranju modifikovanom metodom izohronalnog testa

U slučaju da testovi produktivnosti nisu mogući za ležišta sa režimom rastvorenog gasa, moguće je predvideti produktivnost koristeći krivu karakteristike utoka nafte u bušotinu (IPR kriva) koju je razradio Vogel, modifikovao Stending.Vogelova jednačina IPR krive je:

gde je: q0 – količina proizvedene nafte pri dinamičkom pritiskuI* – indeks produktivnosti

⋅−

⋅−

⋅=

2wfwf

oP

P8.0

P

P2.01

8.1

P*Iq

Stending je utvrdio da se sa iscrpljenjem ležišta potrebno modifikovati prethodna jednačina zbog promena u osobinama fluida i relativne propustljivosti. Predložio je da se buduća vrednost indeksa produktivnosti izračunava po relaciji gde je:

indeks F – buduće stanje u ležištuindeks P – sadašnje stanje u ležištu.

Slika 15. Prikaz rezultata modifikovanogizohronalnog testa

Poo

ro

Foo

ro

pF

B

K

B

K

*I*I

⋅µ

⋅µ=

Metoda porasta pritiskaIspitivanje naftnih bušotina, slojeva i ležišta metodom porasta pritiska se realizuje instrumentalnim merenjem vrednosti pritiska u bušotini po njenom zatvaranju, a koja je proizvodila sa konstantnom količinom fluida. Vrši se interpretacija rezultata testova porasta pritiska sa Hornerovog dijagrama u semi-log koordinatama (pws po log (tp+∆t)/ ∆t), MDH analizom, i pomoću Muskat-ovog dijagrama.Najjednostavnija procedura merenja zahteva konstantnu proizvodnju fluida ili uspostavljanje pseudostacionarnog protoka pre zatvaranja bušotine, zatim momentalno zatvaranje bušotine – prekid proizvodnje i registraciju promena pritisaka u toku perioda ispitivanja. Dubinski merač pritiska sa satnim mehanizmom spušta se na nivo produktivnog intervala ili neposredno iznad njega, aktivira i snima porast pritiska u funkciji vremena. Na osnovu evidentiranih podataka merenja proizvodnje fluida i promena pritisaka tokom vremena, konstituišu se odgovarajući dijagrami.

Analiza metode porasta pritiska pri početnom periodu proizvodnje

Slika 16. Dijagram idealizovane proizvodnje Slika 17. Dijagram idealizovanog pritiska porastom pritiska pri testiranju porastom pritiska

Pritisak u bušotini nakon njenog zatvaranja može se odrediti koristeći jednačinu:

( )[ ] ( ){ }DDDpDiws tPttPhK2

BqPP ∆−∆+

⋅⋅π⋅µ⋅⋅

−=

Bezdimenzionalno vreme se određuje po relaciji:

Nakon što su prestali uticaji efekta punjenja bušotine, za vreme početnog perioda proizvodnje i pod uslovom da nema značajnijih fraktura u kolektoru, bezdimenzionalni pritisak se dobija po obrascu:

Tj.

Pi predstavlja odsečak na ordinati, a m nagib pravolinijskog dela krive:

2wt

Drc

tKt

⋅⋅µ⋅φ

⋅=

( )80907.0tln2

1P DD +⋅=

∆

∆+⋅−=

t

ttlogmPP

piws

hK

Bq183234.0m

⋅

µ⋅⋅⋅=

Podaci merenja se nanose na dijagram , pri čemu nagib omogućuje određivanje propusnosti kolektora:

Ova jednačina se može primeniti u slučaju da je tP>>1h, ali ako je tP≈1h treba primeniti sledeću jednačinu:

Prethodne jednačine odnose se na konstantnu proizvodnju do trenutka zatvaranja bušotine, što je dosta nerealno, pa je Horner predložio da se vrednost tP aproksimira koristeći jednačinu:

gde je:VP – kumulativna proizvodnja od zadnjeg izjednačavanja pritiska

q – proizvodnja neposredno pre zatvaranja bušotine.

hm

Bq183234.0K

⋅µ⋅⋅

⋅=( )

−

⋅⋅µ⋅φ−

−⋅=

=∆351378.0

rc

Klog

m

PP15129.1S

2wt

0twfhr1

( )

−

⋅⋅µ⋅φ−

∆

++

−⋅=

=∆351378.0

rc

Klog

t

1tlog

m

PP15129.1S

2wt

p0twfhr1

q

V24t

pp

⋅=

Slika 18. Hornerov dijagram

DST-Drillstem testing -hidrodinamička ispitivanja u toku bušenja. Uglavnom se izvode u zacevljenim bušotinama (casehole).U toku bušenja pusti se proizvodna zona da proizvodi u cilju kvalitativnog i kvantitativnog ispitivanja testerom. Takođe se dobijaju parametri sloja kao kod klasičnih HD merenja: početni ležišni p, k, kh, skin, barijere, anizotropija. Nedostatak DST testa je kratko trajanje.