Kulpin_L.G._Izuchenie_osobennostey_zon_drenirovaniya_skvazhin_metodami_pezometrii
.pdfАкадемические чтения
Academic /ectиring
MINISTRY OF EDUCATION AND SCIENCE OF ТНЕ RUSSIAN FEDERATION
ТНЕ GUBКIN'S RUSSIAN STATE UNIVERSIТY
OF OIL AND GAS
L.G. KULPIN
PIEZOMETRIC TECHNIQUE FOR STUDY OF WELL
PAY-ZONE PECULIARITIES
PuЬlishers <<Oi\ and Gas>>
Gubkin Russian State University of Oil and Gas
Moscow 2004
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕдЕРАЦИИ
РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
НЕФТИ И ГАЗА ИМ. И. М. ГУБКИНА
Л.Г. КУЛЬПИИ
ИЗУЧЕНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ
ЗОН ДРЕНИРОВАНИЯ СКВАЖИН МЕТОДАМИ ПЬЕЗОМЕТРИН
Издательство <<Нефть и газ)) РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина
Москва 2004
УДК 622.276.031:532.11
К 90 Кульпии Л.Г. Изучение особенностей зон дре-
нирования скважин методами пьезометрии 1 Се
рия «Академические чтения>). Вып. 31. - М.: ФГУП Изд-во <•Нефть и газ)) РГУ нефти и газа им.
И. М. Губкина, 2004.- 32 с.
Докладчик - доктор технических наук, профессор, генераль ный директор Научно-исследовательского и проектноrо институ та по проблема освоения нефтяных и газовых месторождений на суше и на море- 000 <•НИПИморнефтм Л.Г. Кульпин.
Редакционная коллегия
А.И. Владимиров
Д.Н. Левитский Г.М. Сорокин И.Г. Фукс
Редактор серии - М.Л Медведева
УДК 622.276.031:532.11
©Л.Г. Кульпин, 2004
©ФГУП Издательство «Нефть и газ>>
РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2004
ИЗУЧЕНИЕ ОСОБЕННОСfЕЙ ЗОН ДРЕНИРОВАНИЯ
СКВАЖИН МЕfОДАМИ ПЬЕЗОМЕТРИМ
Гидродинамические исследования скважин являются одним
из основных методов уточнения строения продуктивных пла
стов нефтяных и газовых месторождений, подготовки геологи
ческой основы дЛЯ проектирования разработки, осуществления
гидродинамического контроля в процессе эксплуатации.
В настоящее время существует значительное число методов
интерпретации результатов исследований скважин при неста
ционарных режимах фильтрации применительно к различным
типам коллекторов, геометрическим особенностям их строе
ния, методам проведения исследований. В теоретическом пла не кривая восстановления давления (КВД) в скважине содер
жит полную информацию о фильтрационных характеристиках продуктивного пласта и особенностях зоны дренирования. Од нако расшифровка этой информации в общем случае практи
чески невозможна из-за сложности получения соответствую
щих аналитических зависимостей и неустойчивости решения обратной задачи. По существу, каждый из применяемых в на стоящее время способов обработки результатов гидродинами ческих исследований скважин действует в рамках определен
ной упрощенной модели, а достоверность полученных резуль
татов существенно зависит от того, насколько выбранная мо
дель соответствует реальной геолога-промыеловой ситуации. Таким образом, информативность полученных результа
тов в значительной мере определяется опытом и квалифика цией исследователя и в определенной степени носит субъек
тивный характер. Наряду с этим, следует иметь в виду, что ни какая модельная ситуация, которой пользуются исследователи при формализации процесса восстановления забойного давле
ния после пуска или остановки скважины, не может полностью
описывать реальные гидродинамические процессы и структу
РУ фильтрационных потоков в пласте и призабойной зоне
скважины.
s
Комплексная методика обработки результатов гидродинами
ческих исследований скважин, а также соответствующее мате
матическое и програмное обеспечение были разработаны [2, 6]
с целью выбора для интерпретации КВД наиболее адекватной
фильтрационной модели и формализованного использования
дополнительной априорной информации и особенностей КВД,
которые до сих пор каждым исследователем использовались
субъективно в меру своего опыта и предстаолений о характере фильтрL~ционных процессов и строения продуктивных пластов.
В рамках предлагаемой методики с использованием основ ных принцилов теории упругого режима фильтрации [1] рас
сматриваются четыре альтернативные модели, описывающие
процесс восстановления забойного давления после остановки
скважины: однородный пласт; зональна-неоднородный по
фильтрационным свойствам пласт; трещиновато-пористый
пласт; пласт с экраном и тектоническими нарушениями или
литологическими неоднородностями (табл. 1).
При этом наименование моделей является в определенной
степени условным. Каждая из них, вообще говоря, объединяет
(описывает) целую группу геологических и гидродинамических ситуаций, характеризующихся однотипным характером восста
новления давления в скважине.
Более детальная геолога-промыеловая дискриминация мо
делей требует привлечения дополнительной информации на
базе результатов ГИС и лабораторных исследований керна. Так, группа моделей <<однородный пласт>) характеризуется
незначительным изменением проницаемости пласта как по
толщине, так и по простиранию и вязкости пластовых флюи
дов в пределах зоны дренирования скважины.
Врамках «зонально-неоднородного>) пласта может быть
описан процесс восстановления давления не только в случае
действительного ухудшения проницаемости в призабойной зо
не скважины, но и при выпадении здесь конденсата, приводя
щего к снижению фазовой проницаемости для газа, а также
разгазирования нефти.
Особенности КВД для модели трещиновато-пористого пла
ста характерны также и для слоистых пластов со значительным
изменением проницаемости по толщине. При этом, наряду с
характерным временем распространения возмущений в пласте
за счет сжимаемости пластовых флюидов и коллектора, при
6
Таблица 1
Аналиэируемые типы кoJIJieкropoв и их rраииц
при определении традиционных и дополнительных параметров
|
ТРЕЩИНОВАТО |
ПЛАСТ С |
|
|
УСЛОВНО |
ПОРИСIЪIЙ ПЛАСТ, |
|
||
УХУДШЕННОЙ |
ЭКРАНИРОВАННЫЕ |
|||
ОДНОРОДНЫЙ |
ИЛИ ПЛАСТ С |
|||
ПРИСКВАЖИННОЙ |
ПЛАСТЫ |
|||
ПЛАСТ |
МЕЖПЛАСТОВЫМИ |
|||
ЗОНОЙ |
|
|||
|
ПЕРЕТОКАМИ |
|
||
|
|
|
..... |
[Ш |
~ |
~ |
[Е~' |
|
|
. |
~ |
~ |
|
ф::: |
|
. |
|
|
·:·.· |
·..·.·. |
|
ОПРЕДЕЛЯЕМЫЕ |
П А Р А М Е Т Р Ы |
|
||
|
|
ФИЛЬТРАЦИОННЫЕ |
ФИЛЬТРАЦИОННЫЕ |
ФИЛЬТРАЦИОННЫЕ |
|
|
ФИЛЬТРАЦИОННЫЕ |
ПАРАМПРЫ |
ПАРАМЕТРЫ |
||
|
ПЛАСТОВОЕДАВЛЕНИЕ |
ПЛАСТОВОЕ |
ПАРАМЕТРЫ |
||
|
ПАРАМЕТРЫ |
СКИН-ЭФФЕКТ |
дАВЛЕНИЕ |
ПЛАСТОВОЕ дАВЛЕНИЕ |
|
|
ПЛАСТОВОЕ |
ВРЕМЯ |
СКИН-ЭФФЕКТ |
ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ |
|
|
ДАВЛЕНИЕ |
ЗА~ЫВАНИЯ |
РАдИУС ЗОНЫ |
ЭКРАНИРОВАНИЯ |
|
|
СКИН-ЭффЕКТ |
ПЕРЕТОКОВ БЛОКИ |
НЕОДНОРОДНОСТИ |
УГОЛ РАСТВОРА КЛИНА |
|
|
|
ТРЕЩИНЫ И |
КОЭФ. |
РАССТОЯНИЯ ДО |
ГРАНИЦ |
|
|
МЕЖПЛАСТОВЫЕ |
НЕОДНОРОДНОСТИ |
|
|
снятии КВД идентифицируется и второе характерное время,
аналогичное времени запаздывания в трещиновато-пористых
пластах. Это время определяется величиной межпластовых или
внутрискважинных перетоков между различными пропластка
ми в пределах вскрытой толщины.
Наиболее широкий крут геолога-промыеловых ситуаций ох ватывает модель с экранами. Во-первых, многообразна геомет
рия самих тектонических нарушений и литологических неодно
родностей (полубесконечный пласт, полоса, клин, линза и т.д.). Кроме того, аномалии КВД типа «непроницаемый экран•> мо
гут быть вызваны чисто гидродинамическими причинами, на
пример влиянием границы <<Газ - жидкость•>. В каждом кон
кретном случае требуется дополнительная геолога-промыело вая информация, чтобы уточнить, какая именно из возможных ситуаций реализовалась в рамках данного типа модели.
Принципиальной особенностью разработанной методики
является то, что при обработке КВД происходит предваритель
ный выбор перечисленных выше альтернативных моделей.
После чего КВД обрабатывается соответствующими методами. В качестве основного метода выбора моделей используется
подход, опирающийся на расчет и анализ так называемых де
терминированных моментов текущей депрессии на пласт в проuессе снятия КВД.
На основании аналитических исследований установлено, что для зад..~I:I!::JQЙ__криnой восстановления давления существует
безразмерный диагностический коэффициент, который может
служить в качестве диагностического критерия при выборе аль тернативных филырационных моделей: однородный пласт, не
однородный пласт с ухудшенной проницаемостью присква жинной зоны, трещиновато-пористый пласт (или пласт с меж
пластовыми перетоками) и пласт с тектоническими нарушени
ями или литологическими неоднородностями [2]. При этом
значение диагностического коэффициента зависит только от
имеющего место типа модели и не зависит от конкретных зна
чений филырационно-емкостных параметров пласта (толщина, пористость, проницаемость, насыщенность), физико-химичес
ких свойств насыщающих флюидов (вязкость, сжимаемость и
пр.), а также технологического режима работы скважины до ос
тановки. УстойчивQсть диагностического показателя по отно
шению к конкретным параметрам, определяющим КВД, дела-
в
ет его наиболее информативным критерием для дискримина
ции типа модели.
Наряду с процедурой выбора моделей, были получены ана
литические зависимости для расчетных схем определения неиз
вестных фильтрационных и геометрических параметров рас
сматриваемых моделей методом детерминированных моментов текущей депрессии.
Для расчета фильтрационных и геометрических характери
стик пласта в рамках модели с <<Нарушениями>> используются
метод отраженных источников-стоков и модифицированный метод совмещения расчетных КВД с фактическими [3].
Отметим, что решение обратной задачи фильтрации нефти
и газа в пластах, осложненных экранами, сводится к идентифи кации многопараметрических моделей. В связи с этим был проведен анализ точности и устойчивости предлагаемой мето дики к возможным погрешностям в исходной промыславой информации, который позволил сделать вывод о достаточной надежности определения фильтрационных и геометрических характеристик пласта указанным интегральным методом [4]. В то же время для получения необходимой информации о геоме
трических параметрах залежи определяющее значение имеют
продолжительность работы скважины до остановки (время ра
боты) Тр и время Тв снятия КВД, которые могут быть оцене
ны по формулам [5]: |
|
|
2R2 |
5R |
2 |
Тр=-• |
Тв::.-, |
|
х. |
х. |
|
rде R - радиус исследуемой области в окрестности скважины, см; х - коэффициент пьезопроводности.
Описанные выше зависимости были обобщены и на случай
притока флюида в скважину после остановки и связывают ис комые фильтрационные параметры с детерминированными мо
ментами текущей депрессии и притока. При этом в рамках
предположения об экспоненциальном характере затухания
притока удается провести расчеты всех детерминированных мо
ментов без непосредственного замера притока в скважину пос
ле ее остановки.
В то же время в силу того, что выбранные альтернативные
модели не могут вполне адекватно описывать реальную геоло
га-промыеловую ситуацию, а замеры забойного давления про-
9