Методы определения параметров пласта по исследованиям скважин на нестационарных режимах фильтрации

Нестационарные методы исследования газовых скважин базируются на процессах перераспределения давления в пласте при их пуске в работу и после остановки. Характер и темп распределения давления в пласте зависят от свойств газа и пористой среды. Связь темпа и характера распределения давления в пласте при пуске и остановке скважин показывает на возможность использования изменения давления во времени для определения фильтрационных и емкостных свойств пласта.

Для получения аналитической зависимости между распределением давления и параметрами пласта считается, что скважина расположена в центре круговой залежи конечного или " бесконечного" размера с постоянными толщиной, пористостью, проницаемостью и что, если пласт имеет конечные размеры, то до достижения контура питания условия на контуре пласта не влияют на работу скважины. Если распределение давления достигло контура, то начинается общее истощение залежи.

Этот процесс, так же как и распределение давления до момента времени, когда оно не достигло границы пласта, позволяет определить параметры пласта и запасы газа в залежи. Нестационарный процесс перераспределения давления, т.е. его изменение по радиусу и во времени после остановки скважины и изменение давления и дебита после ее пуска, происходит, когда работающую скважину закрывают или остановленную скважину пускают в эксплуатацию. [11]

Математической основой для анализа ГДИС на неустановившихся режимах фильтрации является уравнение пьезопроводности в радиальных координатах, описывающее неустановившееся, однофазное, одномерное течение флюида в пористой среде.

Вывод уравнения пьезопроводности основывается на трех законах (Рис.1.1):

— Уравнение неразрывности (закон сохранения массы);

— Закон дарси;

— Уравнение состояния.

Условные допущения, используемые при выводе уравнения:

— радиальный режим притока по всей эффективной толщине пласта;

— однородный, изотропный пласт;

— эффективная толщина пласта постоянна;

— сжимаемость жидкости мала и постоянна;

— вязкость - постоянна;

— маленький градиент давления;

— гравитационные силы пренебрежимо малы.

Рис.1.1 Вывод уравнения пьезопроводности

Уравнение пьезопроводности выражает связь между пластовым давлением, временем и расстоянием от скважины до точки наблюдения. Если наложить граничные условия

— начальное давление,

— границы пласта,

— скважина,

то можно решить уравнение и получить модель, характеризующую перераспределение давления в пласте.[10]

С помощью газодинамических методов исследования газовых скважин при нестационарных режимах фильтрации можно определить проводимость, пьезопроводность, проницаемость пласта, его пористость и неоднородность.