由于水平井筒和侧钻井筒的钻井数量剧增,关于某些井段产量情况的掌握程度成为亟待解决的问题。在水平井筒和侧钻井筒开采实践中,矿场地球物理测井时,通常目标是有一定精度可以确定其中井段渗透率和岩石孔隙度的测井资料。如果钻井时全部取岩心,用岩心资料更准确地确定沿水平井井筒轨线岩石的特性,那么就可获得辅助信息。因此,油井产量就成为水平井筒和侧钻井筒的主要参数。虽然水平井筒和侧钻井筒基本上是由岩性不同的层段构成的,但是,油井产量是以总产量来确定的。
在水平井钻井阶段,当发生钻井液部分漏失时,就已经有必要研究其吸收能力。从保持岩层的原始产能的观点来看,封堵全部已钻成的水平井筒是不合理的。因此,在按设计间距钻进水平井筒阶段,有时应当用临时封堵材料,封堵最易渗透的层段。由于缺乏这样的材料,实际上这是难以实现的。
把水平井筒划分为岩性,其中包括渗透率和孔隙度,不同的独立层段的解决方法,有可能较有效地开采水平井筒和侧钻井筒,并能够防止其水淹。用流量计按下列流程进行了井下的测量试验。用钻杆或借助于加重电缆把流量计下入水平井筒中。在提升仪器时,把液体与流量计近向注入井内。这时,在注入的液体中含有由井壁掉下的沉积物、部分泥饼等等。因此,借助于电缆用流量计进行的研究没有成功。在局部或完全水淹的水平井筒裸眼段进行了使用这个研究流程的尝试,由于上述原因研究未能完成。
从结构上看可把水平井筒和侧钻井简划分为下列类型:
◇含有裸井段的井;
◇下有注水泥套管的井;
◇含有裸眼段和可拆卸式筛管的井;
◇含有裸眼段和不可拆卸式筛管的井;
◇套管柱被封隔器划分为一些单独井段的井。
下入了用封隔器划分为几个套管柱的水平井筒,是油井水淹情况下进行堵水作业的水平井和侧钻井的最佳结构。在这样的井中,把双封隔器装置下入套管柱并检查每个井段以后,可以确定进水井段并将其封堵。这种结构的另一个优势是能够用双封隔器装置对每个层段单独进行短时间的测试,然后根据其水力学特性,开采每个层系(层段)。
在已下入其上部注水泥的不可拆卸式筛管的含水井中,将出现最复杂的情况。在这些井中进行测试,以便确定油井水淹是不可能的。只能用不可拆卸式筛管封堵整个井筒。但这可能导致筛管和井筒之间的空隙被封堵剂堵塞,因而可能使油井报废。
从长远来看,我们认为水平井和侧钻井的两种工艺流程将会得到推广:①下隔一定距离安装了几个封隔器的套管柱;②裸眼井。使用第二种流程的优点是,油井水淹时,可以根据地球物理测井和按全俄钻井技术科学研究院和鞑靼石油股份公司提出的新方法流量测量的结果,利用双封隔器装置在一定层段,在井筒中进行选择性堵水作业。此外,采用测定流量的新方法能够降低水平井内任意层段的水力学特性。从而确定由各单独层段产量所组成的油井总的累计产量,用液体流量Q—井口压力P的关系确定每个层段的工作特性。
在图1a中给出几个划分出的高渗透率层段3的水平井筒2中,用两个流量计5进行测量的流程图。借助于测量长度的挠性管,把用于测量管外空间液体流量的感应式流量计组下入井1中。流量计与地面可能用电缆联系,或在每个仪器中配置存储式记录器。在配置流量计时,要使流量计之间是高渗透地层(层段),比较管外空间液体流量的记录将指示出该层段的吸收能力。通过改变液体注入流量可以录取测试曲线。

在测试时,通过挠性管向产油井注石油。在已经水淹的油井中进行测试时可以使用,比如用表面活性剂处理过的水。
上述装置能够在降低对地层压力的条件下进行油井疏导过程中,在水平井井筒中进行测量。
新工艺流程的优点首先在于借助于挠性管装置可以录取Q-P特性曲线。这就可以保证不用笨重的设备进行测试。这种方法使得能够在进行测试之前洗井,并排除井筒杂物对所得结果的影响。在测试过程中,根据地面接收容器内液体体积的减小,补充进行液体流量的总的监测。因而在研究每个增加的层段时,在地面测量流量,并在流量计的记录器中记录流量。
在实践中,可以用一个流量计在水平井中测量流量。我们将较详细地分析这种方案。
在这种情况下,用挠性管把流量计下到水平井筒的井底,然后经管外空间和挠性管建立闭路循环,同时提升流量计,使流量计沿整个水平井井筒移动。这时,用流量计测定管外空间的液流流量。挠性管既是输送和沿水平井筒移动流量计的工具,也是在井内建立闭路循环的通路。采用不同流量的液体的闭路循环,可以为每个可渗透层段确定漏失带内的液体流量Q与井口压力P之间的关系式,即确定漏失层段的水力学特性。借助挠性管在水平井筒中测量流量的方法如下:
把挠性管4下入水平井筒的裸段2中,其末端带有测量挠性管和井筒之间空间液流速度的流量5(参阅图1b)。在套管柱中是在套管柱与挠性管之间进行测量。流量计下到水平井筒的井底。建立闭路循环。把液体(比如地层水)以流量Q0注入到管外空间,其液流穿过管柱外空间,到达流量计5,并经过挠性管4以流量Qi升到地面。经过水平井筒时,液流速度随着从一个渗透带3到另一个渗透带而减小。在提高带有流量计5的挠性管4时,仪器将记录通过每个渗透带后液流速度的变化(见图2)。

在地面同时记录经由挠性管从油井内流出的液体的液流速度。
在探测水平井筒2之初,当流量计5位于井底时,经过管外空间注入的液体流量用下列公式计算:
Q0=QP+q1+q2+q3 (1)
式中 QP— 由位于挠性管末端的流量计记录的液流流量;
q1、q2、q3— 相应为进入与水平井井筒相交的高渗透层1'、2'、3'的液流流量。
在这个位置用流量计所记录的液流流量QP等于沿挠性管流到地面的液流流量Qi。在提升挠性管过程中,沿水平井筒测量漏失量时,Qi发生变化,因为只有部分液流通过流量计。总液流的其余部分进入提升挠性管时流量计通过的渗透性地层。带流量计的挠性管从井筒中提升的整个过程中,液流流量Qi几乎始终保持不变。
在通过地层1'后,流量计将显示如下的流量变化:
Qp1=Q0-q1-q2 (2)
通过地层2'后:
QP2=Q0-q1 (3)
把流量计起过地层1'以后,QP=Q0,可以是校验值,以它为基础确定漏失量原因,即q1、q2和q3的数值。
如果向油井注入不同量的液体,反复进行测试,那么就能够获得水平井简中渗透性地层更详尽的水动力特性。在压力作用下向渗透性地层注入液体的油井测试结果不一定总是与对地层负压条件下所完成的测试资料相一致,因为在较高压力下(高于地层压力),比如,在有裂缝的岩石中,裂缝张开,在把压力降到低于地层压力条件下,部分裂缝闭合。
所提出的确定水平井筒中渗透性地层的方法能够在压力高于地层压力条件下进行测试,也可以在把压力降到低于地层压力条件下进行测试。为此,向水平井中注充气液体(泡沫或石油)。在水平井筒中压力低于地层压力的条件下,由地层发出强的液流。充气液体闭路循环时,流量计记录经管外空间液流的增加量。随着挠性管从水平井筒中提出,流量将发生变化,并被记录到和流量计相联接的存储式记录器中。可以用不同方法,比如,井下存储法,实现流量计测量结果的传输。流量计内有内置记录器。起出挠性管后,读出记录并为分析提供资料。使用挠性管能保证在最短时间内带流量计进行起下作业,并且在组织方面不会造成困难。利用水力信道可能是记录流量计工作的另一种方法。利用流量计的涡轮在挠性管中产生液流的脉动,涡轮旋转时封闭挠性管中的部分孔眼。
在提升流量计时,用记录液体流量变化的方法直接确定水平井筒中渗透性地层的边界,这是所研究方法的优点,并且在测试过程中,液体的闭路循环可消除井下仪器遇卡的危险性。
资料来源于俄罗斯《HeфTЯHOe XO3ЯЙTBO》




