ПАРАМЕТРОВ МЕЖСКВАЖИННЫХ ИНТЕРВАЛОВ

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Данное изобретение относится к технологиям нефтедобычи, а именно к способам проведения, интерпретации и анализа результатов гидродинамических исследований межскважинного интервала.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известны различные способы, которые заключаются в создании одного возмущения на скважине - генераторе, обусловленные изменением отбора жидкости, и наблюдении за изменением уровня давления в реагирующих скважинах.

Фиксируя начало изменения отбора жидкости в скважине-генераторе и начало изменения давления в скважине-ресивере, по времени пробега волны давления проводятся расчеты о параметрах пласта в межскважинном интервале.

Недостатком данных изобретений является проведение одного периода возмущения давления. Тем самым увеличивается погрешность определения фильтрационных параметров пласта в связи с нехваткой дополнительной информации. К примеру, воздействие работы окружающих скважин, который будет сложно отфильтровать от импульса скважины - генератора.

Известен способ, описанный в заявке на патент RU 2400622 «Способ определения фильтрационных параметров призабойной зоны пласта методом высокочастотных фильтрационных волн давления», опубликовано 10.02.2010, патентообладатель "Казанский государственный университет им. В.И. Ульянова-Ленина".

Проводят гидродинамические исследования скважин, осуществляют периодические гидродинамическое возмущение давления в исследуемом пласте путем периодического изменения дебита. Полный цикл исследований одной скважины состоит из исследований на ряде значений периодов гидродинамического воздействия, например 20с, 40с, 1мин, 5мин, 20мин, 40мин, причем начинают исследования с минимального значения периода, охватывая сначала самую ближнюю к скважине зону пласта, последовательно переходя в дальнейшем к большим значениям периодов воздействия. Для каждого значения периода возбуждают и регистрируют не менее 5 колебаний. Регистрация давления производится как на устье так и на забое скважины.

Главным недостатком описанного изобретения является то, что рассматривается только аналитический метод интерпретации полученных данных, который не является достаточно точным и не позволяет провести подробный анализ параметров межскважинного интервала. Также существуют особые требования к количеству периодов, их частот. Известен способ, описанный в заявке на патент RU 2476669 «Способ определения фильтрационных параметров пласта», опубликовано 27.02.2013, патентообладатель ООО "Газпромнефть НТЦ"

Способ определения фильтрационных параметров пласта, включающий долговременный мониторинг изменения во времени давления и расхода на забое, начиная с момента запуска скважины в эксплуатацию, отличающийся тем, что после непрерывного цикла работы скважины в течение, по меньшей мере, 30 суток регистрируют длительную, не менее 3 суток, кривую восстановления уровня, по которой оценивают текущую продуктивность пласта. Затем проводят повторную интерпретацию кривых изменения давления и расхода в течение всего времени наблюдений с момента пуска скважины и на основе сравнения текущей продуктивности с начальной определяют, насколько изменился скин-фактор.

Недостатком описанного изобретения является ограничение на выбор скважины - генератора, а также генерация импульса только при помощи гидроразрыва. Причем метод ГРП является непредсказуемым и невыгоден с экономической точки зрения для проведения одного исследования. Гидравлический разрыв пласта приводит к появлению в скважинной воде множества примесей, вредных для человека, включая бензол, толуол, этилбензол и диметилбензолы, т.е. способ менее безопасный.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Данное изобретение направлено на устранение недостатков, присущих существующим решениям.

Техническим результатом данного изобретения является повышение точности определения исследуемых параметров, за счет первоначального трехмерного гидродинамического моделирования импульсного воздействия на пласт и дальнейшей интерпретации параметров межскважинного интервала.

Так же техническим результатом, достигаемым при использовании изобретения, является улучшение фильтрации шумов, за счет методов обработки выделения тренда давления и фильтрации помех с помощью преобразования Фурье.

Способ определения фильтрационных параметров межскважинного интервала методом трехмерного гидродинамического моделирования импульсного воздействия на пласт, реализуется, согласно изобретению, следующим образом

Формируют трехмерную гидродинамическую модель межскважинного пространства, далее моделируют исследование методом импульсного воздействия на пласт, затем подбирают оптимальный сценарий исследования, после чего проводят исследование на промысле по вышеупомянутому сценарию и определяют фильтрационные параметры пласта с помощью интерпретации данных, в конечном итоге обновляют гидродинамическую модель с учетом данных, определенных на предыдущем шаге. В некоторых вариантах осуществления изобретения, гидродинамическая модель включает параметры пласта и/или пластового флюида, способные оказать влияние на распространение импульса возмущения.

В некоторых вариантах осуществления изобретения, в гидродинамической модели определяют скважину-генератор и скважину-ресивер.

В некоторых вариантах осуществления изобретения, при формировании модели выделяют критическую зону, в которой не рекомендовано проводить гидродинамические исследования.

В некоторых вариантах осуществления изобретения, по результатам моделирования и ограничений, определяют необходимые характеристики приборов.

В некоторых вариантах осуществления, при моделировании сценариев работы скважин, рассчитывается прогнозный отклик на реагирующих скважинах.

В некоторых вариантах осуществления изобретения, определяют длительность периода и режим работы скважин.

В некоторых вариантах осуществления изобретения, при моделировании сценариев, критерием выбора оптимального сценария является расстояние между скважинами, текущая продуктивность скважин и параметры межскважинного интервала.

В некоторых вариантах осуществления изобретения, в исходную гидродинамическую модель добавляют информацию о динамической проницаемости пласта, анизотропию по проницаемости и возможных барьеров в пласте

В некоторых вариантах осуществления изобретения, анализируют обновленную гидродинамическую модель, уточняя наличия разломных нарушений между скважинами и/или уточняют положения зон выклинивания продуктивных пластов и/или корректируя систему разработки с учетом результатов исследований

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Признаки и преимущества настоящего изобретения станут очевидными из приводимого ниже подробного описания изобретения и прилагаемых чертежей, на которых:

Фиг. 1 - Схематическое представление исследования

Фиг. 2 - 2D карта исследуемого межскважинного интервала, где 1- возмущающая скважина, 2 и 3- реагирующие скважины

Фиг. 3 -3D карта исследуемого межскважинного интервала, где 1- возмущающая скважина, 2 и 3- реагирующие скважины

Фиг. 4 - График исследования межскважинного интервала на местности

Фиг. 5 - Вычисление тренда

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ниже будут описаны понятия и определения, необходимые для подробного раскрытия осуществляемого изобретения.

Горная порода, из которой состоит нефтяной пласт, обладает специфическими свойствами, характеризующими ее способность содержать и отдавать нефть в другие жидкости: пористостью и проницаемостью.

Пористостью называется отношение объема пор к полному объему породы: Vnop

Проницаемость (к) характеризует способность породы пропускать через свои поры жидкость. В простейшей модели фильтрации - классической модели упругого режима

Щелкачева - скорость фильтрации флюида прямо пропорциональна градиенту давления и обратно пропорциональна вязкости флюида (закон Дарси):

к

w(r, t) = - Vp(r,t),

μ

где w(r, t) - скорость фильтрации флюида, μ - динамическая вязкость флюида, p r, t - давление.

Нефтяной пласт, сложенный из горных пород (обладающих коллекторскими свойствами) насыщенных флюидами, имеет определенную толщину, ограниченную непроницаемыми пропластками, имеет собственные макроскопические параметры: пьезопроводность и гидропроводность. Именно эти параметры определяются в ходе проведения исследования методом импульсного воздействия на пласт.

Пьезопроводность характеризует способность пласта передавать давление и зависит от проницаемости породы, вязкости жидкости и сжимаемости жидкости и породы:

где β ^* - коэффициент упругоемкости пласта по Щелкачеву, вычисляемый по формуле:

где ? _ж - сжимаемость жидкости, /? _с - сжимаемость скелета.

Гидропроводность характеризует способность пласта пропускать жидкость, и связана с проницаемостью породы и вязкостью заполняющей жидкости формулой:

_ kh где h - толщина пласта

Межскважинный интервал - это поровое пространство между скважинами, которое обладает такими свойствами как проницаемость, пористость. Он является существенным пробелом в области исследований стандартными методами исследований. Гидродинамические параметры межскважинного интервала необходимы для корректного описания фильтрационных потоков в дренируемом пласте.

Исследования скважин импульсным воздействием на пласт проводится с целью определения фильтрационных параметров межскважинных интервалов, анизотропии горизонтальной проницаемости, оценки интерференции скважин, определения непроницаемых границ.

Геоинформационная система (ГИС)— система сбора, хранения, анализа и графической визуализации пространственных (географических) данных и связанной с ними информации о необходимых объектах.

Преобразование Фурье — операция, сопоставляющая функции вещественной переменной другую функцию вещественной переменной. Эта новая функция описывает коэффициенты («амплитуды») при разложении исходной функции на элементарные составляющие— гармонические колебания с разными частотами.

Преобразование Фурье функции / вещественной переменной является интегральным и задаётся следующей формулой:

В терминах обработки сигналов преобразование берёт представление функции сигнала в виде временных рядов и отображает его в частотный спектр, где J— угловая частота. То есть оно превращает функцию времени в функцию частоты; это разложение функции на гармонические составляющие на различных частотах.

Когда функция / является функцией времени и представляет физический сигнал, преобразование имеет стандартную интерпретацию как спектр сигнала.

Абсолютная величина получающейся в результате комплексной функции F представляет амплитуды соответствующих частот (CJ), в то время как фазовые сдвиги получаются как аргумент этой комплексной функции.

Согласно изобретению, способ определения фильтрационных параметров межскважинного интервала, включает следующие шаги:

Формируют гидродинамическую модель межскважинного пространства;

Для моделирования исследования используются параметры пласта, определяющихся на основе имеющихся данных (керн, ГИС, исследования прошлых периодов, добыча):

Анализируются и уточняются параметры пласта (пластовое давление, давление насыщение, пористость, общая сжимаемость коллектора, распределение толщины пласта в межскважинном интервале, проницаемость), способные оказать влияние на распространение импульса возмущения по исследуемому участку коллектора.

Анализируются и уточняются параметры пластового флюида (насыщенность/обводненность, плотности флюидов, вязкости, объемные коэффициенты), способные оказать влияние на распространение импульса возмущения по исследуемому участку коллектора.

Основываясь на поставленных целях перед исследованием, определяется возмущающая/реагирующая скважина, количество возмущающих импульсов, их периодичность, длительность, а так же режим работы скважин.

Длительность импульсов возмущения определяется из условия заметного изменения забойного давления в скважине - ресивер по сравнения с начальным пластовым давлением, при этом необходимо учитывать чувствительность прибора, а так же влияние шума в пласте.

Определяется зона, в которой не рекомендуется менять режимы работы скважин, проводить гидродинамические исследования во время проведения импульсного воздействия. Для этого вычисляется расстояние, равное радиусу исследования при предполагаемых свойствах пласта в зоне проведения гидродинамического прослушивания.

На основе сформированной модели, и накладываемых ситуацией ограничениях, определяются необходимые характеристики приборов и подбираются приборы, соответствующие заявленным параметрам (диапазон измерений, чувствительность, погрешность, условия эксплуатации, дискретность замеров, объем памяти, время непрерывной работы, габариты).

Моделируют исследование методом импульсного воздействия на пласт;

Технология импульсного воздействия на пласт состоит в создании последовательной серии изменений дебита (импульсов) на скважине - генератор (возмущающая скважина).

Импульсами являются чередующиеся периоды добычи (или закачки). Изменения давления, вызванного импульсами, измеряются в скважине— ресивер (реагирующая скважина) (Фиг. 1). Варьируя дебит возмущающей скважины, периоды добычи (или закачки), режимы работы скважины (нагнетание, добыча, простой), удается получить возможные сценарии исследования, которые имеют различные амплитуды импульсов возмущения.

Подбирают оптимальный сценарий исследования;

Оптимальный график исследования выбирают, анализируя амплитуды импульсов возмущения. Длительность импульсов возмущения определяется из условия заметного изменения забойного давления в скважине - ресивере по сравнения с начальным пластовым давлением. Необходимо учитывать чувствительность прибора, а так же влияние шума в пласте. Для этого проводится анализ чувствительности, куда входит: анализ чувствительности резервуара, анализ чувствительности трехмерной, анализ чувствительности прибора. Чувствительность резервуара анализируют по истории работы скважины - генератора. При заданной приемистости, репрессия на пласт может варьироваться в определенных пределах, что влечет за собой определенную вариацию давления на скважинах-ресиверах. При анализе гидродинамической модели, задаются различные шаги по времени и по сетке, выверяется диапазон изменения давления. Анализируя чувствительность прибора, учитывают его погрешность.

Проводят исследование на промысле по вышеупомянутому сценарию;

На основании расчетов по модели составляется полевой план проведения импульсного воздействия. Предоставляются прогнозируемые графики поведения забойного давления на скважинах генератор - ресивер. Исследование проводится согласно утвержденному графику исследования. Определяют фильтрационные параметры пласта с помощью интерпретации данных;

Из-за значительного затухания, амплитуды волны давления на скважинах-ресиверах могут быть маленькими, не всегда видимыми на фоне случайных помех и дрейфа пластового давления. В этом случае для анализа периодического сигнала используются различные методы обработки: выделение и учет давления тренда, фильтрация помех.

Интерпретация данных происходит за счет выделения тренда, затем применения гармонического анализа Фурье, далее определяют амплитуду первой гармоники.

Одной из методик выделения тренда является выделение тренда методом регрессии к полиному заданного порядка. Для оптимального порядка при произвольном поведении функции порядок полинома выбирается по количеству периодов данных. Регрессия может быть выполнена и для тренда, вычисленного другим методом.

При выделении тренда основные данные не меняются, поэтому можно повторять операции построения тренда с разными параметрами и разными методами. После получения необходимой кривой нужно выполнить учет тренда.

Если полученная кривая не соответствует ожидаемому виду, можно вернуться к исходным данным, снова вычислить и учесть тренд другими методами, добиваясь наилучшего вида периодической функции (Фиг. 5).

Признаки правильного тренда: максимумы и минимумы разных периодов волн находятся примерно на одном уровне или, при разной амплитуде, симметричны относительно средней линии, максимумы и минимумы расположены примерно одинаково относительно границ периодов.

Суть метода фильтрационных волн давления состоит в возбуждении колебаний давления, в исследуемой области насыщенного пласта, путем периодического изменения дебита возмущающей скважины; наблюдении за их распространением путем регистрации изменений пластового давления в точках пласта, вскрываемых скважинами в исследуемой области; определении параметров распространения волн - затухания амплитуды колебаний и сдвига фаз при применении к зарегистрированным временным зависимостям дебита и давления гармонического Фурье-анализа и расчете по ним фильтрационных параметров пласта в исследуемой области.

Полученные данные по давлению (амплитуда первой гармоники, время ) используются для определения следующих значений: гидропроводность, пьезопроводность.

Уравнение пьезопроводности для случая плоскорадиальной фильтрации записывается так:

р - давление,

t - время, _

X - коэффициент пьезопроводности,

г - расстояние от скважины.

Решается оно с учетом граничного условия в точке вскрытия скважиной:

где flft - расход жидкости скважины,

ε - гидропроводность.

Обновляют гидродинамическую модель с учетом данных, определенных на предыдущем шаге;

По результатам, полученных, в рамках проведения исследования методом импульсного воздействия на пласт и фактически полученных результатов проводится калибровка гидродинамической модели по новым данным. По результатам амплитуды, и времени прихода отклика, делается вывод о наличии разломным нарушений и границы фронта нагнетаемой воды.

Выше приведено описание изобретения на примерах вариантов осуществления изобретения, считающихся в настоящее время предпочтительными, однако специалистам в данной области техники очевидно, что в него могут быть внесены многочисленные изменения и дополнения. В соответствии с этим, предполагается, что изобретение не ограничено конкретным вариантом его осуществления и должно интерпретироваться в пределах существа и объема, определенных прилагаемой формулой изобретения.