Низкое качество проб пластовых флюидов является общепризнанной отраслевой проблемой. В работе представлены новые экспериментальные данные, свидетельствующие, что существенный вклад в это вносит несовершенство конструкций применяемых глубинных пробоотборников. В 2019-2020 гг. авторами разработан глубинный пробоотборник с функцией замера давления и температуры внутри и снаружи приемной камеры и принудительным перекрытием приемной камеры для ее отсечения от скважинного пространства. За 3 года эксплуатации пробоотборника накоплены уникальные сведения, которые существенно меняют представления о работе глубинных пробоотборников и требования, предъявляемые к ним. Приемные камеры большинства современных пробоотборников герметизируются за счет обратного клапана, прижимаемого к посадочному седлу пружиной и при подъеме пробы на поверхность избыточным давлением самой пробы. При этом скважинный флюид прямо контактирует с клапаном. С 40-х годов ХХ века считалось, что в процессе подъема пробы давление в камере всегда будет выше давления в скважине. Авторами экспериментально получен большой объем данных для различных условий, которые показывают, что охлаждение камеры при ее подъеме зачастую приводит к такой температурной декомпрессии флюида, что давление со стороны скважины становится больше давления в камере. Максимальный перепад давления получен при отборе проб воды и составлял в некоторых случаях 9 МПа, что на два порядка выше усилия пружин клапанов любых известных пробоотборников. Это означает, что большинство современных пробоотборников допускают переток флюида из скважины в приемную камеру после ее номинального закрытия. Полученные экспериментальные результаты подтверждены моделированием поведения различных флюидов с использованием кубических уравнений состояния. Подтверждено явление саморазгерметизации камер глубинных пробоотборников, проведен термодинамический анализ данного явления, собраны фактические экспериментальные данные. Потенциальный эффект от модернизации оборудования заключается в уменьшении числа отбракованных глубинных проб на 47 %. Оценка основана на результатах проведенного анализа исторических данных по 289 глубинным пробам.
Список литературы
1. Системный подход к управлению качеством глубинных проб пластовых нефтей в современных условиях / А.А. Лобанов [и др.] // Недропользование XXI век. - 2020. - № 2а (85). - C. 60–81.
2. Лобанов А.А. Разработка системы комплексной количественной оценки качества проб пластовых нефтей. Ч. I. Вопросы терминологии и классификации // Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса. –2020. – № 12. – C. 54–71.
3. Лобанов А.А. Разработка системы комплексной количественной оценки качества проб пластовых нефтей. Ч. II. Описание системы // Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса. – 2021. – № 5 (125). – C. 34–53.
4. End-to-End Quality Control of Downhole Samples from the Sampling Point to the Laboratory Unit: This is Possible and Necessary / Lobanov A.A. [и др.] // SPE-206487-MS. – 2021. – https://doi.org/10.2118/206487-MS
5. Single-Phase Bottomhole Sampling Technology / Jamaluddin A.K.M. [и др.] // Journal of Canadian Petroleum Technology. – 2002. – № 07 (41). - DOI:10.2118/02-07-01
6. Scientific drilling and downhole fluid sampling of a natural CO2 reservoir, Green River, Utah / Kampman N. [и др.] // Scientific Drilling. – 2013. – № 16. – C. 33–43. - DOI:10.5194/SD-16-33-2013
7. Мамуна В.Н., Требин Г.Ф., Ульянинский Б.В. Глубинные пробоотборники и их применение. – М.: Гостоптехиздат, 1961. – 156 c.
8. Хазнаферов А.И. Исследование пластовых нефтей. – М.: Недра, 1987. – 116 c.
9. Systematic approach to quality management of downhole sampling: Analysis of current trends in Russia / Lobanov A. [и др.] // Journal of Petroleum Science and Engineering. – 2021. – № December 2020 (200). – C. 108–338. - DOI:10.1016/j.petrol.2020.108338
