Гидродинамические исследования при промыслово-геофизическом контроле нестабильно работающих скважин тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.10, кандидат технических наук Гуляев, Данила Николаевич

• Гуляев, Данила Николаевич
• кандидат технических наук
• 2005

Оглавление диссертации кандидат технических наук Гуляев, Данила Николаевич

Введение.

1. Нестабильно работающие скважины, как специфические объекты промы-слово-геофизического контроля.

1.1. Задачи и объекты промыслово-геофизического контроля.

1.2. Условия исследований на объектах промыслово-геофизического контроля.

1.3. Специфика условий исследований нестабильно работающих скважин.

1.4. Задачи и информативные возможности промыслово-геофизического контроля нестабильно работающих скважин.

1.5. Комплексирование геофизических и гидродинамических методов исследований скважин, как средство повышения эффективности промыслово-геофизического контроля нестабильно работающих скважин.

2. Технология комплексного проведения и принципы совместной интерпретации геофизических и гидродинамических исследований нестабильно работающих скважин.

2.1. Технология проведения комплексного исследования промыслово-геофизическими и гидродинамическими методами исследований нестабильно работающих скважин.

2.2. Основные возможности методов промыслового геофизического контроля в нестабильно работающих скважинах.

2.3. Информационные возможности исследований керна.

2.4. Информационные возможности ГИС.

2.5. Информационные возможности ГДИС.

2.6. Информационные возможности ГДИС в комплексе с ПГИ.,.

2.6.1. Методика комплексирования ПГИ и ГДИС для повышения достоверности результатов ГДИС.

2.6.1.1. Методика пересчета текущей фазовой проницаемости к первоначальной проницаемости пласта на основе комплексного использования ПГИ и ГДИС.

2.6.2. Методика комплексирования ГИС, ГДИС и ПГИ для получения трехмерного распределения проницаемости.

2.6.3 Технология комплексирования ГИС и ГДИС при контроле качества гидроразрыва пласта.

3. Численное гидродинамическое моделирование, как средство для оценки информативности ГДИС и интерпретации исследований скважин в сложных геологических условиях.

3.1 Оценка точности конечно-разностных расчетов.

3.2 Оценка границ применимости простых моделей.

3.3 Оценка совместного влияния кольматации прискважинной зоны и на* личия трещины ГРП.

3.4 Моделирование гидропрослушивания на основе секторной модели залежи.

3.5 Первичная оценка ФЕС параметров пластов по результатам моделирования.

3.6 Анализ информативности стандартных ГДИС при межскважинном взаимодействии.

3.7 Влияние вертикальной неоднородности на ГДИС.

3.8 Информативность гидродинамических исследований нестабильно и циклически работающих скважин.

4. Технология комплексной интерпретации данных геофизических и гидродинамических методов исследований нестабильно работающих скважин.

4.1. Особенности технологии исследования нестабильно работающих добывающих скважин.

4.1.1. Получение данных о неоднородности пласта по вертикали с помощью методов ГИС.

Щ 4.1.2. Учет непостоянства фазовых проницаемостей.

4.1.3. Комплексирование методов ГДИС с ПГИ.

4.2. Особенности технологии исследования нестабильно работающих нагнетательных скважин.

4.2.1. Комплексирование методов ГДИС с ПГИ с применением активных технологий для учета выявления работающей мощности пласта и перетков.

4.2.2. Мониторинг за искусственными трещинами в нагнетательных скважинах при помощи комплексного применения ГДИС и ПГИ с использованием активных технологий.

4.3. Достоверные оценки 3D распределений проницаемости, как результат совместной обработки данных ГИС, ГДИС и ПГИ.

5. Разработка алгоритмов автоматизированной интерпретации при комплек-сировании ГИС и ГДИС.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Гидродинамические исследования при промыслово-геофизическом контроле нестабильно работающих скважин»

Приоритетом развития нефтегазовой промышленности в последнее время является рост нефтедобычи. Этот рост обеспечивается как за счет увеличения нефтеизвлечения на старых месторождениях, так и за счет ввода в разработку новых. Одновременно повышается роль новых технологий в планировании и осуществлении разработки месторождений. Уже кажется немыслимой эксплуатация залежей без постоянно действующей цифровой модели месторождения [35]. Для решения задач разработки месторождений необходима высокая разрешенность геологической модели, так как без знания детального строения геологической среды невозможно эффективно управлять разработкой и вести учет остаточных запасов углеводородов. Настройка и успешное функционирование современной цифровой фильтрационной модели пласта требуют использования большого объема разнородной и разномасштабной информации (геологической, геофизической, промысловой и др.) [85]. Для повышения эффективности нефтегазоизвле-чения важна полная и своевременная информация о текущем состояний залежи и подземного оборудования, нарушениях в работе скважин и пластов, свойствах и параметрах работы пластов и пр. Среди этой информации важнейшее место занимают данные о проницаемости отложений. От того насколько точны и детальны эти данные, зависит степень соответствия цифровой модели и реального строения пласта, а значит точность воспроизведения истории разработки и точность прогноза поведения залежи в будущем. Без этих данных невозможно правильное управление резервуаром при разработке, планирование мероприятий по увеличению производительности скважин и, в конечном счете, увеличение параметров нефтеизвлечения. Итак, во многом успех разработки нефтяных залежей зависит от степени изученности продуктивного пласта. [2, 5, 67, 85]. Для этой цели используются различные способы исследований: геологические, петрофизические, геофизические, гидродинамические и пр. [33, 39, 69]. Однако ни один из этих независимых способов не лишен недостатков и, как следствие, не может полностью удовлетворять современным требованиям, предъявляемым к качеству и объему необходимой информации. Поэтому как на разведываемых, так и на разрабатываемых площадях необходимо применение комплексирования перечисленных способов исследования залежей.

Одним из базовых составляющих этого комплекса является промыслово-геофизический контроль (ПГК). Комплекс ПГК включает в себя систему регулярных исследований скважин геофизическими, промысловыми и гидродинамическими методами контроля разработки месторождения [61]. В настоящее время нефтяные компании уделяют пристальное внимание к качеству проводимых исследований при анализе разработки месторождений [86, 87]. Высокое качество и информативность всех типов скважинных исследований, выполняемых на эксплуатируемых месторождениях, позволяет получать достоверную информацию о характере разработки месторождения и эксплуатировать его наилучшим образом [38]. Таким образом, для нефтяных компаний главным аргументом эффективности проводимых скважинных исследований считается полезность полученной геолого-промысловой информации как для выполнения оперативных мероприятий на отдельных скважинах или пластах, так и для повышения нефтегазодобычи и коэффициента извлечения нефти на разрабатываемых месторождениях. Исторически геофизические и гидродинамические исследования скважин, как одни из базовых элементов комплекса промыслово-геофизического контроля, развивались отдельно. Рассмотрим более подробно каждый из методов.

На основе интерпретации результатов геофизических исследований скважин (ГИС) происходит обеспечение подсчета запасов углеводородов необходимыми параметрами, и обеспечение технологических схем и проектов разработки нефтегазовых месторождений информацией о свойствах пород, их изменчивости по разрезу скважин и площади и пр. Основы работ по решению этих задач заложили Дахнов В. Н., Комаров С.Г., Кобранова В. Н., Добрынин В. М. В дальнейшем это направление было продолжено усилиями большого числа исследователей: Ларионов В. В., Резванов Р. А., Вендельштейн Б. Ю., Золоева Г. М., Дьяконов Д. И., Итенберг С.С., Кожевников Д. А., Неретин В. Д., Гутман И.С. Виноградов В. Г., Латышова М. Г., Горбачев Ю.И., Гулин Ю.А., Леонтьев Е. И., Кузнецов Г. С., Поляков Е.Е., Стрельченко В. В., Соколова Т. Ф., Савостьянов Н.А., Черноглазое В. Н., Ханин А.А. Городнов А. В., Элланский М. М., Дьяконова Т. Ф., Манче-ва Н. В., Кашик А.С. и др., а так же К. Schlumberger, Timur, A., Kenyon W., Ama-beoku M. O. et al. [16, 17, 21, 24, 32, 33, 39, 41,42, 43, 45, 48, 52, 55, 59, 70, 72, 74, 80, 83, 91, 100, 110, 111, 113, 125, 134].

В процессе эксплуатации залежей углеводородов геофизические исследования (ПГИ) применяются при выявлении работающих пластов в эксплуатационных скважинах, оценки профиля продуктивности (приемистости), оценки охвата выработкой и заводнением, определении мест поступления в скважину жидкости и газа, выявлении интервалов перетоков нефти, газа и воды по внутриколонному, межколонному и затрубному пространствам; контроле за изменением в пласте начальных и текущих контактов - нефтеводяного, газонефтяного и газоводяного; установлении состава и плотности многофазной смеси в стволах скважин для определения состава притока продукции; определении суммарных фазовых расходов в эксплуатационной скважине, оценке расходных содержаний притока, выделении зон поступления нефти, газа, пластовой и нагнетаемой воды; наблюдении за режимом работы эксплуатационных скважин и оценке суммарных фазовых де-битов по положению во времени разделов нефть-вода и газ-жидкость в работающих в режиме накопления малодебитных скважинах; наблюдении за передвижением нагнетаемых вод по пласту; оценке изменений коэффициентов текущего нефтегазонасыщения и нефтегазотдачи; контроле технического состояния скважин (определении негерметичности и коррозии труб, состояния цементного кольца, искусственного забоя, подземного оборудования и пр.), определении работающих мощностей пластов, обводняемых нагнетаемыми водами, осушиваемыми закачиваемым газом и пр.; уточнении геологического строения и запасов углеводородов в разрабатываемом нефтяном или газовом месторождении или эксплуатируемым промышленным хранилищам газа (ПХГ)- В решение этих задач значительную лепту внесли Дахнов В.Н., Дьяконов Д.И., Комаров С.Г., Ларионов В.В., Басин Я. Н., Кузнецов О.Л., Холин А.И., Вендельштейн Б.Ю., Позин Л.З., Поздеев Ж.А., Браго Е.Н., Царев А.В., Ермолкин О.В., Б. А. Яковлев, Горбачев Ю.И., Двор-кин И.Л., Валиуллин Р.А., Леонтьев Е.И., Кузнецов Г.С., Резванов Р.А., Орлин-ский Б. М., Марьенко Н.Н., Парфененко Н.В., Швецова Л.Е., Кривко Н.Н., Широков В.Н., Кременецкий М.И., Ипатов А.И., Серкова М.Х., Деркач А.С. Буевич А.С., и др. [7, 9, 11, 13, 22, 36, 49, 50, 61, 70, 71, 73, 81, 82, 89, 92, 97].

Гидродинамические исследования скважин (ГДИС) применяются для контроля за текущим энергетическим состоянием разрабатываемых пластов, для определения и контроля за изменением фильтрационных свойств, в частности текущей фазовой проницаемости, для определения параметров прискважинной зоны пласта, для обоснования мероприятий по интенсификации притока (ГРП, СКО, АКВ и пр.) и контроля качества их проведения, а также для уточнения геологического строения залежи, для выявления его ограниченности и неоднородности. Заметный вклад в развитие ГДИС внесли как многие отечественные исследователи: Бузинов С. Н., Умрихин И. Д., Алиев 3. С., Шеремет В. В., Басниев К. С., Василевский В. Н., Петров А. И., Габдулин Т. Г., Зотов Г. А., Кульпин Л. Г., Мясников Ю. А., Шагиев Р. Г., Щелкачев В.Н, С.Г. Вольпин, Боганик В.Н., Мирзаджанадзе А. X., Васильев В. И., Портнов В. И., Рахимкулов И. Ф., Карнаухов M.J1., Рязанцев Н.Ф. Коро-таев Ю.П., ЗакировС.Н., Гавура В.Е., Гриценко А. И., Чернов Б. С., Базлов М. Н., Жуков А. И., Черный В.Б., Каплан J1.C., Черных В.А. и др., так и зарубежные Horner D.R., Miller С.С., Dyes А.В., Hutchinson C.A. Jr., Cinco-Ley H, Bourdet D, Ramey H. J. Jr., Lee W. J., Gringarten A. C., Dietz D. N., Economides M. J., Fair W. Jr., Hege-man P. S., Spivey, J.P., Fetcovich M. J., Aziz K, Kuchuk F., Grayson S.T., Morris C.W. and Blume C.R., Smolen, J. J., Litsey, L. R. et al. [4, 8, 12, 14, 15, 18, 19, 44, 47, 51, 53, 69, 76, 84, 90, 93, 98, 101, 104, 105, 106, 107, 108, 114, 115, 116, 117, 118, 119, 120, 121, 123, 124, 126, 127, 128, 129, 131, 132, 133].

На современном этапе развития промыслово-геофизического контроля становится понятно, что геофизические и гидродинамические методы контроля все теснее сближаются, становятся связаны друг с другом. Это сближение обуславливается общими условиями проведения исследований, близкой технологией проведения и, в целом, общими задачами - мониторингом разработки месторождения, выявлением проблемных зон и, в конечном счете, повышением нефтеизв-лечения. Поэтому сейчас можно сказать, что комплексирование ГИС ПГИ и ГДИС постепенно входит в нашу жизнь. В рамках создания постоянно действующих моделей месторождения происходит аккумуляция и комплексное использование всех результатов исследований скважин [2, 5, 35, 67, 75, 77, 85, 112, 122, 123, 130]. Однако до настоящего времени вопрос комплексирования геофизических и гидродинамических исследований ставился только на этапе совместного анализа и использования полученных ранее результатов. В то время как комплексирование ГИС, ПГИ и ГДИС непосредственно на этапе планирования и проведения исследований и совместный анализ результатов позволяют получить качественно новую информацию о пласте. Здесь необходимо отметить два аспекта.

С одной стороны комплексирование геофизических и гидродинамических исследований позволяет повысить достоверность результатов ГДИС. По результатам ПГИ выявляются межпластовые перетоки, работающие интервалы, эффективные работающие толщины, определяются состав и структура заполнения ствола, состав притока и уточняется текущее насыщение пластов. Использование этих результатов при интерпретации ГДИС позволяет достоверно оценить гидродинамические параметры пласта и исключить возможность получения ошибочной информации. Например, полученное значение текущей фазовой проницаемости пласта без учета вышеперечисленной информации может значительно отличаться от истинного. Особенно это характерно для нестабильно работающих скважин.

С другой стороны комплексное использование данных ГИС, ГДИС и ПГИ позволяет получить дополнительную информацию. С помощью ГИС и ПГИ выявляется неоднородность пласта по вертикали. С помощью комплексного исследования методами ГДИС и ПГИ определяется достоверное среднее (по глубине) значение текущей фазовой проницаемости вместе с информацией о составе притока и работающих толщинах. При наличии керновых исследований можно перейти от текущей фазовой проницаемости к первоначальной. Объединив эту информацию, можно получить истинное распределение проницаемости по глубине. Кроме того, по результатам комплексного гидродинамико-геофизического исследования можно выявить области выклинивания пород-коллекторов, изолирующие геологические разломы, а также зоны значительного изменения фильтрационных свойств пласта. По этому автором предлагается применение данного вида исследования, наряду со стандартной корреляцией геофизических кривых и сейсмикой для трехмерного распространения фильтрационных свойств. Общеизвестно, что в процессе разработки месторождения происходит изменение проницаемости пластов. В первую очередь это связано с изменением состава притока в результате обводнения, разгазирования и пр. Однако кроме этого в результате разработки месторождения возникают техногенные искажения структуры коллектора, чаще всего выражающиеся в изменении коэффициента проницаемости отдельных прослоев. При постоянном мониторинге с применением комплекса гидродинамико-геофизических исследований становится возможным отслеживание изменений проницаемости во времени и, таким образом, получение четырехмерного куба проницаемости.

В настоящее время особую актуальность приобрели проблемы, связанные с неравномерной выработкой запасов углеводородов из пластов из-за различной проницаемости прослоев в связи с переходом многих крупных месторождений на позднюю и заключительную стадии разработки, которые характеризуются высокой обводненностью продукции. Большая часть новых месторождений характеризуется низкими фильтрационными свойствами коллекторов. В результате в настоящее время существенную часть фонда эксплуатационных скважин составляют скважины, работающие в нестабильном режиме.

Промышленный опыт показывает, что при исследовании нестабильно работающих скважин стандартные технологии и методики интерпретации не позволяют получить однозначные результаты. В этих условиях актуальность решения вышеперечисленных задач многократно возрастает.

Целью данной работы является разработка методики получения в условиях нестабильно работающих скважин детального трехмерного распределения проницаемости пласта для информационного обеспечения постоянно действующей цифровой модели месторождения на базе комплексных геофизических и гидродинамических исследований.

Основные задачи, решенные в соответствии с поставленной целью:

1. Совершенствование технологии проведения совместных геофизических и гидродинамических исследований нестабильно работающих скважин для однозначной оценки фильтрационных параметров, включая построение трехмерного распределения проницаемости исследуемого пласта.

2. Теоретический и экспериментальный анализ информативности совместных геофизических и гидродинамических измерений с учетом динамичного характера поведения исследуемого объекта: изменения состава притока при многофазной фильтрации, эффективной работающей толщины, значительного несоответствия устьевого и забойного дебита скважины и др.

3. Разработка и апробация методики комплексной интерпретации ГИС-ПГИ-ГДИС, выполненных в условиях нестабильно работающих скважин, с целью повышения достоверности геолого-промысловых, петрофизических и фильтрационных параметров пласта.

4. Разработка алгоритмов программ, реализующих методику интерпретации комплексных геофизических и гидродинамических исследований нестабильно работающих скважин для информационного обеспечения и настройки постоянно действующей цифровой модели месторождения.

Методы решения поставленных задач

Для решения поставленных задач использовались обобщение и анализ современного состояния исследований, направленных на решение описанного круга проблем; известные и модифицированные автором аналитические соотношения для расчета параметров геофизических полей; численное математическое моделирование; а также обработка и интерпретация результатов многочисленных промышленных исследований пластов и скважин. При работе автором применялось следующее программное обеспечение (ПО):

Задачи Название ПО Разработчик

Интерпретация ГИС Интерпретатор НПП "ГЕТЭК"

Интерпретация ПГИ Контроль НПП "ГЕТЭК"

Интерпретация ГДИС PanSystem, Гидра-тест, Welltest-200 "Edinburgh Petroleum Services", НПП "ГЕТЭК", "Schlumberger"

Площадной анализ SiGMA, FloViz НПФ "Сигма-Прокси", "Schlumberger"

Численное моделирование Eclipse "Schlumberger"

Научная новизна работы

1) Разработана технология проведения комплексных многоцикловых геофизических и гидродинамических исследований скважин, основанная на оптимизации депрессий и последовательности проведения работ в зависимости от условий разработки пласта и эксплуатации скважины.

2) Выполнено обоснование методики и созданы новые алгоритмы получения достоверных трехмерных распределений проницаемости для условий нестабильно работающих скважин на базе комплексного использования ГИС, ПГИ и ГДИС, включающей: a) способы совместной интерпретации ПГИ и ГДИС с учетом динамики изменения состояния объекта: изменения состава и профиля притока, процессов массопереноса в стволе, подключения новых пластов и пр. b) способы контроля за образованием и развитием трещин гидроразрыва пласта в нагнетательных скважинах, основанные на изучении изменения параметров трещин в зависимости от интенсивности нагнетания, c) способ получения трехмерных распределений проницаемости, заключающийся в корректировке поля проницаемости по ГИС на основе результатов ПГИ и ГДИС, полученных в опорной сети скважин.

3) Усовершенствована технология секторного гидродинамического моделирования с целью уточнения параметров дальней зоны пласта, учитывающая динамический характер информации ПГИ и ГДИС.

Практическая значимость

Предложенные технология проведения и методика интерпретации комплексных исследований ПГИ-ГДИС в максимально сложных условиях нестабильно работающих скважин позволяют раздельно оценить параметры прискважинной зоны и определить фильтрационно-емкостные свойства (ФЕС) неизмененной части пласта.

Разработанная методика исследований наиболее весома в условиях неоднородных пластов, т.к. обеспечивает возможность достоверного определения ФЕС в условиях изменяющихся работающих толщин и состава притока.

Предложенный способ оперативного выявления и контроля динамики изменения параметров трещин гидроразрыва в нагнетательных скважинах позволяет более рационально управлять процессами вытеснения.

Реализованная возможность получения достоверного трехмерного распределения проницаемости предназначена для настройки постоянно действующей цифровой модели месторождения и, тем самым, позволяет повысить качество проектов разработки месторождения.

Внедрение результатов исследований

Основные положения проведенной работы включены в единую автоматизированную технологию анализа и подготовки данных ГДИС-ПГИ при геомоделировании месторождений и успешно внедрены в НК «Сибнефть» и «Сибнефть-ННГ». Новые способы проведения комплексных исследований геофизическими и гидродинамическими методами и методика их интерпретации значительно повысили информативность исследований нестабильно работающих скважин и, как следствие, эффективность разработки месторождений. Полученные данные о свойствах пластов и состоянии скважин использованы при создании трехмерных геологических и гидродинамических моделей следующих месторождений в ДПРМ НК «Сибнефть»: Западно-Ноябрьское, Западно-Суторминское, Карамовское, Пальяновское, Приобское, Романовское, Спорышевское, Средне-Итурское, Суг-мутское, Ярайнерское. В частности, при исследовании скважин Приобского месторождения помимо куба проницаемости оценены параметры трещин гидроразрыва пласта (ГРП). На основе этой информации создана цифровая гидродинамическая модель и оптимизирована система разработки. На основе результатов исследования нестабильно работающих нагнетательных скважин по методике автора выявлено образование трещин ГРП, изменяющих параметры в зависимости от режима нагнетания. При этом на Спорышевском месторождении выявлен разрыв глинистой перемычки и формирование перетока в водоносный пласт. На основе полученной информации процесс нагнетания был оптимизирован и непроизводительная закачка воды остановлена.

Отметим, что предлагаемые методики являются универсальными и в принципе могут быть применены для любого нефтяного района.

Апробация работы

Результаты диссертационной работы и основные положения докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах:

Всероссийский форум исследователей скважин «Современные гидродинамические исследования скважин: разбор реальных ситуаций» Москва, Акад. нар. хоз., декабрь 2003; (Особенности гидродинамических исследований низкопроницаемых коллекторов).

IV творческая конференция молодых специалистов ОАО «Сибнефть-Ноябрьскнефтегаз», Ноябрьск, ОАО «Сибнефть-ННГ», апрель 2004;

4-я Научно-техническая конференция «Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России», Москва, РГУ НГ, март 2001;

Научная конференция «Молодежная наука нефтегазовому комплексу», Москва, РГУ НГ, апрель 2004;

5-я Научно-техническая конференция «Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России», Москва, РГУ НГ, март 2003;

53*55-я Студенческая научная конференция «Нефть и газ 1999^-2001», Москва, РГУ НГ, апрель 1999-2001;

Technical Interest Group workshop of Society of Petroleum Engineers, Москва, РГУ НГ, SPE, май 2004; научно-технические семинары в НИиПП «ИНПЕТРО», научно-технические семинараы в ДПРМ ОАО «Сибнефть».

Публикации

По результатам исследований опубликовано 14 работ, в том числе 7 без соавторов и 6 тезисов докладов.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. Текст изложен на 212 страницах машинописного текста, включая 121 рисунок, 19 таблиц и список литературы из 133 наименований. Диссертация выполнена в аспирантуре Российского Государственного Университета нефти и газа им. И. М. Губкина на кафедре Геофизических Информационных Систем. Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулирована цель и определены основные задачи исследований, указаны методы решения поставленных задач, показаны научная новизна и практическая значимость. В первой главе дан обзор предшествующих исследований и анализ современного уровня научно-исследовательских

Заключение диссертации по теме «Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых», Гуляев, Данила Николаевич

200 Заключение

В диссертационной работе рассмотрены основные способы получения данных о фильтрационных свойствах пластов. От того, насколько точны и детальны эти данные, зависит степень соответствия цифровой модели и реального строения пласта, а значит точность воспроизведения истории разработки и точность прогноза поведения залежи в будущем. Без этих данных немыслимо правильное управления резервуаром при разработке, планирование мероприятий по увеличению производительности скважин и, в конечном счете, увеличение параметров нефтеизвлечения. В работе проанализированы достоинства и недостатки этих существующих методов определения проницаемости, широко применяемых в промышленности. Традиционно для этой цели используются такие способы исследований как: геологические, петрофизические, геофизические, гидродинамические и пр. Каждый из методов был проанализирован с позиций чувствительности к разного рода геологическим, технологическим и промысловым условиям. Анализ информативности геофизических и гидродинамических исследований в условиях нестабильно работающих скважин, неоднородных пластов, одновременного влияния кольматации прискважинной зоны и трещины ГРП, а также межсква-жинного взаимодействия был проведен как на конфетных примерах скважинных исследований, так и с помощью численного моделирования с использованием программного продукта Eclipse фирмы Sclumberger. Выявлены особенности и недостатки каждого отдельно взятого способа исследования, применяемого в условиях, характерных для нестабильно работающих скважин. В результате анализа доказано, что как на разведываемых, так и на разрабатываемых площадях необходимо применение комплексирования перечисленных способов исследования залежей.

Кроме того, значительные ошибки при построении цифровой модели месторождения могут быть вызваны отсутствием либо неверной информацией о текущем состоянии залежи и подземного оборудования, нарушениях в работе скважин и пластов, свойствах и параметрах работы пластов и пр. Следовательно, и достоверность результатов, полученных с помощью моделирования, существенным образом зависит от достоверности исходной информации. Разработанная автором методика исследований позволяет получить не только вышеперечисленную информацию, традиционную для методов промыслово-геофизического контроля (ПГК), но и истинное детальное трехмерное распределение проницаемости исследуемого пласта.

Автором получены следующие основные результаты.

1. Разработана технология проведения гидродинамических исследований при промыслово-геофизическом контроле нестабильно работающих скважин. Обоснованы параметры режимов работы скважин и последовательность исследований и в зависимости от способов эксплуатации скважин, характера их работы, доступного оборудования и пр. Предложенная технология комплексных исследований реализуема практически в любых условиях, но следует иметь в виду, что информативность во многом зависит от точности следования предложенной программе. В частности, при последовательном проведении геофизических и гидродинамических исследований необходимо строгое соответствие режимов работы скважины.

2. Создана методика комплексной интерпретации геофизических и гидродинамических исследований при контроле нестабильно работающих скважин для изучения свойств пластов и состояния скважин для информационного обеспечения постоянно действующей цифровой модели месторождения. Методика позволяет получать данные с высокой степенью разрешенности, необходимой для построения детальной геологической модели существенно неоднородных пластов. В разработанной автором методике используется весь комплекс методов ПГК, включая как геофизические, так и гидродинамические исследования.

2.1. Обосновано повышение достоверности промыслово-геофизических и гидродинамических исследований при их совместном использовании. На конкретных примерах показано, что при отсутствии комплексирования полученные результаты могут быть ошибочными, причем величина ошибки может превышать 100%. Для исключения возможности таких ошибок предложена методика учета изменения текущего фазового дебита, эффективных работающих толщин, состава притока и межпластовых перетоков с помощью включения ПГИ непосредственно в технологию проведения ГДИС.

2.2. Разработана методика комплексного использования данных ГИС, ГДИС и ПГИ, позволяющая получить трехмерное распределение проницаемости. На основе результатов ГИС производится расчленение разреза, выделение коллекторов, определение глубин их залегания; определение общих толщин, эффективных толщин; получение информации об относительной неоднородности коллектора по разрезу; оценка пористости, глинистости, нефтенасыщенности и, опосредованно, проницаемости. На основе результатов ГДИС проводится определение текущей фазовой проницаемости; текущее пластовое давление; текущий скин-фактор пласта; неоднородность пласта по радиусу. На основе результатов ПГИ выявляются: межпластовые перетоки; работающие интервалы, эффективные работающие толщины; состав притока, уточняется текущее насыщение пластов. Таким образом, по результатам исследований методами ГИС, ГДИС и ПГИ определяется истинное распределение проницаемости по глубине даже в существенно неоднородном пласте. 2.3. При исследовании нагнетательных скважин автором изучено возникновение в нагнетательных скважинах трещин, эквивалентных трещинам ГРП в случае превышения забойного давления над давлением гидроразрыва. Разработана методика контроля за образованием и изменением параметров нестабильных трещин, позволяющая рациональнее управлять процессами вытеснения.

3. Проанализировано изменение проницаемости пластов, происходящее в процессе разработки месторождения в связи с изменением состава притока в результате обводнения, разгазирования, а также техногенных искажений структуры коллектора. Это чаще всего выражается в изменении скин-фактора и коэффициента проницаемости отдельных прослоев. Предложен постоянный мониторинг с применением комплекса гидродинамико-геофизических исследований для отслеживания изменений проницаемости во времени и, таким образом, получение четырехмерного куба проницаемости. Предложенная в работе методика комплексного исследования была рекомендована для получения четырехмерного куба проницаемости в условиях нестабильно работающих скважин.

4. Созданы новые алгоритмы комплексной интерпретации данных геофизических и гидродинамических исследований скважин. Алгоритмы реализуют предложенную методику интерпретации комплексных исследований нестабильно работающих скважин для изучения вышеизложенных свойств пластов и состояния скважин для информационного обеспечения постоянно действующей цифровой модели месторождения.

На многочисленных примерах автором показано, что комплексное применение геофизических и гидродинамических исследований позволяет определить текущее состоянии залежи и подземного оборудования, нарушениях в работе скважин и пластов, а также получить достоверное распределение фильтрационных свойств пластов для насыщения цифровой модели месторождения. Подавляющее большинство примеров было получено для условий Ноябрьского региона Западной Сибири, однако предлагаемые методики являются универсальными и принципиально не зависят от того или иного нефтяного района.

Для обеспечения использования разработанных в диссертации методик проведения исследований и их интерпретации при участии автора подготовлены внутренние регламенты компании ОАО «Сибнефть» по проведению исследований. Основные положения проведенной работы вошли в следующие руководства:

1. Регламент скважинных исследований. Часть I. Гидродинамические исследования скважин, ОАО «Сибнефть», 2003г.

2. Регламент скважинных исследований. Часть II. Промыслово-геофизические исследования скважин при контроле разработки месторождений нефти и газа, ОАО «Сибнефть», 2004г.

В настоящее время новые способы проведения комплексных исследований геофизическими и гидродинамическими методами и их интерпретация, разработанные в диссертации, успешно внедрены в ОАО «Сибнефть» и ОАО «Сибнефть-ННГ». Применение предложенных в работе методик значительно повысили информативность проводимых исследований скважин и, как следствие, эффективность разработки месторождений в целом.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Гуляев, Данила Николаевич, 2005 год

1. Авербух А.Г. Изучение состава и свойств горных пород при сейсморазведке. М., Недра, 1982.

2. Гордон Адаме, Мартин Крик и др. Применение гидродинамического моделирования на протяжении всего периода разработки коллектора //Нефтяное Обозрение. 1997.осень.-С.38-43.

3. Азиз X., Сеттари Э. Математическое моделирование пластовых систем. М., Недра, 1982,407 с.

4. Алиев З.С., Шеремет В.В. Определение производительности горизонтальных скважин, вскрывших газовые и газонефтяные пласты. М., ГАНГ, 1994 г., 204 с.

5. Аузин А.А., Глазев В.В. Объемные цифровые модели геологических объектов и некоторые проблемы их создания //Геофизика. 2000. №5.-С.40-43.

6. Баренблатт Г.И., Ентов В.М., Рыжик В.М. Движение жидкости и газов в природных пластах. М., Недра, 1984, 211 с.

7. Басин Я.Н., Кузнецов О.Л., Петухов А.С. Применение промыслово-геофизических методов для контроля за разработкой нефтяных месторождений. М., ВНИИОЭНГ, 1973, 125 с.

8. Басниев К.С., Власов A.M., Когина A.M. и др. Подземная гидравлика. М.: Недра, 1986.

9. Браго Е.Н., Царев А.В., Ермолкин О.В. Способ определения дебита скважин. Патент РФ 1060791, 1991

10. Брусиловский А.И. Фазовые превращения при разработке месторождений нефти и газа. М., Недра, 2001.

11. Буевич А.С. Технологический комплекс для геофизических исследований обсаженных скважин. АИС "Каротажник", 1998, N 43, с. 31-39.

12. Бузинов С.А., Умрихин И.Д. Исследование нефтяных и газовых скважин и пластов. М., Недра,1984 г.

13. Валиуллин Р.А., Рамазанов А.Ш., Шарафутдинов Р.Ф. Федоров В.Н. Мешков В.М. Определение работающих интервалов горизонтального ствола скважины термогидродинамическими методами // Нефтяное хозяйство, 02.04.

14. Василевский В.Н., Петров А.И. Исследование нефтяных пластов и скважин. -М.: Недра, 1973, с.34415.