ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМЫ ППД ПУТЕМ ИНТЕРПРЕТАЦИИ РЕЖИМОВ РАБОТЫ СКВАЖИН

Работы по усовершенствованию методик анализа системы заводнения ведутся регулярно, в связи с тем, что система поддержания пластового давления является основным и наиболее дешевым методом воздействия на залежь, а задача вовлечения в разработку слабодренируемых зон пласта является весьма актуальной.

Задача оценки, управления и прогноза эффективности различных вариантов системы заводнения значительно упрощается в случае наличия постоянно действующей геолого-гидродинамической модели, однако далеко не все объекты разработки имеют актуальную геологическую и гидродинамическую модели. Именно поэтому в своей работе автор уделил особое внимание методикам оценки эффективности системы ППД в основе которых используются наиболее доступные данные - данные промысла.

В результате анализа существующих методик естественно выделяются следующие общие задачи:

• Определение скважин окружения для выбранной скважины ППД;
• Определение степени взаимовлияния скважин;
• Расчёт распределения закачки от скважины ППД к скважинам окружения;
• Представление результатов.

Для определения скважин окружения, как правило, используется либо триангуляции Делоне, диаграммы Вороного, для выделения первого, второго и последующих рядов окружения. Либо оценка радиуса влияния нагнетательной скважины согласно мнению геолога, основанного на личном опыте.

Для вычисления степени взаимовлияния скважин автором было проанализировано несколько методик, две из них были реализованы и апробированы:

1. Расчёт влияния скважин на основании методик парной корреляции параметров.
2. Расчет взаимодействия скважин на основании вычисления значений проницаемости между скважинами по промысловым данным[1].

Оба подхода требуют наличие динамики в значениях параметров. Первый подход позволяет определить коэффициент корреляции, что позволяет понять степень взаимосвязи между скважинами. Второй подход определяет проницаемость между скважинами, что характеризует не только количественно влияние одной скважины на другую, но и указывает на возможную геологическую неоднородность в межскважинном пространстве. Именно поэтому автор считает наиболее точным и обоснованным в применении с точки зрения физичности и дальнейших возможностей именно второй метод, хотя следует помнить что обратные задачи как правило могут не иметь однозначного и единственного решения. А так же то, что в наших промысловых реалиях следует иметь ввиду: для решения обратной задачи необходимо качественно решить прямую задачу, в данном случае, иметь актуальные и качественные данные давлений. На основании вышесказанного, автор обратился к методике [2] для расчета значений проницаемости между скважинами. Данный алгоритм был реализован и апробирован на одном  месторождений Западной Сибири, с фондом скважин более 500 скважин и историей работы более 30 лет.

Полученные результаты позволяют определить не только значение проницаемости между скважинами, но и получить представление о преимущественном направлении фильтрации от скважины ППД в сформировавшейся системе разработки[3].

Конечно, более точные результаты нам могут дать гидродинамические исследования скважин, однако частота и качество их проведения, иногда оставляют желать лучшего. По всем известной причине – минимизация потерь добычи нефти.

Полученные результаты: проницаемость между скважинами ППД и скважинами окружения были использованы в дальнейшем в расчетах изменения пластового давления и значений компенсации отборов жидкости закачкой.

Построение карт пластовых давлений в большинстве случаев осуществляется путем интерполяции значений пластовых давлений полученных в результате замеров на пьезометрическом фонде, а также результатов ГДИ на скважинах эксплуатационного фонда. Как ранее упоминалось, часть замеров является некондиционными. Но, даже условно считая, что все замеры, использованные в построении карты, проведены и интерпретированы с незначительной погрешностью, они (замеры) – растянуты во времени. Таким образом, на момент построения карты изобар часть замеров являются устаревшими.

Автором предлагается решение по вычислению пластовых давлений и построению карты изобар, основанных не на проведении интерполяции, а на расчетах по зависимости изменения давления в произвольной точке от геологических, промысловых и временных показателей согласно формуле 1. Насколько мы видим в развернутой формуле, используются такой неопределенный в межскважинном пространстве параметр как проницаемость.

,                (1)

Поэтому автором предложена, и реализована методика расчёта и построения карт пластовых давлений, с использованием проницаемостей полученных при решении обратной задачи гидродинамики методом оптимизации, описанным выше.

Для построения карт пластовых давлений была реализована методика расчета пластового давления согласно следующему алгоритму:

1. Создание двумерной матрицы(грид), по координатам охватывающая географическую площадь залежи, шаг созданной сетки 10 метров.
2. Закрепление за каждой скважиной, вскрывшей и работавшей на продуктивный пласт, ячейки в матрице, соответствующей географическим координатам перфорации пласта для вертикальных скважин, и нескольких ячеек соответствующих географическому положению перфорации ствола для горизонтальных скважин прошедших через данные ячейки.
3. Подготовка данных по добыче и закачке по каждой скважине в разрезе месяца.
4. Интерполяция мощности пласта, проницаемости и пористости в рамках и с шагом созданной матрицы.
5. С начала разработки объекта, с шагом в один месяц выполняется:
   
   1. Для каждой скважины:
      
      1. Выбираем соседнюю ячейку;
      2. Рассчитываем расстояние от центра выбранной ячейки до центра скважины;
      3. Рассчитываем изменение пластового давления в выбранной ячейке по формуле 4;
      4. Рассчитываем значение пластового давления в выбранной ячейке с учетом его изменения полученного в п. iii

После расчета, выбираем следующую соседнюю ячейку и повторяем пункт ii, iii и iv, после того как рассчитано пластовое давление в первом ряду ячеек окружения, считаем следующий ряд, и так далее до тех пор пока рассчитанное пластовое давление в последующих рядах соседних ячеек не станет равным первоначальному пластовому давлению.

2. После того, как выполнены расчеты по алгоритму, описанному в пункте «а» для каждой скважины, на выходе мы имеем количество матриц равное количеству скважин, далее полученные матрицы усредняются в одну.
3. Полученная усредненная матрица и будет матрицей(гридом) распределения пластового давления на текущую дату.

Для первого временного шага расчет пластового давления (п. iv) считается как первоначальное пластовое давление + изменение (п. iii), для каждого последующего шага используется не первоначальное пластовое давление, а давление, полученное в результате работы пункта “c”.

6. Полученная матрица пластового давления сохраняется в формате grd.

В результате работы алгоритма получается цифровая карта распределения пластового давления. Особенность данного алгоритма в том, что с его помощью, возможно, построить карту пластовых давлений на любую дату, с различным дискретным временным шагом. А так же в нем, могут использоваться проницаемости:

1. Полученные в результате работы алгоритма описанного ранее, эти данные автор считает наиболее достоверными, так как были вычислены по результатам работы скважин, соответственно наиболее полно характеризуют процессы взаимодействия скважин.
2. Полученные в результате геологического и гидродинамического моделирования.
3. Значения проницаемости, полученные в результате ГФИ.

Расчёт компенсации

Для расчета компенсации отборов закачкой существует множество методов, учитывающих различные параметры.

В основе метода, использованного автором, лежит определение вклада отдельных параметров в способность жидкости преимущественно фильтроваться в направлении скважин окружения. В данном случае каждый коэффициент рассматривается в отдельности:

1. Коэффициент зависимости от расстояния между скважинами.
2. Коэффициент зависимости от абсолютных глубин кровли пласта.
3. Коэффициент зависимости добывающей от накопленного объема закачанной жидкости.
4. Коэффициент зависимости действующей добывающей скважины от приемистости и буферного давления нагнетательной скважины.
5. Коэффициент зависимости добывающей скважины от эффективной нефтенасыщенной мощности пласта и суммарной перфорированной мощности.

После определения доли влияния каждого из параметров для пары скважин, все они суммируются в один коэффициент с учетом заранее заданного веса каждого из параметров. Значение веса задается специалистом отдела разработки месторождений. Безусловно, каждый из перечисленных параметров, при прочих равных условиях, в определенной степени влияет на процесс вытеснения, однако в совокупности, оценить чувствительность(степень влияния, вес) каждого параметра – проблематично.

Полученный коэффициент для каждой связки нагнетательная – добывающая скважина учитывается в объеме добычи действующих добывающих скважин зависимых от рассматриваемой скважины нагнетательного фонда.

По мнению автора, для расчета компенсации необходимо использовать проницаемость, рассчитанную по методике, описанной ранее, которая позволит не только установить истинные (на текущий момент времени) значения проницаемости и степень взаимовлияния скважин, но и нивелировать все неопределенности касающиеся вклада геологических и промысловых параметров, которые невозможно вычислить аналитически. Так же автором предлагается при расчёте компенсации использовать помимо реального значения проницаемости, еще и карту пластовых давлений, рассчитанную ранее.

В рамках данной работы была реализована методика определения градиентов пластового давления в межскважинном пространстве. Градиент пластового давления, в условиях данной задачи, считается как перепад пластового давления между двумя скважинами деленный на расстояние между ними.

, где

 –пластовое давление.

 – расстояние между скважинами.

Помимо вышесказанного, автор видит необходимость расчёта компенсации не только для скважин нагнетательного фонда, но и для скважин добывающего фонда, что будет характеризовать достаточность закачки в окружении рассматриваемой добывающей скважины. Что было так же реализовано в работе.

Выводы

Применение стохастико-аналитической модели позволит оценить наличие связи между скважинами нагнетательного и добывающего фонда. Определить значение проницаемости, а так же степень взаимовлияния скважин, что в свою очередь позволит оценить эффективность системы заводнения и скорректировать комплексную технологию воздействия на пласт.

Разработан алгоритм расчета карты пластовых давлений на основании исторических данных с использованием законов фильтрации жидкости.

Проанализированы методики расчёта компенсации и предложено их улучшение.

Разработанные методики позволят оперативно производить контроль текущего состояния разработки, значительно повысить эффективность разработки объекта, в частности в технологии заводнения пластов.

Список литературы:

1. Дейк Л.П. Основы разработки нефтяных и газовых месторождений / Перевод с английского. – М.: ООО «Премиум Инжиниринг», 2009 – 570 с.
2. Пуртова И.П. Анализ и интерпретация динамики режимов работы скважин/ М.Ю.Савастьин, А.В.Стрекалов// М ВНИИОЭНГ геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений, 2007 – Вып 6 – С.34-36
3. Пуртова И.П. Повышение эффективности разработки нефтяных залежей посредством адаптации гидродинамических моделей к условиям техногенного упруговодонапорного режима Автореф. дис. канд. техн. наук. — Тюмень, 2008. — 26 с.