Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Справочное руководство по проектированию разработки и эксплуатации нефтяных месторождений. Проектирование разработки

.pdf
Скачиваний:
11
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
17.13 Mб
Скачать

Рекомендации авторского надзора и анализа разработки должны исходить главным образом из принципиальных технологических решений, обоснованных в проектных документах. Необходимо, чтобы требуемые для их реализации за­ траты укладывались в основном в объем капитальных вложений и эксплуатацион­ ных затрат, определенных проектом разработки. Превышение затрат над проект­ ными в результате реализации мероприятий, предусмотренных анализами раз­ работки, не должно быть более 10—20%.

Если для достижения показателей разработки требуется резкое увеличение затрат по сравнению с проектными, следует разработать новый проект. Новый проект составляют вместо старого и в том случае, если необходимо резко увели­ чить темпы разработки месторождения.

§ 2. ИСХОДНЫЕ

ДАННЫЕ О

СТРОЕНИИ ЗАЛЕЖИ

И СВОЙСТВАХ

ПЛАСТОВЫХ

СИСТЕМ

Геологопромысловые исследования — ответственный этап, на.котором полу­ чают исходные данные для проектирования разработки нефтяной залежи (место­ рождения). От того, насколько полны и правильны представления об эксплуата­ ционном объекте на стадии проектирования, во многом зависит правильность выбора расчетной схемы и в конечном итоге — системы разработки залежи.

Вопросы, рассматриваемые в геологопромысловой части как технологической схемы, так и проекта разработки, примерно одни и те же, но глубина их освеще­ ния на разных стадиях неодинакова.

Сведения об эксплуатационном объекте и параметрах продуктивного гори­ зонта в технологической схеме имеют предварительный характер и уточняются при составлении проекта разработки.

Геологопромысловая часть технологической схемы (проекта) разработки нефтяной залежи (месторождения) должна содержать следующие основные разделы:

1)сведения о районе исследования;

2)геологическая характеристика месторождения;

3)строение залежи (эксплуатационного объекта);

4) литолого-физическая характеристика коллектора;

5)физико-химические свойства жидкостей и газов;

6)энергетическая и эксплуатационная характеристика залежи (объекта);

7)теплофизические свойства залежи;

8)запасы нефти и газа.

С в е д е н и я о р а й о н е и с с л е д о в а н и я . Краткие данные о гео­ графическом и административном положении района месторождения, рельефе местности, гидросети, климате; общие экономические сведения (промышленность, сельское хозяйство, населенные пункты, транспортные условия, источники водо­ снабжения, энергетическая база, обеспеченность района строительными материа­ лами, возможности использования нефти и газа); краткая характеристика усло­ вий разбуривания и обустройства месторождения с выделением участков, не­ удобных для заложения скважин (резко пересеченный рельеф, водоемы, заболо­ ченность и др.) и не подлежащих разбуриванию (населенные пункты, санитарные и другие зоны).

Раздел иллюстрируется обзорной картой района месторождения.

Г е о л о г и ч е с к а я х а р а к т е р и с т и к а м е с т о р о ж д е н и я состоит из следующих разделов: краткая история геологического изучения ме­ сторождения; стратиграфия; тектоника; нефтегазоносность; гидрогеологические условия месторождения.

С т р о е н и е з а л е ж и ( э к с п л у а т а ц и о н н о г о о б ъ е к т а ). В этом разделе освещены следующие вопросы геометрии залежи (залежей).

1. Детальная корреляция продуктивной части разреза, основанная на ла­ бораторном изучении керна и комплексе данных нефтепромысловой геофизики: выделяются в разрезе и прослеживаются по площади пласты коллекторов, уста­ навливаются места их слияния, выклинивания, замещения, определяются эф­ фективные толщины пластов.

При составлении технологической схемы разработки может быть принята за основу детальная корреляция, выполненная при подсчете запасов нефти и газа (при выделении коллекторов также можно использовать кондиционные значений коллекторских свойств и толщины, обоснованные при подсчете запасов).

При составлении проекта разработки детальная корреляция и кондиционные значения параметров уточняются с использованием дополнительного геологопромыслового материала, полученного в процессе промышленного разбуривания

иначальной стадии разработки эксплуатационного объекта.

2.Положение ВНК и ГНК в разных частях залежи с указанием определя­ ющих их геологических факторов. Приводится схема обоснования указанных

границ залежи (залежей) по данным керна, геофизических исследований и опро­ бования скважин. Определяется среднее значение абсолютных отметок контактовПо залежам с большими размерами водонефтяной зоны и со сложным строе­ нием ВНК, оказывающим значительное влияние на выбор системы разработки»

приводится карта поверхности ВНК.

3. Тектоническая структура залежи (залежей), контуры нефтегазоносности. размеры залежи; кратко описывается структура залежи по реперному горизонту, расположенному вблизи кровли пласта; характеризуется положение контуров нефтегазоносности (при значительной извилистости контуров указываются геоло­ гические причины> ее определяющие); приводятся размеры залежи и водонефтя­ ной зоны; дается определение типа Залежи.

Графические приложения: структурная карта с нанесением на нее внешних и внутренних контуров нефтеносности по пластам и границ распространения коллекторов; детальные геологические профильные разрезы эксплуатационного объекта с Нанесением начального (а при составлении проекта разработки и теку­ щего) положения ВНК и ГНК.

Наряду с графическими материалами должны быть приведены таблицы глубин и абсолютных отметок кровли и подошвы продуктивных пластов, положе­ ния ВНК, общих и нефтенасыщенных толщин.

Л и т о л о г о - ф и з и ч е с к а я х а р а к т е р и с т и к а к о л л е к ­ тор а — степень освещенности коллектора керном, геофизическими и гидроди­ намическими исследованиями. По результатам этих исследований определяют следующее.

1.Литологический состав коллектора, гранулометрию, степень окатанностИ

иотсортированность зерен, состав цемента.

2.Проницаемость, пористость, нефтенасыщенность коллектора.

Названные параметры анализируют по отдельным пластам и эксплуатацион­ ному объекту, по данным каждого из видов исследования (лабораторное исследо­ вание керна, геофизические исследования скважин, гидродинамические исследо­ вания скважин и пластов) и поданным всего комплекса исследований. Указывают число исследованных скважин, интервалы и средние значения параметров, кратко обосновывают метод подсчета средних значений параметров.

По данным каждого из видов исследования оценивают степень изменения пористости и проницаемости коллектора. Для этого составляют таблицы, строят кривые распределения и определяют статистические показатели — средние квадратические отклонения, коэффициенты вариации и др.

По коллекторам смешанных типов (трещиновато-пористым, трещиновато- кавернозно-пористым и т. д.) наряду с общими для коллектора в целом значе­ ниями пористости, проницаемости, нефтенасыщенности определяют эти параметры раздельно для разного вида пустот (поры, каверны, трещины).

При значительной микронеоднородности коллектора выделяют группы, различающиеся по литолого-физическим свойствам, особенностям разработки и ожидаемой конечной нефтеотдаче.

По залежам, по которым предполагается заводнение при высоких давлениях нагнетания, приводят полученные по данным лабораторных исследований за­ висимости пористости и проницаемости от давления.

Графические приложения: карты изменения по площади пористости, прони­ цаемости, нефтенасыщенности (приводятся при высокой степени микронеоднород­ ности продуктивных пластов) с указанием границ групп коллекторов с разными литолого-физическими свойствами.

92

3. Геологическая макронеоднородиость продуктивных пластов. Для харак­ теристики макронеоднородности пластов необходимы статистические показатели общей и нефтенасыщенной толщи пластов, расчлененности и песчанистости раз­ реза в границах эксплуатационного объекта, интервалы изменения, средние зна­ чения, коэффициенты вариации, объемы выборки. Кроме того, в некоторых слу­ чаях используют и другие показатели макронеоднородности — степень выдер­ жанности (прерывистости) пластов, их литологической (гидродинамической) связанности и др.

По данным изучения неоднородности оценивают возможности продвижения жидкости вдоль и поперек напластования пород, выделяют зоны возможного «естественного» разрезания залежей, участки, опасные в отношении конусообразования, и т. д. По данным исследования скважин глубинными дебитомерами определяют дренируемую толщину эксплуатационного объекта.

Графические приложения: детальные геологические профили эксплуата­ ционного объекта; карты нефтенасыщенной толщины коллекторов; карты распро­ странения коллекторов с указанием тектонических нарушений, контуров нефтегазоносности, зон замещения коллекторов, слияния пластов, распространения групп коллекторов с разными литолого-физическими свойствами и др.

Ф и з и к о - х и м и ч е с к и е с в о й с т в а ж и д к о с т е й и га ­ зов — охарактеризованы физико-химические свойства нефти, газов и пластовой воды эксплуатационного объекта в пластовых условиях, а также состав и свойства разгазированной нефти и выделившегося из нефти газа.

Для характеристики свойств нефти в пластовых условиях по данным анализа глубинных проб нефти, полученных в разных частях площади залежи и освеща­ ющих всю мощность эксплуатационного объекта, определяют следующие пара­ метры (или средние их значения): давление насыщения нефти газом, газосодержание, плотность, вязкость, объемный коэффициент, усадку, сжимаемость (коэф­ фициент объемной упругости). В соответствующей таблице указывают число ис­ следованных скважин и определения названных параметров.

По залежам, разработка которых предполагается в условиях значительного падения пластового давления или снижения последнего ниже давления насыще­ ния, приводятся составленные по данным анализов глубинных проб таблицы и графики зависимости вязкости пластовой нефти, объемного коэффициента и газосодержания от давления. Физико-химические свойства разгазированной нефти должны быть охарактеризованы следующими показателями: плотностью, кинети­ ческой вязкостью, молекулярной массой, температурой начала кипения и начала застывания, температурой насыщения нефти парафином, процентным содержа­ нием парафина, асфальтенов, силикагелевых смол, серы; фракционным составом, компонентным составом.

В соответствующей таблице приводят средние значения показателей по пластами по объекту в целом, с указанием количества выполненных опреде­

лений.

Для характеристики свойств газа, растворенного в нефти, приводятся дан­ ные о его химическом (компонентном) составе, плотности (абсолютной и по воз­

духу), сжимаемости.

Аналогичные сведения приводятся для характеристики газа, выделившегося из пластовой нефти при однократном разгазировании, и природного газа неф­

тегазовых залежей.

Характеристика пластовой воды дается, исходя из необходимости учета ее свойств при гидродинамических расчетах, а также для оценки возможных по­ следствий смешивания ее с закачиваемой водой (усложнение условий эксплуата­ ции в связи с выпадением солей, жизнедеятельностью бактерий и др.). Приво­ дятся данные о плотности пластовой воды, ее вязкости, сжимаемости, раствори­ мости в ней газов, а также концентрации солей и содержании различных ионов.

Э н е р г е т и ч е с к а я и э к с п л у а т а ц и о н н а я х а р а к т е р и ­

с т и к и з а л е ж и

(о б ъ ек та) — обосновываются принимаемые значения

пластового давления

и температуры залежи — начальные (в технологической

схеме) и текущие (в проекте разработки). Приводится краткая характеристика законтурной зоны залежи, степени связи залежи с законтурной зоной и областью питания. Дается определение режима залежи.

93

По данным пробной эксплуатации (а при составлении проекта — и началь­ ного этапа промышленной разработки) устанавливают закономерности в измене­ нии пластовых давления и температуры, обосновывают допустимое их снижение при разработке объекта. Приводят эксплуатационную характеристику залежи: дебиты добывающих скважин, приемистость нагнетательных скважин, забойные давления, коэффициенты продуктивности и приемистости, гидропроводность пластов. Устанавливают условия, при которых осложняется эксплуатация скважин — начинается вынос породы в скважины вследствие разрушения при­ забойной зоны пласта, происходит аномальное обводнение скважин подошвенной водой, увеличивается газовый фактор, выпадает парафин в пласте, сокращается «работающая» толщина пласта в нагнетательных скважинах и др. Обобщают данные гидродинамического исследования скважин, характеризующие их интер­ ференцию. С учетом этих данных уточняют полученные при геологическом изуче­ нии залежи представления о наличии или отсутствии непроницаемых экранов (тектонических, литологических) на пути движения жидкости, о степени гидроди­ намической сообщаемости различных пластов и др.

Графические приложения: графики изменения основных показателей, ха­ рактеризующих работу скважин и пласта при пробной эксплуатации и промыш­ ленной разработке залежей; карты изобар и распределения температур; индика­ торные диаграммы; кривые гидропрослушивания скважин; кривые зависимости обводнения скважин и содержание песка в их продукции от дебита и др.

Т е п л о ф и

з и ч е с к и е

с в о й с т в а з а л е ж и . Теплофизические

свойства пород и

насыщающих их жидкостей даются для залежей с повышенной

вязкостью нефти,

по которым

могут быть рассмотрены варианты разработки

сприменением теплофизических или термохимических методов воздействия.

Вразделе приводят средние значения для пород и жидкостей коэффициента теплопроводности, удельного теплового сопротивления, удельной теплоемкости.

Названные показатели характеризуются раздельно для различных горных пород

и жидкостей.

и г а з а . При подготовке раздела необходимо учиты­

З а п а с ы н еф ти

вать д е й с т в у ю щ и е

т р е б о в а н и я к подготовке запасов и порядок

их утверждения. В соответствии с классификацией запасов месторождений (за­ лежей) нефти и газа они считаются подготовленными дл япромышленного освоения при следующих соотношениях категорий запасов:

 

Категории,

I группа — месторождения простого геологического

В

Сх

 

 

строения:

30

70

а) в новых нефтегазодобывающих районах

б) в районах с развитой нефтегазодобывающей про­

20

80

мышленностью ................................................

II группа — месторождения сложного геологического

100

строения

Возможность ввода в разработку месторождений I группы при меньшей, чем указано, доле запасов категории В устанавливается ГКЗ СССР при утвержде­

нии запасов.

Проектные документы на разработку месторождений утверждаются при на­ личии утвержденных ГКЗ СССР запасов указанных категорий. По нефтяным и нефтегазовым месторождениям с извлекаемыми запасами до 25 млн. т, находя­ щимся в районах действующих нефтепроводов, газопроводов и нефтепромыслов, проектные документы могут по согласованию с ^КЗ СССР утверждаться при на­ личии оперативно подсчитанных запасов, с последующим их подсчетом и утвер­ ждением. Коэффициенты извлечения нефти устанавливаются ГКЗ СССР на основании технико-экономических расчетов, апробированных Министерством

нефтяной промышленности.

При составлении технологической схемы приводят запасы нефти и растворен­ ного газа, числящиеся на балансе Всесоюзного геологического фонда, по залежи в целом и раздельно по зонам (нефтяная, водонефтяная, подгазовая, газовая).

Называют организацию, утвердившую (апробировавшую) запасы, и дату утвер­ ждения. Запасы показывают по категориям — балансовые и извлекаемые (на­ чальные и остаточные). В виде таблицы по залежи в целом и по зонам в разделе отражают параметры, принятые при подсчете запасов объемным методом: пло­ щадь нефтеносности, среднюю иефтенасыщенную толщину, коэффициент эффек­ тивной пористости, коэффициент нефтенасыщенности, плотность нефти на поверх­ ности (в стандартных условиях), пересчетныи коэффициент. Коэффициент конеч­ ной нефтеотдачи принимают по залежи в целом.

При наличии газовой шапки приводят аналогичные данные о запасах природ­ ного газа по залежи в целом и по зонам — чисто газовой и газонефтяной. При этом дают сведения о принятых при подсчете значениях площади газонасыщенности, газонасыщенной толщины, коэффициента газонасыщения, начального и теку­ щего пластового давления, поправок на температуру, коэффициента сжимаемости газа.

Для многопластового объекта разработки запасы нефти, нефтяного газа и природного газа и принятые подсчетные параметры приводят раздельно по пластам, а по пластам со смешанными типами коллекторов — раздельно по видам пустот (в порах, кавернах, трещинах).

При составлении проекта разработки следует учитывать не только данные, имевшиеся на дату подсчета запасов, но и весь дополнительно полученный гео­ логопромысловый материал. Если дополнительные сведения существенно изме­ няют сложившиеся ранее представления об эксплуатационном объекте (его строе­ нии, положении контуров нефтеносности, параметрах продуктивных пластов и т. д.), излагают соответствующие обоснования и выполняют работу по уточне­ нию балансовых запасов нефти и газа. В таких случаях сопоставляют балансовые запасы и значения подсчетных параметров по зонам, пластам и эксплуатацион­ ному объекту в целом, полученные в результате пересчета и принятые при по­ следнем утверждении запасов.

При необходимости уточнения ранее принятого коэффициента конечной нефтеотдачи дается геологическое обоснование (изменение представлений о ха­

рактере и степени

геологической

неоднородности

и проницаемости

пластов,

о размере водонефтяной или нефтегазовой зоны и

т. д.).

Уточненный

коэффи­

циент нефтеотдачи

обосновывается

в технологической

части проекта разра­

ботки.

 

 

 

 

 

В геологопромысловой части технологической схемы, наряду с основными параметрами, должны быть также рекомендации по выбору системы разработки (а проекта — по уточнению ранее принятой системы разработки), вытекающие на основании геологического изучения залежи.

С учетом накопленного опыта разработки нефтяных месторождений и вы­ полненного ранее большого объема работ по проектированию разработки опреде­ ляют наиболее возможные в конкретных геолого-физических условиях варианты основных технологических решений. Эти рекомендации должны служить основой для выбора расчетных вариантов в технологической части проектного доку­ мента.

В кратком виде формулируются предложения по выбору метода воздействия, возможному размещению рядов (очагов) нагнетательных скважин, диапазону плотности сетки добывающих скважин, методу эксплуатации скважин, перепа­ дам давления между зонами нагнетания и отбора и т. д. Дается ориентировочный прогноз вероятной для рассматриваемых геолого-физических условий динамики основных показателей разработки, годовых темпов добычи нефти и отбора жид­ кости, обводнения продукции и др.

Наряду с геологическим обоснованием системы разработки должны быть кратко сформулированы основные условия успешной ее реализации — порядок разбуривания объекта (с учетом степени изученности запасов и продуктивности различных частей залежи); требования, предъявляемые при вскрытии пластов в процессе бурения; оптимальные интервалы перфорации в нагнетательных и добывающих скважинах в различных частях залежи; рекомендуемый способ эксплуатации скважин; геологические ограничения на дебиты и приемистость скважин и др.

95

ГЛАВА II

ВЫДЕЛЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ОБЪЕКТОВ НА МНОГОПЛАСТОВЫХ НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЯХ

§ 1. КРИТЕРИИ И ПРИНЦИПЫ ВЫДЕЛЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ОБЪЕКТОВ

Эксплуатационный объект — это часть нефтяной залежи по площади и по толщине пластов, предназначенный для эксплуатации по самостоятельнымсет­ кам добывающих и нагнетательных скважин. Правильный выбор таких объек­ тов — залог эффективной разработки нефтяного месторождения с высокими тех­ нико-экономическими показателями.

В настоящее время в связи с улучшением технической оснащенности промыс­ лов наблюдается тенденция учета большего числа параметров и критериев при объединении нескольких пластов в один эксплуатационный объект. Например, значительная разница в проницаемости пород пластов с различными свойствами не влияет на их объединение в один объект разработки, так как методы поддержания давления при закачке воды в различные пласты через нагнетательные скважины, расположенные по единой сетке, позволяют регулировать продвижение водонефтяного контакта. С увеличением числа разрабатываемых пластое один и тот же дебит получают при меньших депрессиях, в результате чего удли­ няется фонтанный период работы пласта, эксплуатируются насосные сква­ жины с меньшими глубинами спуска оборудования, затрудняется разруше­ ние слабосцементированных пластов и прорыв посторонних вод в скважи­ ну и т. д.

Различные пласты объединяются на основе комплексного изучения геологи­ ческого строения залежи и отдельных ее объектов, гидродинамической их харак­ теристики и технико-экономических показателей разработки при различных схемах выделения эксплуатационных объектов [10]. Основной критерий правиль­ ности выделения эксплуатационных объектов — рациональность показателей разработки. Считается лучшим тот вариант, который обеспечивает выполнение плановых заданий при наименьших расходах средств и максимально возможных коэффициентах нефтеотдачи в условиях соблюдения всех необходимых мер по охране недр и окружающей среды.

При изучении геологического строения продуктивной толщи анализируются различные ее характеристики: толщина и число продуктивных пропластков и раз­ деляющих их промежуточных зон; литологическая характеристика продуктивных пластов; коллекторские свойства пород; типы залежей, приуроченные к различ­ ным горизонтам; степень совпадения в них и положение водонефтяных контактов (ВНК); наличие водоносных и газовых горизонтов в продуктивной толще; ожи­ даемые и планируемые режимы работы пластов; состав и свойства нефти п газа в различных горизонтах; запасы в них нефти и газа.

Самостоятельными объектами разработки могут быть пласты значительной толщины, имеющие крупные (20—30 м и более) непроницаемые разделы. При не­ большой их толщине и наличии зон слияния, осложняющих раздельное нагнета­ ние воды в каждый из пластов и регулирование ррггтгеов разработки, пласты объединяются в единый эксплуатационный объект. Желательно, чтобы типы за­ лежей были одинаковыми.

Нецелесообразно объединять пласты с различной литологической характе­ ристикой (например, коллектор, сложенный трещиноватыми карбонатными по­ родами, с терригенным). Считается, что допустимо совмещать пласты, проницае­ мость пород в которых различается в 2—3 раза, если методы поддержания давле­ ния позволяют выравнивать темпы их выработки.

Объединение пластов целесообразно при единых водонапорной системе и по­ верхности водонефтяного контакта и нецелесообразно при условиях быстрого обводнения одного или нескольких пластов и при химической несовместимости пластовых вод. Совместная разработка пластов облегчается, если природные их условия способствуют проявлению или поддержанию одинакового гидродинами­ ческого режима работы.

96

На выбор эксплуатационных объектов влияют физические и физико-химиче­ ские свойства нефти и газа. Высокая вязкость нефти, большое различие в давле­ ниях насыщения нефти газом, значительное содержание парафина и сернистых соединений в нефти некоторых пластов препятствует объединению их в один объект с другими горизонтами. В некоторых случаях нельзя объединять пласты

вследствие высокого содержания азота, сероводорода и других примесей в газе, растворенном в нефти.

Допустимые пределы снижения давления ниже давления насыщения нефти газом определяются по данным гидродинамических расчетов, с помощью которых устанавливаются ожидаемые забойные депрессии при различных схемах объеди­ нения пластов и различных вариантах разработки. Считается, что для объедине­ ния пластов в один объект эксплуатации при водонапорных режимах во избежа­ ние засорения коллекторов газом .забойные давления в скважинах не должны быть ниже чем на 25 % от давления насыщения газом нефти объединяемых гори­ зонтов.

Целесообразность объединения пластов в один объект эксплуатации, уста­ новленная по упомянутым геологическим признакам, далее уточняется и прове­ ряется технологическим анализом, гидродинамическими и экономическими рас­ четами. При этом рассматривается ряд вариантов показателей совместной раз­ работки пластов, объединенных в один эксплуатационный объект, в различных сочетаниях. Следует учитывать, что при совместной разработке нескольких пластов утрачиваются некоторые положительные качества раздельной эксплуа­ тации каждого из них. Например, максимально возможная добыча нефти из всех горизонтов при самостоятельной их разработке может значительно превышать суммарный дебит этих же пластов при объединении их/В один объект эксплуата­ ции. Это связано с различием допустимых депрессий давления между забоями скважин и пластом некоторых объединяемых объектов. При совместной эксплуа­ тации забойные давления устанавливаются по какому-либо одному признаку или по нескольким из них, ограничивающих отбор нефти (разрушение слабосцементированных пород одного из горизонтов, повышенное значение давления насыще­ ния нефти газом в другом, близость газонефтяного или водонефтяного контактов и т. д.). Эти особенности в свойствах некоторых из объектов вынуждают устанав- •ливать депрессии, значительно меньшие, чем те, которые допустимы для ряда других объединяемых горизонтов. Имеются и другие причины снижения суммар­ ной продуктивности пластов при их объединении. В результате уровень макси­ мальных отборов нефти из пластов при их объединении снижается. Поэтому в про­ цессе гидродинамических расчетов оценивается продуктивность каждого из объединенных пластов.

Дебиты скважин при объединении высокопродуктивных горизонтов должны быть согласованы с пропускной способностью и производительностью имеющегося эксплуатационного оборудования.

Целесообразный вариант объединения пластов окончательно определяется по данным экономического анализа.

Разделение залежи по площади на эксплуатационные объекты проводится с учетом разобщенности различных частей залежи тектоническими нарушениями и зонами выклинивания пластов с учетом существенных изменений коллектор­ ских свойств пород по простиранию пластов и физических свойств нефти, с учетом геометрии залежи, неравномерностей залегания запасов и водонефтенасыщенности коллекторов в различных частях залежи и т. д.

Из сказанного следует, что для правильного и своевременного решения задач выделения эксплуатационных объектов необходимо соответственно орга­ низовать разведку и подготовку многопластовых нефтяных месторождений к раз­

работке (об этом см. в работе [10]).

Было показано, что существенная роль при выделении эксплуатационных объектов принадлежит геологическим характеристикам объединяемых горизон­ тов. Сложность их анализа заключается в недостаточности имеющихся количе­ ственных оценок весомости упомянутых геологопромысловых характеристик объединяемых пластов. Поэтому в последнее время делаются попытки при вы­ делении эксплуатационных объектов учесть количественные критерии, связанные с геологическими особенностями строения различных горизонтов. В качестве

97

примера приводится методика количественной оценки степени различия свойств объединяемых пластов, предложенная В. Г. Каналиным [41 ]. Методика позволяет оценивать зависимость коэффициента продуктивности скважин при совместной эксплуатации пластов от степени их различия по нескольким геологопромысло­ вым признакам. По этой методике можно (по данным учета снижения годовых отборов нефти при различных вариантах объединения пластов) определить влия­ ние степени различия свойств пластов на результаты их совместной эксплуа­ тации.

§ 2. КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА СТЕПЕНИ РАЗЛИЧИЯ СВОЙСТВ ПЛАСТОВ ПО ГЕОЛОГОПРОМЫСЛОВЫМ ПРИЗНАКАМ

Снижение коэффициента продуктивности скважин, эксплуатирующих одновременно несколько нефтеносных пластов

В процессе разработки многопластовых эксплуатационных объектов нефтя­ ных месторождений различных нефтедобывающих районов страны было замечено,

что средний коэффициент продуктивности скважин /Ссов» эксплуатирующих

несколько пластов совместно, меньше суммы /Ссум средних значений коэффициен­ тов продуктивности скважин, эксплуатирующих те же пласты отдельно, т. е-

п

 

Ксов</(сум= S Ки

(П.1)

1=1

 

где Ki — средний коэффициент продуктивности скважин,

эксплуатирующих

только t-ый пласт (i = 1, 2, ..., л); п — число пластов, объединяемых в один экс­ плуатационный объект.

Анализ причин снижения коэффициента продуктивности при совместной эксплуатации пластов по сравнению с раздельной позволяет сделать вывод о том, что отмеченное явление изучено недостаточно, особенно его физическая сущность. Ряд исследователей считают, что снижение коэффициента продуктивности зави­ сит от перетоков жидкости из одного пласта в другой, другие уделяют значитель­ ное внимание потерям за счет гидравлических сопротивлений в стволе скважины, третья группа авторов это объясняет техническими причинами — например, диаметром лифта, четвертая группа исследователей это объясняет взаимовлиянием эксплуатируемых пластов.

Анализ промысловых данных позволяет сделать вывод, что значение сниже­ ния средних коэффициентов продуктивности Д/С, равное разнице суммарных

(/Ссум) и совместных /Ссов коэффициентов продуктивности

 

д7С=7Ссум-Ксов,

(11.2)

тем больше, чем больше число пластов объединяется в один эксплуатационный объект.

Например, на Западно-Сургутском месторождении снижение средних коэф­ фициентов продуктивности скважин, эксплуатирующих совместно пласты БСХ+ БС2_з и БСх + БС10, составляет (1,7ч-3) 10”2 кг/(сут-Па), при совместной

эксплуатации трех пластов (БСх + БС2_3 + БС^) коэффициент Д/С уже увеличи­ вается до 5,21-10“2 кг/(сут*Па). Аналогичная картина наблюдается на УстьБалыкском месторождении, где средние коэффициенты продуктивности сква­ жин, эксплуатирующих совместно пласты БСХи БС2_3, снижаются^на 1,9 X

X 10~2 кг/(сут*Па), а в случае приобщения третьего пласта (БС4) Д/С увеличи­ вается до 3,8-10~2 кг/(сут-Па).

Если в один эксплуатационный объект совмещается большое число пластов, степень снижения коэффициента продуктивности будет достигать еще больших значений. Максимальное значение уменьшения коэффициента продуктивности при совместной эксплуатации пластов по сравнению с раздельной достигает 35—45 %.

98

Очевидно, отмеченные явления можно учитывать при решении вопроса об оптимальном варианте объединения нескольких продуктивных пластов в один эксплуатационный объект на стадии составления технологической схемы, гене­

ральной схемы или проекта разработки многопластового нефтяного месторо­ ждения.

Обозначим через Xнекоторую осредненную количественную характеристику степени различия пластов по какому-либо признаку

Х=

(11.3)

где Хг —-^среднее значение какого-либо геологопромыслового признака первого

пласта; Х2 — среднее значение этого же признака по второму пласту. Тогда

Ксов —[(П) Xh, Xk, Я|1, Яр, Я/Ср, ХКп, Лрпл» ^)»

(II.4)

где п — число объединяемых пластов; h — эффективная толщина; k — прони­ цаемость; |х — вязкость нефти; р — плотность нефти; /(р — коэффициент расчле­ ненности; Кп — коэффициент песчанистости; Арпл — разница пластовых давле­ ний; L — расстояние между объединяемыми пластами.

Определив /(сов и используя методику гидродинамических расчетов, осно­ ванную на учете коэффициентов продуктивности, можно найти возможное снижение добычи нефти при различных варйантах объединения нескольких пластов в эксплуатационные объекты. Оценив экономическую эффективность каждого из рассмотренных вариантов, принимают решение о наиболее оптималь­ ном варианте объединения продуктивных пластов в эксплуатационные объекты в разрезе многопластовых нефтяных месторождений. Особое значение это имеет для новых многопластовых нефтяных месторождений, так как выработка объек­ тивных рекомендаций по выделению эксплуатационных объектов в таком случае позволит уменьшить вероятность серьезных ошибок при проектировании разра­ ботки и снизить размеры возможных дополнительных капитальных вложений при последующем исправлении допущенных ошибок.

Отношения геологопромысловых параметров как характеристика степени различия пластов

Так как не проводятся исследовательские работы в полном объеме, имеется

небольшое число разведочных скважин и т. д., оценить величины /(*, /(сум, /(сов на стадии окончания разведки и составления технологической схемы разработки трудно. Исходя из этого, при решении вопроса об объединении нескольких пла­ стов в один эксплуатационный объект вначале устанавливается зависимость величины снижения коэффициента продуктивности при совместной эксплуатации

(/(сов) от степени различия свойств объединяемых пластов не для эксплуатацион­ ного объекта в целом, а для отдельной скважины. В качестве количественной характеристики степени различия двух пластов по тому или иному признаку в одной l-й скважине можно принять величину, характеризующую отношение геологопромысловых признаков соседних продуктивных пластов в одной и той же скважине,

Xi

(П.5)

где X1j и X2j — значения геологопромысловых признаков / первого и второго множеств соседних (первого и второго) продуктивных пластов в одной скважине; i = it 2, ..., N\ j = 1, 2, ..., M (iV — число разведочных скважин, М — число

геологопромысловых признаков).

С помощью Xi можно оценить степень и характер взаимовлияния пластов при их совместной эксплуатации. Величину /(сов* коэффициента продуктивности

99

отдельной скважины, эксплуатирующей два пласта, можно представить в виде функции

Ксов i — / (ki)

 

(I I*6)

или

 

 

 

/(сов

fi (Mi, kk,

L),

(II.7)

где /i, k,

L — те же обозначения, что и в (II.4).

При сравнении нескольких (больше двух)

продуктивных пластов с целью

их объединения в один эксплуатационный объект задача усложняется. При че­ тырех продуктивных пластах будем иметь четырехмерную регрессию ф = ср (к12,

к13,

>ПРИтРех — трехмерную регрессию ф =

ср (Я,12, Л13), при двух — парную

регрессию:

 

 

 

(Н.8)

 

1>=

 

 

 

 

Тогда в соответствии с (11.2) снижение коэффициента продуктивности Д/С

для п пластов будет иметь вид

 

 

Д7( =

У (Кх + /С2 +

+/Сл) - « гсов

(11.9)

Из

(11.6)

следует,

что при

трехмерной регрессии

 

Ксов i = / (^12у» ^1зу)»

 

(IM0)

при

четырехмерной

регрессии

 

 

^СсОВ i = f (к12»

^13»

 

(II.11)

 

Реализация поставленной задачи на ЭВМ затруднений не вызывает.

 

Для оценки информативности величины к и влияния ее на результаты совмест­

ной эксплуатации продуктивных пластов (многопластовых эксплуатационных объектов) были построены карты отношений геологопромысловых параметров: гидропроводности (Ле), проницаемости (Х/г), эффективной толщины (kh) по смеж­ ным продуктивным пластам Усть-Балыкского, Западно-Сургутского, Правдинского, Самотлорского месторождений. Сравнительный анализ этих карт с кар­ тами разработки по отмеченным месторождениям позволил сделать вывод о хоро­ шей связи величины К с результатами разработки пластов, т. е. величина к удо­ влетворительно отражает влияние степени различия пластов по отношениям геологопромысловых признаков на результаты их совместной эксплуатации.

Если определяется /Ccobi, необходимо для каждой скважины, кроме /Ссов»

знать значения J]Ki коэффициентов продуктивности той же скважины при усло­ вии раздельной эксплуатации объединенных пластов. Задачу можно решить

косвенно, т. е. путем изучения корреляционной связи между и какими-либо геологическими или геофизическими параметрами. Полученные уравнения ре­

грессии (см. § 3) можно использовать при вычислении 2 Ki для пластов, эксплуа­ тируемых совместно одной скважиной.

Задача установления конкретного вида зависимостей типа (II.7), (11.10), (11.11) также решается на основе корреляционно-регрессионного анализа. Анализ

зависимостей величины Ксов от значений ki для ряда геологопромысловых пара­ метров показал, что такая зависимость существует при коэффициентах корреля­ ции, изменяющихся от 0,78 до 0,96.

Найдя аналитическое выражение функции (II.6), (II.7), (11.10), (11.11) по разрабатываемым месторождениям, можно предполагать, что они будут суще­ ствовать и для месторождений, подготавливаемых к вводу в разработку. Однако в этом случае задача должна решаться обратным путем, поскольку в разведочных скважинах мы, как правило, располагаем большим количеством информации

о свойствах (в том числе и о 2^0) отдельных пластов. В то же время практически отсутствует информация о характеристиках скважин, эксплуатирующих не­ сколько пластов совместно.

100

Соседние файлы в папке книги