TESTE DE INTERFERENTA

Intr-un test de interferenta, o sonda produce cu un anumit debit constant, variatia presiunii inregistrandu-se in una sau mai multe sonde care exploateaza acelasi orizont productiv. Din acest motiv, testele de interferenta sunt folosite pentru a caracteriza, din punct de vedere a proprietatilor mediului poros

permeabil o zona mult mai

mare decat cea acoperita prin cercetari efectuate intr-o singura sonda. Variatia presiunii la o anumita distanta fata de sonda in care are loc modificarea debitului este mult mai mica decat in cazul testelor

cu o

singura sonda, fapt pentru care testele de interferenta necesita aparatura mult mai sensibila si o durata mai mare de desfasurare

a

testului.

Testele de interferenta pot fi folosite in analizele curbelor de refacere a presiunii sau a curbelor de declin al prsiunii. Testele

de interferenta permit si evaluarea unor parametri care caracterizeaza prezenta unor limite

precum, falii etanse,

acvifere active, prezenta unui cap de gaze.

Estimarea presiunii initiale de zacamant

Exista numeroase cazuri, mai ales la zacamintele mature, in care presiunea initiala nu a fost determinata in momentul saparii si punerii in productie a primei sonde. Cercetari efectuate ulterior, de multe ori dupa ani de exploatare, cand numarul de sonde a devenit apreciabil, au dus la determinarea unei presiuni

medii pe zacamant la momentul respectiv. Cunoasterea presiunii initiale de zacamant are importanta in proiectarea exploatarii, atat la zacamitele de petrol, cat si la cele de gaze. Estimarea presiunii se poate face in orice moment al exploatarii

folosind, de ex., cercetarea prin inchidere a unei sonde asociata cu teoria interferentei sondelor.

Pentru exemplificare se presupune ca la momentul initial (t=0), o sonda A a fost pusa in productie; la momentul 1 (t = t1

), sonda B incepe sa produca, iar la momentul 2 (t=t2

) sonda B este inchisa in scopul efecturii unui test de cercetare hidrodinamica pentru deducerea parametrilor fizici si

hidrodinamici ai stratului, ca si a presiunii statice p2

*. Estimarea presiunii initiale se face parcurgand urmatorii pasi:

1.

Se estimeaza presiunea statica p1

* la sfarsitul perioadei 0 t1

, cand a produs numai sonda A folosind relatia

1

2*1 44 kt

rmE

hQ

kb

pp stiA

pi

unde t1

este timpul aparent de productie, dat de

101

tA

A

QNt

2.

Se estimeaza presiunea statica p2

* din datele de cercetare la inchidere a sondei B. Tinand cont de faptul ca in perioada t1t2 sondele A si B au produs simultan, presiunea statica p2

*, se determina cu relatia

1

2

2

2*1

*2 444 kt

dmEhQ

ktrmE

hQ

kb

pp tiA

sti

B

p

unde d este distanta dintre sondele A si B, iar t2

se calculeaza cu relatia

21

2ttB

B

QNt

3.

Se elimina presiunea p1

* intre relatiile (1) si (2) si tinand seama ca in perioada t2

t3

sonda B a fost inchisa, se obtine, pentru presiunea initiala relatia

3

2

2

2

1

2*2

*

4444 ktdmE

hQ

ktrmE

hQ

ktrmE

hQ

kb

pp tiA

sti

B

sti

A

pi

unde t3

se calculeaza cu relatia

32

3ttA

A

QNt

In mod asemanator poate fi estimata presiunea initiala a sondelor de gaze.

Teste de interferenta care necesita oprirea sondelor

Pentru efectuarea unui test de interferenta se utilizeaza 2 sau mai multe sonde, una fiind sonda de observatie. Sondele se inchid, iar din curbele de restabilire a presiunii obtinute, se determina permeabilitatea efectiva din zona de influenta a fiecarei sonde, presiunea statica, precum si alti parametri de interes. Dupa cercetarea la inchidere, sonda / sondele de reactie se deschid, mentinand debitul de productie constant. Sonda de observatie ramane inchisa, inregistrandu-se caderile de presiune induse de sonda / sondele care produc.

Presiunea sondei de observatie, in cazul in care produc n sonde cu debitele Qj ,

j = 1, 2,..., n, poate fi calculata cu relatia

j

ojti

jj

ojti

n

j

jppiob kt

dmE

ttkdm

EQQ

khbQ

ttt

khbQ

pp442

ln2

22

1

Q

debitul sondei de observatie inainte de inchidere;t

timpul aparent de productie a sondei de observatie;t -

timpul de inchidere a sondei de observatie, pentru obtinerea curbei de restabilire;

tj -

timpul aparent de productie a sondei de reactie j inainte de inchiderea sondei de observatie;

tj -

timpul de productie a sondei j, in timpul testului de

interferenta.

Deoarece, ttt

khbQ

pp pit ln2

se poate scrie

jojt

ijj

ojti

n

j

jobtob kt

dmE

ttkdm

EQQ

ippp44

22

1

Termenul (pt

pob) reprezinta diferenta dintre curba teoretica de refacere a presiunii si cea reala, adica suma caderilor de presiune de interferenta induse in sonda de observatie de sondele de reactie care produc.

Influenta caderii de presiune de interferenta asupra curbei de refacere a presiunii

Citind de pe diagrama aceasta valoare corespunzatore unui moment oarecare t, din ecuatia ce determina Dpob

se poate determina valoarea porozitatii pe directia a doua sau mai multe sonde. Datele de cercetare pot fi interpretate simplu, prin folosirea curbei etalon, care nu este altceva decat functia integral exponentiala

pD

tD

/rD2

Curba etalon (functia integral exponentiala)

Stiind ca

tkdm

EkhbQ

pp tip

iob 42

2

prin folosirea variabilelor adimensionale

p

obiD

sD

tD bQ

ppkhprdr

dmtkt

2;;2

se ajunge la

D

DiD t

rEp4

2

Se presupune ca factorul de sonda nu influenteaza valoarea caderii de presiune indusa in sonda de observatie de catre sonda de reactie, iar efectele de inmagazinare sunt neglijabile in ambele sonde.

Utilizarea curbei etalon presupune identificarea unui punct comun, din ale carui coordonate, [(pD , pob ), (tD /rD 2, t)], se deduc permeabilitatea si porozitatea

pp

hbQ

k Dp

22

2

D

Dt

rt

td

km

Teste de interferenta care nu necesita oprirea sondelor

Testele de interferenta care nu necesita oprirea sondelor folosesc acceasi tehnologie ca in cazul sondelor de interferenta

care necesita oprirea sondelor. Deoarece solutiile ecuatiilor

fundamentale de miscare prin medii poroase (ecuatia difuziei, a caldurii) sunt valabile numai pentru functii continue, mediile infinite pot fi investigate folosind teoria oglindirii, astfel incat un spatiu finit poate fi echivalent cu un spatiu infinit prin oglindirea sursei fata de toate limitele impermeabile, sau a celor cu presiune constanta (contactul gaz

lichid; in cazul

exploatarii in regim mixt, energia suplimentara fiind asigurata de un acvifer activ, la contactul petrol

apa gradientul de

presiune fiind considerat constant).

Evaluarea limitelor unitatilor hidrodinamiceSonda aflata in apropierea unei bariere impermeabile (falie etansa)

Faliile etanse, acceptate ca limite impermeabile, sau ca limite ale unor zone de facies diferit, pot fi identificate folosind teoria

investigatiei hidrodinamice la inchidere sau la deschidere si /sau teoria interferentei dintre sonde.

Daca o sonda R se afla la distanta d, necunoscuta, fata de o falie F, folosirea solutiei sursei punctiforme, implica oglindirea sondei reale fata de falie, respectiv sonda imaginara I.

Fd dR I

Sonda in apropierea unei falii etanse.

Daca sonda reala produce cu debitul constant Q, caderea totala de presiune va fi egala cu suma dintre caderea de presiune datorata productiei proprii si caderea de presiune indusa in sonda reala de producerea, cu acelasi debit Q, a sondei imaginare,

RIRRR ppp

ktdm

Ekt

rmE

khbQ

pp tist

ip

id 444

22 sau

La timpi aparenti de productie mici, aportul sondei de observatie este practic nul, iar ecuatia caderii de presiune devine

ora1,log tdd ptip

unde i este panta dreptei pd = f(logt).

Cunoscand panta, se poate determina capacitatea de curgere a stratului productiv, precum si permeabilitatea acestuia. Daca efectul de inmagazinare este mare, sau sonda este prea aproape de falie portiunea liniara a graficului pd = f(logt) este mascata.La timpi suficienti de mari, aportul sondei imaginare devine important, iar ecuatia caderii de presiune devine

ora1,log2 tdd ptipceea ce arata ca functia pd = f(logt) va prezenta o a doua portiune liniara, cu panta dubla fata de prima

In aceste conditii se poate scrie:

ktdm

Ekt

rmE

bQppkh t

ist

ip

di

444 22

Din functia integral exponentiala se poate deduce distanta de la

sonda la falie, pentru t = tx , tx fiind timpul dupa care cele doua drepte se intersecteaza.

Sonda amplasata echidistant fata de doua limite impermeabile pozitionate la 90

L

L

LL

I

RI

I

In aceasta situatie, caderea de presiune adimensionala poate fi scrisa sub forma

ktLmE

ktLmE

ktrmEp titistiD 4

224

24

2222

sau

DLi

DLi

DiD t

Et

Et

Ep4

24

12412

unde

tDL este timpul adimensional definit in raport cu lungimea L

distanta de la sonda R la fiecare din cele doua limite

impermeabile

2Lmkttt

DL

Sonda situata echidistant fata trei limite impermeabile ortogonale (dreptunghi deschis)

L

LL

L

I

RI

I

II

L

L

DLi

n

i DLi

n

i DLi

DiD t

EtnE

tnE

tEp

41

42

412

412

1

2

1

2

unde n este numarul de imagini necesare pentru atingerea convergentei

Sonda situata in centrul unui patrat

L

LL

L

I

RI

I

II

L

L

I

I

I

L L

DLi

DLi

DiD t

Et

Et

Ep4

24

14412

Folosirea datelor de productie in evaluarea parametrilor fizici ai zacamintelor de hidrocarburi

Exista posibilitatea estimarii unor parametri fizici si hidrodinamici ai zacamintelor, pe directia a doua sau mai multor

sonde, fara efectuarea unei cercetari hidrodinamice prin sonde daca la un moment dat se cunosc: presiunile statica si dinamica,

debitul si proprietatile fluidelor din zacamant.

Conforma teoriei interferentei dintre sonde, caderea de presiune necesara producerii unei sonde j cu debitul constant Qj , este

egala cu suma caderilor de presiune datorate, pe de o parte productiei proprii, iar pe de alta celor induse in sonda j de celelalte sonde aflate in productie in acelasi timp, la acelasi orizont productiv, adica

n

jkk k

jktik

p

j

sti

pjdjcj kt

dmEQ

khb

ktrmE

khbQ

ppp1

22

4444

Relatie valabila in cazul sondelor care produc lichidDaca presiunea diferentiala la care produc sondele este acceasi,

relatia devine

n

jkk k

jktik

j

stij

p ktdm

EQkt

rmEQb

pkhC1

22

444

sau

n

jkk k

jkik

j

sij

p

t

td

EQt

rEQb

phmC1

22 14

14

4

unde

este coeficientul de difuzie hidraulica, iar tj si tk sunt timpii de productie ai sondelor j si k (k = 1, 2, ..., n; k

j),

k

kk

j

jj

t QNt

QN

tm

k ;;

Ultimile doua ecuatii sunt de tip implicit, putand fi solutionate prin metoda incercare

eroare, folosind un program de calcul,

sau prin metoda grafica. In cadrul metodei grafice, solutia se afla la intersectia dreptei (termenul din partea stanga al ecuatiei) cu curba integral exponentiala (termenul din partea dreapta al ecuatiei), asa cum este ilustrat in figura

C

k

k/

Valori diferite ale coeficientului de difuzie vor indica zone de facies diferit in cadrul zacamantului.

Daca se cunoaste permeabilitatea efectiva a stratului din alte cercetari, din expresia coeficientului de difuzie se poate estima porozitatea efectiva,

tkm

In cazul zacamintelor de gaze, relatia de mai sus capata forma

n

jkk k

jkik

j

sij

ii

td

EQt

rEQTp

UhTmC1

22

0

0 14

14

2

undeiim

k

Daca presiunea de zacamant este mai mica de 140 bar ec. devine

n

jkk k

jkik

j

sij

dcii

td

EQt

rEQzTp

pphTmC1

22

0

220 1

41

42

Daca spre sonda curg simultan mai multe faze, coeficientul global de difuzie hidraulica este

T

TT m

k

si poate fi obtinut din ecuatia

n

jkk Tk

jkik

Tj

sijT

p

T

td

EQt

rEQb

phmC1

22 14

14

4

Teoria interferentei sondelor permite definirea si a altor parametri care intervin in cercetarea sondelor, precum: timpul de interferenta, raza de drenaj a sondelor.Conventional, timpul de interferenta a fost definit ca fiind timpul dupa care caderea de presiune de interferenta are valoarea 0,1 bar. Cunoasterea acestui timp de interferenta este foarte importanta in cercetarea zacamintelor de hidrocarburi, in

special in proiectarea cercetarilor prin inchidere a sondelor, respectiv in stabilirea timpului de inchidere a sondelor.

Raza de drenaj (influenta) a sondelor productive este distanta de la sonda pana la intersectia curbei sale depresionare cu curba depresionara a sondei vecine. Pentru aceleasi proprietati fizice

ale fluidelor si mediilor poroase, valoarea sa depinde de debitele sondelor.Caderea de presiune intr-un punct M situat intre doua sonde 1 si 2, situate la distanta d una fata de alta

Mr d-r1 2

este 21 MMM ppp unde

1

21

11 44 ktrmE

khbQ

ppp tip

McM

2

22

22 44 ktrdmE

khbQ

ppp tip

McM

Reprezentarea grafica a celor functii pM1

= f(r) si pM2

= f(r), duce la obtinerea caderii de presiune in punctul de intersectie al curbelor depresionare si a razelor de influenta ale sondelor, la

momentul t, caruia ii corespund timpii de productie t1

si t2

2

22

1

11 ; Q

NtQNt

2rc1 rc2

1

pM1pM2

In cazul zacamintelor de gaze reale si a celor de petrol care produc in regim de gaze dizolvate, ecuatiile se modifica astfel:

1

2

0

011 42 kt

rmEkhTTpQUU iiisM

2

2

0

022 42 kt

rdmEkhTTpQUU iiisM

Iar pentru fluide multifazice :

12

11 4

4t

rEhk

bQpp

Ti

T

TpsM

22

22 4

4trdE

hk

bQpp

Ti

T

TpsM

Slide Number 1Slide Number 2Slide Number 3Slide Number 4Slide Number 5Slide Number 6Slide Number 7Slide Number 8Slide Number 9Slide Number 10Slide Number 11Slide Number 12Slide Number 13Slide Number 14Slide Number 15Slide Number 16Slide Number 17Slide Number 18Slide Number 19Slide Number 20Slide Number 21Slide Number 22Slide Number 23Slide Number 24Slide Number 25Slide Number 26Slide Number 27Slide Number 28Slide Number 29Slide Number 30Slide Number 31Slide Number 32Slide Number 33Slide Number 34Slide Number 35Slide Number 36Slide Number 37Slide Number 38Slide Number 39Slide Number 40Slide Number 41Slide Number 42Slide Number 43