НАПИШИТЕ НАМ

Метод исследований газо-гидродинамических характеристик угольных пластов с помощью пластоиспытателя КИИ

Основными геолого-промысловыми характеристиками необходимыми для оценки степени газоотдачи угольных пластов, эффективности извлечения метана являются их газодинамические свойства (проницаемость, пластовое давление, дебит).

Газодинамические свойства пластов определяются по результатам пластоиспытаний комплексом КИИ.

Принцип действия испытателя пластов (ИПГ) КИИ-65 состоит в том, что в скважине в зоне испытываемого горизонта создается изолированный объем от столба промывочной жидкости. Это достигается спуском в скважину на пустотелых бурильных трубах комплекта ИПГ КИИ-65 с последующей изоляцией испытываемой толщи резиновым уплотнителем-пакером и открытием специального клапана, перекрывающего полость бурильного инструмента от его преждевременного заполнения. В результате созданной на пласт депрессии создаются благоприятные условия для интенсивного притока пластовой жидкости или газа в бурильные трубы.

В состав комплекта испытательных инструментов входят:

а) Х в о с т о в и к – предназначен для регулирования высоты установки пакера над испытываемым объектом и опоры на забой скважины. Составляется он из бурильных штанг в зависимости от мощности испытываемого пласта и устойчивости стенок скважины. Низ хвостовика оборудуется заглушкой. При испытании маломощных пластов хвостовик может отсутствовать. Наибольшая длина хвостовика рекомендуется 30 м во избежание его прогиба и срыва пакера.

б) Ф и л ь т р – предназначен для поступления пластового флюида в полость испытательных инструментов и бурильных труб, ограничения размера твердых частиц, поступающих вместе с флюидом из пласта и установки глубинных регистрирующих манометров.

Фильтр состоит из одной или нескольких секций толстостенных труб диаметром 65 мм со щелевыми отверстиями, расположенными в шахматном порядке. Длина фильтра может быть в пределах от 0,5 до 3,0 м в зависимости от мощности и вида исследуемого горизонта. При испытании угольных пластов используется фильтр из стекловолокна на эпоксидной смоле.

 

 

Рис. 1. Схема компоновки испытателя пластов в скважине

А - заглушка, Б - бурильные трубы

в) П а к е р    ц и л и н д р и ч е с к и й предназначен для разобщения испытываемого пласта от остальной части скважины. Он представляет собой полый корпус, внутри которого по осевой линии перемещается полый шток с надетым на него резиновым элементом. При достижении забоя скважины создается осевая нагрузка, под действием которой резиновый элемент, уменьшаясь в длине, увеличивается в диаметре и обеспечивает герметизацию ствола скважины. Длина пакера 1,6 – 1,8 м при длине резинового элемента 0,62 м. Оптимальное отношение диаметра скважины к диаметру резинового элемента 1,100 – 1,115.
В сложных условиях испытаний выше дополнительно устанавливается гидравлический Ясс, который дает возможность проводить расхаживание инструмента с ударными нагрузками в случае прихвата нижней части инструмента в скважине.

г) И с п ы т а т е л ь    п л а с т о в, состоящий из следующих устройств:

  • впускного клапана, который предназначается для герметизации полости бурильных труб в процессе спускоподъемных операций и сообщения трубного пространства с подпакерным;
  • перепускного клапана, предназначенного для выравнивания давления в период спуско-подъемных операций и запакеровки;
  • масляного реле времени, с помощью которого обеспечивается своевременное закрытие и открытие вышеуказанных клапанов;
  • штуцера, создающего гидравлическое сопротивление для уменьшения депрессии на пласт и ограничения скорости потока.

Конструктивно ИП выполнен из полого корпуса с внутренней подвижкой в осевом направлении сборки с системой клапанов и масляного реле времени.

д) П р о б о о т б о р н а я      к а м е р а – предназначена для удержания и сохранения пластовых проб газа и жидкости под восстановленным давлением, а также для установки глубинных приборов (манометров, термометров и др.). Пробоотборная камера состоит из верхнего и нижнего герметизирующего узлов и заключенного между ними переводника, являющегося местом для установки глубинного манометра и емкостью для пластовых проб. Длина камеры в сборе 2,9 м. В зависимости от характера испытания объем пробоотборной камеры можно увеличить дополнительным введением секции из бурильной трубы между герметизирующим узлом и переводником.

Изменение давления в камере происходит до размера восстановленного пластового и контролируется с помощью манометра.

е) З а п о р н о – п о в о р о т н ы й клапан (ЗПК) – предназначен для закрытия верхнего клапана пробоотборной камеры при переходе от открытого периода притока из пласта к закрытому и дополнительной герметизации полости бурильных труб от испытываемого пласта. Этим создается относительно малый объем подпакерного пространства и возможность записи кривой восстановления давления. Длина клапана 1,8 м.

ж) П р о т и в о в ы б р о с о в а я     г о л о в к а     в ы с о к о г о      д а в л е н и я    с    о т в о д а м и – предназначена для отвода газа на безопасное расстояние в случае открытого его фонтанирования.

з) Г а з о в ы й    с ч ё т ч и к    с     г и д р о з а т в о р о м – предназначен для замера дебита посту-пающего из пласта жидкости или газа.

Для дегазации пробоотборной камеры и отбора проб газа применяется переводная головка.

Процесс испытания пласта от начала спуска КИИ-65 и до подъема на поверхность с записью всех особенностей изменения давления во времени фиксируется электронными манометрами типа СИАМ.
Основной целью испытаний угольных пластов является оценка их газо-гидродинамических характеристик (наличие пластового флюида, его дебит, величина пластового давления, определения коэффициентов проницаемости, фильтрации, водопроводимости), на основании которых возможно прогнозировать изменение степени газоотдачи пластов. Принцип действия испытателей пластов основан на создании депрессии на пласт в изолированном объеме с помощью пакера. Под действием созданной депрессии флюид, находящийся в пласте (вода, газ), получает возможность свободного движения в бурильные трубы – это первая фаза испытания, период открытого притока (ОП).

Для определения величины пластового давления производится перекрытие подпакерной зоны от колонны бурильных труб специальным клапаном. В малом объеме подпакерной зоны создаются условия для относительно быстрого заполнения воронки депрессии и восстановления давления до первоначального пластового – это вторая фаза испытания, закрытый период притока (ЗП).

По интенсивности притока флюида в открытый период и при наличии записи кривой до полного восстановления давления получают количественную оценку газодинамических свойств – коэффициента фильтрации и водопроводимость для водоносных горизонтов, а для газоносных объектов – коэффициента проницаемости. По результатам лабораторных исследований отобранных проб (воды и газа) определяется состав газа или воды.