Метод гидропрослушивания способом многократного (гармонического) импульсирования

 

Этот метод имеет ряд преимуществ по сравнению с методом однократного импульсирования, т.к. строгая периодичность посылки импульсов позволяет: 1) легко выявить случайные колебания давления, накла­дывающиеся на кривую реагирования, что увеличивает достоверность характерных точек; 2) проводить исследования, не нарушая работы промысла в целом, поскольку отпадает в строгом регули­ровании работы скважин, в которых производятся наблюдения.

Колебательное движение жидкости в скважине является ис­точником волнообразного движения в пласте. Гидродинамическое изменение давления в пласте подчиняется основным законам вол­нового процесса и, как любое колебательное движение, характери­зуется следующими параметрами, рис.7.7,: амплитуда колебания - наибольшее (по модулю) значение величины возму­щения; фаза колебаний – мгновенное значение величины возмуще­ния; длина волны - наименьшее расстояние в пространстве между двумя одинаковыми фазами волны; период колебаний - время между двумя одинаковыми фазами волны, частота колебаний ; сдвиг фаз - временное расстояние между соответствующими максимумами (минимумами) амплитуды колебаний или дебита в возмущающей и реагирующей скважинах.

Если в скважине происходят колебания давления по задан­ному циклу, то каждая гармоническая составляющая колебаний их давлений вызывает в пласте соответствующую волну давления. Исследования показали, что пористая среда является как бы фильт­ром гармонических волн давления, который поглощает высокие со­ставляющие спектра сложных периодических циклов. Расстояние, больше значения , достигает только первая гармоническая волна давления.

Все последующие затухают на расстоянии . Во всех случаях независимо от характера колебаний давления в скважи­не характер колебаний в пласте на расстоянии бли­зок к синусоидальному. Амплитуда колебаний давления в произвольной точке пласта зависит от расстояния до возмущающей скважины, периода и амплитуды колебаний дебита и давления в ней, а также параметров пласта. Сдвиг фаз зависит от расстояния до скважины источника, пьезопроводности пласта и частоты колебаний.

 

 

Таким образом, исследование периодических колебаний давления для определения параметров пласта основано на изучении характера распространения первой гармонической волны давления с периодом, равным периоду возмущающего процесса.

Использование периодического возмущения пластов для определения их фильтрационных параметров впервые было предло­жено Э.Б. Чекалюком. Математическая сторона метода применительно к плоско-радиальной фильтрации развита в работах. Ю.М. Молоковича и А.С. Шкуро, а также С.Н. Бузинова и И.Д. Умрихина. Этим же авторам принадлежит первая практичес­кая реализация метода. Эти методы основаны на сопоставлении сдвига фаз в заданных и принимаемых колебаниях их амплитуд.

 

7.2.1. Методика определения параметров

Пласта по сдвигу фаз

 

Основной формулой для определения коэффициента пьезопроводности c пласта по Бузинову и Умрихину является:

 

, (7.16)

 

где - смещение фаз в радианах.

Смещение фаз легко определить из соотношения:

 

, (7.17)

 

где ;

- значение времени, при котором практическая кривая имеет максимум.

Сопоставляя (7.14) и (7.15), находим удобное выражение для определения .

, (7.18)

где

 

.

 

Гидропроводность пласта определяется из уравнения:

 

, (7.19)

 

где – безразмерный параметр Предводителева.

Для облегчения расчетов по формуле (7.16) вычислены эталонные значения и приведены в прил. 3. Этот метод приемлем только для пористого пласта и при .

Нами предлагается другая формула определения пьезопроводности пласта по сдвигу фаз, которая справедлива для всех значений :

. (7.20)

Для облегчения расчетов по формуле (7.18) вычислены эталонные значения и приведены, прил. 6. Отметим, что общим недостатком этих методов является не­обходимость точной фиксации точки максимума (минимума). Неболь­шая ошибка в определении влечет за собой намного большую погрешность в определении .

Зачастую сдвиг фаз получается настолько малым, что не поддается точному определению. Увеличение сдвига фаз возможно при уменьшении периода колебаний , однако, вместе с этим в большей степени уменьшается амплитуда колебаний , которая и без того в реагирующей скважине на 2 - 3 порядка меньше, чем амплитуда задающих колебаний.

Поэтому возникла необходимость в разработке метода, кото­рый не опирался бы на нахождении характерных точек, а включал в рассмотрении всю кривую реагирования целиком. Один из таких методов, названный методом площадей гармонического гидропрослу­шивания, излагается ниже.

 

7.2.2. Метод площадей определения параметров пласта