Методы гидродинамического исследования скважин

Для определения эксплуатационных характеристик водяных скважин наряду с геофизическими методами исследований применяют гидродинамические тесты, благодаря которым можно определить дебет колодца и характеристики залегающих водоносных пластов. Гидродинамические исследования скважин (ГДИС) позволяют выяснить перспективность добывающего воду объекта, причем как работающего, так и законсервированного. Различные методы ГДИС дают возможность оценить не только характеристики околоскважинных пород, но и параметры удаленных от места бурения зон водоносного пласта.

В ходе гидродинамических исследований скважин учитывается расположение их фильтрующей части по отношению к водоносным слоям. Это взаимоотношение характеризует такой показатель, как степень несовершенства скважины по характеру и степени вскрытия пласта.

Какие существуют методы ГДИС

Есть способы исследований при стабильных фильтрующих режимах и нестабильных. К первым относится анализ индикаторной диаграммы, ко вторым такие аналитические методики:

• кривая возобновления водяного давления;
• кривая убывания давления;
• восстановление уровня;
• график притока;
• гидропрослушивание.

Анализ индикаторной диаграммы

Этот метод ГДИ используют для определения оптимального режима работы скважины. Диаграммы строятся исходя из взаимоотношения депрессии, оказываемой на водоносный пласт и изменения от этого ее продуктивности. Данный метод применим на действующих колодцах с высокой производительностью. Предусматривается осуществление замеров обозначенных взаимоотношений при нескольких режимах эксплуатации.

Благодаря анализу ИД определяются такие параметры, как давление в пласте и степень продуктивности действующей скважины. Также этот способ, входящий в гидродинамические исследования скважин, позволяет косвенно определить фильтрационные свойства пород водоносного горизонта. Способность околоскважинных пород к фильтрации не учитываются, если определяется что это несовершенная скважина по характеру или степени вскрытия водоносного пласта.

Кривая возобновления давления

Данная аналитическая методика ГДИ применима для колодцев с высокой и стабильной продуктивностью. Метод заключается в регистрации давления после закрытия устья скважины, для чего обсадная труба герметизируется, в результате чего приток жидкости прекращается. Исследуя динамику повышения давления, что происходит в течение длительного периода (от суток до нескольких недель), можно оценить параметры исследуемого пласта не только в приближенных к скважине зонах, но и на удаленных участках. Погрешность в оценки параметров могут внести функционирующие неподалеку колодцы, что ведут отбор из того же водоносного горизонта.

Кривая возобновления уровня

Такая методика анализа потенциальной производительности проводится на колодцах с низким давлением пластовой жидкости, что может быть следствием несовершенства скважины как по характеру, так и по степени вскрытия водоносного пласта. Определенную роль при этом играют геофизические свойства фильтрующих пород. Приток воды из горизонта провоцируется тем, что в обсадную трубу нагнетается воздух компрессором, который заставляет жидкость уходить обратно в пласт. Обратная динамика заполнения полости колодца водой характеризует давление в водоносном слое, по которому, при применении такого метода ГДИС, определяется дебет источника.

Методика гидропрослушивания

Гидродинамические методы исследования скважин включают в себя и такой способ анализа исследуемых пластов, как гидропрослушивание. Данная методика ГДИС позволяет получить информацию о наличии тектонических деформаций и линий выклинивания (наличии разделяющих водоносный горизонт разграничительных перегородок). Для осуществления такого исследования задействуется несколько соседних скважин, добывающих из одного водоносного горизонта. Когда в одном колодце искусственно изменяют давление, жидкость в другом колодце реагирует на такие явления. По степени этой реакции можно судить о характеристиках пласта и наличии/отсутствии преграждающих препятствий в пространстве между скважинами.

Если при возмущении одной скважины параметры давления в другой не изменились, это свидетельствует о наличие непроницаемого для жидкости экрана, обусловленного геофизическими особенностями водоносного горизонта. Благодаря методу гидропрослушивания выявляются такие геофизические особенности пласта, которые не определяются при гидрологической разведке и геологическом изучении водоносного горизонта.

Характеристика скважины

Кроме параметров водоносного горизонта, что определяются применением методов ГДИ, на производительность скважины влияет ее совершенство, для оценки которого учитываются такие параметры, как степень, а также характер вскрытия водоносного пласта.

Совершенные колодцы бывают крайне редко. Это означает, что рабочая часть полностью погружена в водоносный слой на всю его толщину, при этом фильтрационные свойства толщи равномерны по всей длине фильтра. В этом случае фильтрация жидкости в полость колодца происходит одинаково со всех сторон. На практике достичь совершенства очень тяжело. В большинстве случаев наблюдаются два вида несовершенства.

Несовершенство скважин по степени вскрытия означает, что их фильтрующий элемент занимает не всю толщину водоносного горизонта. В этом случае поток жидкости в полость колодца происходит не радиально, а радиально-сферически (в верхней части всасывание происходит по бокам, внизу, — завихрения потоков). Если длина вскрытия пласта намного меньше толщины водоносного слоя (точечный источник), то преобладает только сферическое всасывание воды.

Несовершенство скважин по характеру вскрытия определяется тогда, когда геофизические (фильтрационные) свойства призабойной зоны (вокруг фильтра) сильно отличаются от таких же параметров самого водоносного пласта. Такое бывает при кольматации глубинного колодца или значительном диаметре скважины, примененной для вскрытия водного горизонта.