آشنایی با مفاهیم چاه آزمایی ـ بخش پایانی

در این بخش ضمن ارئه‌ی توضیحی درباره‌ی تقسیم بندی تست‌ها به تشریح تست‌های باقیمانده می پردازیم. عموماً تمام تست‌های چاه را در سه دسته تقسیم بندی می کنند:
۱) تست‌های دوره‌ای تولید
۲) تست‌های سنجش بهره‌دهی چاه
۳) تست‌های فشارگذرا
آنچه که به عنوان چاه‌آزمایی یا همان Well Testing مصطلح شده است ، تست های دسته سوم و تا حدودی تست های دسته دوم می باشند.
● تست‌های دوره‌ای تولید (اندازه‌گیری روزانه‌ی دبی و فشار)
این تست ها معمولاً همان اندازه‌گیری روزانه‌ی دبی و فشار است، که برای چاه های نفت: دبی تولید نفت، دبی تولید آب و گاز همراه، حجم کل تولید نفت، میزان گاز آزاد شده از نفت بر واحد حجم و فشار جریانی چاه می باشد و برای مخازن گازی: مقدار گاز تولید شده در یک روز، دبی تولید گاز در طول روز، مقدار میعانات گازی تجمع یافته، فشار جریانی چاه و ... است.
تغییر این پارامترها باعث می شود که مهندسان برای بهبود شرایط تولید به تست‌های دسته دوم و سوم روی‌آورند و یا چاه را تعمیر کنند. مثلاً اگر در تولید روزانه چاه مشاهده شود که میزان دبی آب تولیدی نسبت به روزهای قبل افزایش یافته و این افزایش به مرور زمان بیشتر شود، باید سعی کرد فشار درون چاه را ثابت نگه داشت و سپس زون‌های مشبک کاری شده‌ای را که آّب از آن ها تولید می شوند - که معمولاً مشبک های پایین هستند- با مسدود کننده بست. همین موارد نیز برای حالتی که میزان گاز تولیدی افزایش می یابد نیز باید مد نظر قرار گیرد.
امروزه با پیشرفت تکنولوژی، استفاده از روش های هوشمند برای کنترل مداوم چاه ( Smart wells ) کمک زیادی به جمع آوری داده‌های روزانه چاه می‌کند و علاوه بر آن می‌توان با مشاهده تغییرات ناخواسته، به‌صورت خودکار تغییرات لازم را روی چاه اعمال کرد و امکان کنترل از راه دور را بر روی چاه فراهم می‌کند.
● تست‌های سنجش بهره‌دهی چاه (میزان دبی چاه بر حسب فشار جریانی چاه)
در این دسته تست‌ها، میزان دبی چاه بر حسب فشار جریانی چاه رسم می شود. سپس بر اساس نمودار آن می توان در یک فشار معین، دبی چاه را حدس زد و همچنین حداکثر دبی چاه را و یا دبی چاه در فشار ترک مخزن(فشاری که در آن دیگر برداشت از مخزن مقرون به صرفه نیست) را بدست آورد. اساس کار، تخمین تولید در آینده بر اساس معادلات نیمه تجربی ( بعنوان مثال معادله Vogel و یا معادله Fetckovich ) می باشد که پارامترهای مجهول این معادلات را بر اساس داده های موجود از فشار و دبی، بدست می آورند و سپس این گونه فرض می کنند که معادله مورد نظر با پارامترهای بدست آمده، برای این چاه در دبی و فشارهای دیگر نیز صادق می باشد. انواع این تست‌ها برای مخازن نفت و گاز در زیر آورده شده است.
برای مخازن نفتی:
۱) تست شاخص بهره‌دهی
۲) تست عملکرد جریان به داخل چاه
۳) Flow after Flow Test تغییرات دبی در زمان طولانی تولید
۴) Isochronal Test تغییرات دبی در زمان کوتاه تولید
۵) Modified Isochronal Test تغییرات دبی در زمان کوتاه تولید و بستن چاه
برای مخازن گازی :
۱) Flow after Flow
۲) Isochronal Test
۳) Modified Isochronal Test
▪ تست شاخص بهره دهی تولید:
این تست برای اندازه گیری شاخص بهره‌دهی ( PI ) به‌کار می‌رود که برابر نسبت دبی به افت فشار در طول عمر مخزن می باشد. این شاخص بیان کننده‌ی توانایی ذاتی مخزن برای تولید است که بیشتر بودن مقدار آن نشان دهنده توانایی بالای سنگ مخزن در عبور سیال مخزن است.
▪ تست عملکرد جریان به داخل چاه(Inflow performance Relationship Test):
این تست نمودار فشار جریانی چاه برحسب دبی آن است که برای مخازن نفتی در فشار بالاتر از فشار نقطه حباب شبیه به تست شاخص بهره‌دهی است. یعنی نمودار آن‌ها خطی است و برای مخازنی که فشار آن زیر فشار نقطه حباب است، از معادله Vogel پیروی می کنند. که بر اساس این معادله می توان معادله فشار برحسب دبی را برای چاه مورد آزمایش بدست می آورد.
▪ Flow after Flow Test:
برای این تست از چاه در دبی‌های مختلف تولید می کنند و برای هر دبی آن‌قدر زمان به چاه می دهند تا فشار جریانی ته چاه تثبیت شود، یعنی تغییرات آن خیلی کم شود. پس از تکرار ۴ یا ۵ مرتبه‌ای این کار در دبی‌های متفاوت، نمودار فشار جریانی تثبیت شده ته چاه بر اساس دبی را رسم می کنند و بر اساس آن پارامترهای مجهول معادله Fetckovich را بدست می‌آورند. سپس بر اساس این فرمول تصحیح شده می توان دبی چاه را در هر فشار دیگری حدس زد.
▪ Isochronal Test:
یکی از مشکلات تست Flow after Flow طولانی بودن زمان تثبیت فشار درون چاه می باشد به‌همین دلیل در Isochronal Test از چاه برای زمانی مشخص در یک دبی مشخص تولید می کنند سپس بعد از اندازه گیری فشار چاه را می‌بندند تا به فشار اولیه برگردد و سپس در دو دبی دیگر این کار را با همان مدت زمان تولید در دبی اول انجام می‌دهند. و در انتها با یک دبی مشخص اجازه می دهند فشار چاه تثبیت شود. سپس بر روی داده‌های بدست آمده شبیه تست Flow after Flow عمل می‌شود. با این تفاوت که نمودار تنها از نقطه تثبیت شده فشار رسم می‌شود.
▪ Modified Isochronal Test:
این تست شبیه تست Isochronal است با این تفاوت که هنگام بستن چاه نیز زمان برابر زمان تولید لحاظ می‌شود و اجازه نمی دهند فشار به فشار اولیه مخزن برگردد که این روش نیز باعث کاهش زمان تست می شود.
برای مخازن گازی نیز تست‌های نامبرده شبیه به حالت مخازن نفتی عمل می شود ولی در معادلات مذکور تغییراتی لحاظ می شود که برای مخازن گازی کاربرد داشته باشد.
● تست‌های فشار گذرا ( فشار با زمان )
این تست‌ها از مهم‌ترین تست‌هایی هستند که بر روی یک چاه انجام می شوند و از آن‌جا که خواص مختلف مخزن نفت از روی آنالیز داده‌های آن بدست می آید دارای اهمیت فراوانی هستند، اما از آن‌جا که برای انجام آن‌ها نیاز به بستن چاه- گاهی در حد ۳ روز – است، متاسفانه در کشور ما کمتر از حد متداول از این‌گونه تست‌ها استفاده می‌شود. اساس کار معادلات این تست‌ها، معادلات حرکت سیال در محیط متخلخل است و کاملاً علمی و غیرتجربی می باشند.
متداول‌ترین این تست‌ها در زیر نام برده شده‌اند:
۱) Pressure Build up Test
۲) Pressure Drawdown Test
۳) Multiple Rate Test
۴) Injection Build up or Full off Test
۵) well Interference Test
۶) Drill Stem Test
موارد ۱و۲و۶ در دوازدهمین مقاله‌ی مفاهیم مهندسی نفت که بخش اول مقاله‌ی « آشنایی با مفاهیم چاه‌آزمایی » است به‌صورت خلاصه معرفی شدند. در ادامه به معرفی تست‌های باقی مانده می‌پردازیم:
▪ Multiple Rate Test:
همان طور که برای Drawdown Test ذکر شد، در این تست چاه باید در دبی ثابت تولید کند ولی ممکن است به‌دلیل شرایط حاکم بر چاه، در فشار ثابت ته چاه تولید داشته باشیم و یا به‌دلیل نوسانات دبی نتوانیم دبی را ثابت نگه داریم. برای این منظور دبی را در بازه‌های زمانی مختلف به‌صورت ثابت فرض می کنند و معادلات حرکت سیال را بر اساس دبی‌های متفاوت بدست می آورند و از آن معادلات می توانند پارامترهای مخزن را بدست آورند. اگر بازه‌های زمانی تغییرات دبی را خیلی کوچک در نظر بگیریم آنگاه معادله فشار مخزن بر حسب زمان بصورت انتگرالی می شوند. که اساس کار روش convolution است.
▪ Injection Tests:
تست‌های تزریق به‌ درون چاه دو نمونه‌اند:
۱) Injectivity Test که تزریق با دبی ثابت به درون مخزن است که از نظر معادلات شبیه حالت Drawdown است.
۲) fall off یا Build up Test است که مربوط به زمانی می شود که تزریق را متوقف می کنیم و فشار درون چاه را بر اساس زمان ثبت می کنیم. که این حالت هم مانند Build up می باشد.
▪ well interference Test:
این تست یکی از روش های به‌دست آوردن storativity (یا قابلیت ذخیره‌ی) مخزن است. بدین صورت که از دو چاه، یکی چاه تولیدی و دیگری چاه مشاهده استفاده می‌شود. یعنی با اعمال تغییرات درون چاه تولیدی، تغییرات درون چاه مشاهده را اندازه گیری می کنند. با داشتن فاصله‌ی دو چاه و مدت زمان رسیدن تغییر به چاه مشاهده و دیگر پارامترهای مورد نیاز می توان ذخیره سازی یک مخزن را بدست آورد.
▪ Reservoir limit Test:
این تست می تواند قسمتی ازتست drawdown باشد یعنی هنگام تولید آن‌قدر زمان بدهیم که افت فشار درون مخزن به دیواره‌ی چاه برسد. در این حالت تغییرات فشار با زمان خطی می شود. و با داشتن زمان خطی شدن فشار می توان شعاع مخزن ( شعاع تولید چاه در مخزن ) را بدست آورد.

تدوین:
مهندس اصغر صادقی ـ دانشجوی کارشناسی‌ارشد مهندسی مخازن- هیدروکربوری دانشگاه صنعتی‌شریف ـ خبرنگار مهندسی نفت سرویس مسایل راهبردی دفتر مطالعات خبرگزاری دانشجویان ایران(ISNA)

منبع : خبرگزاری ایسنا