Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Регулирование проведения геолого-технических мероприятий 14
1.1. Выявление факторов, влияющих на степень эффективности ГТМ 14
1.2. Повышение эффективности классификации и прогнозирования результатов ГТМ 23
1.3. Выбор видов проводимых ГТМ 34
1.4. Назначение времени проведения ГТМ 38
1.5. Многокритериальная оптимизация процессов проведения ГТМ 48
Глава 2. Повышение эффективности мероприятий по борьбе с осложнениями в процессе эксплуатации 60
2.1. Увеличение охвата пласта при проведении ремонтно-изоляционных работ 60
2.2. Применение ПАВ для борьбы с вредным влиянием газа 68
2.2.1. Исследование влияния ПАВ на состояние газожидкостных систем 69
2.2.2. Промысловые испытания по обработке призабойной зоны водными растворами ПАВ 77
Глава 3. Влияние геолого-технических мероприятий на показатели разработки"нефтяных залежей 97
3.1. Экспертная оценка факторов, влияющих на коэффициент нефтеотдачи 97
3.2. Оценка эффективности ГШ с помощью эволюционного моделирования 100
Основные выводы и рекомендации 114
Литература 116
Приложение 124
- Повышение эффективности классификации и прогнозирования результатов ГТМ
- Назначение времени проведения ГТМ
- Применение ПАВ для борьбы с вредным влиянием газа
- Оценка эффективности ГШ с помощью эволюционного моделирования
Введение к работе
ХТО съезд КПСС поставил перед работниками нефтяной промышленности страны большие задачи. Директивами съезда намечено в XI пятилетке довести годовую добычу нефти, включая газовый конденсат, до 620-645 млн тонн /I/.
Основными условиями решения этой задачи являются открытие и скорейший ввод в промышленную эксплуатацию новых месторождений, а также повышение нефтеотдачи на разрабатываемых площадях.
Достижение и поддержание высокого уровня добычи нефти в значительной мере связано с результатами геолого-технических мероприятий, имеющих широкое практическое применение. Несмотря, однако, на большой опыт проведения многих видов ГШ, эффективность их в ряде случаев недостаточна.
Основным направлением повышения эффективности геолого-технических мероприятий является совершенствование выбора объектов, видов и технологических параметров проводимых процессов. Решение этих вопросов основано на выявлении и учете большого числа факторов, характеризующих состояние системы "скважина-пласт" и эффективность воздействия на нее тех или иных мероприятий. Между тем, многообразие и сложность процессов, происходящих в этой системе, и недостаточность информации о них значительно затрудняют принятие оптимальных решений о проведении ГТМ. В связи с этим актуальными являются дальнейшие исследования по разработке способов выявления и регулирования основных факторов, определяющих эффективность ГТМ.
Цель работы. Повышение эффективности геолого-технических мероприятий на основе регулирования определяющих факторов. В работе решены следующие задачи:
1. Предложены приемы выбора оптимальных геолого-физических и технологических условий проведения геолого-технических мероприятий;
2. Разработан способ борьбы с вредным влиянием газа на производительность добывающих скважин;
3. Оценена эффективность геолого-технических мероприятий с позиции влияния их на динамику показателей разработки залежей.
Поставленные задачи решались путем:
- сбора и обработки промысловых данных с использованием ЭВМ;
- проведения экспериментальных исследований на моделях пластовой системы и апробации полученных результатов в промысловых условиях.
Научная новизна.
1. Разработаны приемы выбора оптимальных видов, времени и технологических параметров проведения геолого-технических мероприятий в условиях ограниченной информации.
2. Для диагностирования изменений состояния газожидкостных систем в пористой среде в результате воздействия растворами ПАВ впервые предложено использовать кривые восстановления давления.
3. Предложен способ оценки влияния проведения геолого-технических мероприятий на показатели разработки залежей в целом.
Практическая ценность и реализация результатов работы.
Предложенные в работе приемы выбора видов, времени и условий проведения геолого-технических мероприятий позволяют принимать решения в условиях ограниченности исходной информации и повысить эффективность проводимых работ.
Воздействие на призабойную зону водными растворами ПАВ с целью увеличения коэффициентов наполнения насосов дает возможность повысить производительность скважин, оборудованных ШГН. Применение данного способа в НГД7 "Орджоникидзенефть" позволило в ряде скважин увеличить дебит нефти в среднем на 35$. Средняя продолжительность эффекта при этом составила более 4 месяцев (акт внедрения приводится в приложении).
Рассмотренный способ оценки вязко-упругих свойств тампонажних систем позволяет оперативно регулировать охват пласта по толщине при проведении ремонтно-изоляционных работ.
Предложенный способ анализа эффективности ГТМ по залежи в целом позволил оценить изменения предельных значений показателей разработки залежи за счет проведения мероприятий.
Материалы диссертации и предлагаемые методы вошли в "Методическое руководство по анализу технологических процессов при разработке морских нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений", утвержденное Мингазпромом СССР (1983 г.).
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на :
1. ІУ Республиканской научной конференции аспирантов вузов Азербайджана, г.Баку,1981 г.
2. Научно-практической конференции молодых ученых г.Баку
"О роли научных исследований молодых ученых в социально-экономическом развитии г.Баку в XI пятилетке и в перспективе", посвященной 60-летию образования СССР,г.Баку,1982 г.
3. У Всесоюзной школе-семинаре по вопросам гидродинамики, технического диагностирования и надежности трубопроводного транс порта, г. Уфа, 1982 г.
4. Ш Всесоюзной конференции по механике аномальных систем, посвященной 60-летию образования СССР,г.Баку,1982 г.
5. У Республиканской научной конференции аспирантов вузов Азербайджана,г.Баку, 1982 г.
6. Всесоюзном семинаре "Пути повышения нефтеотдачи пластов и интенсификация разработки нефтяных месторождений путем совершенствования технологических процессов",г.Ухта,1983 г.
Структура работы.Диссертация состоит из введения, трех глав, выводов, списка литературы, насчитывающего 70 наименований,и приложения, содержит „70 страниц машинописного текста, 20 таблиц, 28 рисунков.
Первая глава посвящена способам регулирования проведения геолого-технических мероприятий, основанным на математико-статис-тических методах. Разработка их обусловлена частой необходимостью принятия решений в условиях ограниченности информации как о характеристиках обрабатываемых объектов, так и о факторах, определяющих результаты воздействия на них тех или иных мероприятий.
В работе рассматривается задача выявления факторов, обуславливающих степень эффективности ГТМ. Показана возможность ее решения с помощью аппарата связей между качественными признаками.
Для повышения эффективности классификации и прогноза результатов ГТМ предложено использовать совокупность нескольких методов распознавания.
Рассмотрены приемы выбора видов и времени проведения мероприятий, основанные на применении аппаратов теорий игр и малых выборок. Технология проведения мероприятий, обеспечивающая получение оптимальных результатов по нескольким показателям, выбирается с помощью теории расплывчатых множеств.
Вторая глава посвящена вопросам повышения эффективности методов борьбы с осложнениями в процессе эксплуатации скважин.
Рассмотрены возможности регулирования состояния призабойной зоны скважин при возникновении в ней нарушений, приводящих к водо- и газопритокам в скважины.
Регулирование охвата пласта при проведении изоляционных работ осуществляется за счет использования вязко-упругих свойств тампонажних систем. Для оценки наличия и условий проявления этих свойств применен подход, основанный на данных ротационной вискозиметрии.
Приведены результаты лабораторных исследований по регулированию состояния газожидкостных систем, насыщающих пористую среду. На их основе проведены промысловые испытания по воздействию на призабойную зону скважин водными растворами ПАВ с целью уменьшения вредного влияния газа.
Проведен анализ полученных по скважинам результатов.
Третья глава посвящена вопросам влияния геолого-технических мероприятий на показатели разработки нефтяных залежей.
По большому числу опубликованных работ собраны результаты исследований влияния геолого-технических и технологических условий разработки месторождений на коэффициент нефтеотдачи. Для обработки собранного материала использованы методы экспертных оценок.
Рассмотрен вопрос оценки эффективности ИМ с позиции влияния их на основные показатели разработки залежи в целом. Задача решена на примере проведения методов воздействия на призабойную зону скважин с применением аппарата эволюционного моделирования.
Результаты всех видов геолого-технических мероприятий обус - 9 лавливаются, как известно, большим числом факторов. Выявление этих факторов является основой для эффективного регулирования проведения мероприятий.
В данном направлении проведено значительное число теоретических, экспериментальных и промысловых исследований. Накоплен опыт проведения различных видов ПМ в конкретных условиях /13, 23,53/, изучено влияние на результаты мероприятий геолого-физических /10,55,69/, технологических /39,56/ и прочих факторов. Путем сбора, систематизации и обобщения результатов этих исследований могут быть, с одной стороны, охарактеризована изученность вопросов эффективности отдельных видов ГІМ и, с другой стороны, выявлены общие представления о механизме воздействия мероприятий на систему "скважина-пласт".
Между тем, реализация такого подхода существенно затруднена вследствие разнородности данных, полученных в результате различных исследований. В связи с этим для формализации и обработки подобного рода информации представляется целесообразным применение математико-статистических методов экспертных оценок, позволяющих выявить коллективное мнение группы специалистов по той или иной проблеме. Экспертные методы в настоящее время уже нашли широкое применение для решения ряда инженерных задач, в том числе и нефтяной промышленности /18,57,58/. В частности,в /18/ методы экспертных оценок использованы для обработки результатов опроса работников некоторых НГДУ ПО "Башнефть" о факторах, определяющих эффективность проводимых в данном районе мероприятий.
Рассмотрим применение данного подхода к оценке изученности вопросов эффективности геолого-технических мероприятий на примере гидроразрыва пластов.
-Ют Для этой цели были собраны литературные данные по 32 работам советских и зарубежных авторов, в которых изучался вопрос влияния различных геолого-физических и технологических факторов на эффективность проведения гидроразрыва пластовС/13,32,34,43/ и прочие работы, не приведенные в списке литературы в связи с их многочисленностью). В результате систематизации собранного материала были выделены 15 основных факторов, влияние которых на эффективность ГРЇЇ исследовалось в рассмотренных работах:
1. Тип пласта;
2. режим пласта;
3. величина пластового давления;
4. степень истощенности пласта;
5. коллекторские свойства пласта;
6. расположение скважины на структуре;
7. дебит скважины до мероприятия;
8. вскрытая толщина фильтра;
9. кратность проведения ГРП;
10. проведение подготовительных работ;
11. избирательность разрыва;
12. величина давления ГРП;
13. темп закачки рабочих жидкостей и закрепляющего агента;
14. свойства и количество рабочих жидкостей;
15. свойства и количество закрепляющего агента.
Обработка материала производилась методом ранжирования /II/, согласно которому факторы располагались в порядке возрастания в соответствии с предпочтительностью, указанной авторами. Каждому фактору было приписано число из натурального ряда (ранг),причем ранг I присваивался наиболее предпочтительному фактору, ранг 2 - II следующему по предпочтительности фактору и так далее. Неучтенным авторами факторам присваивалось значение стандартизированного ранга, равное среднему суммы мест неучтенных факторов. Результаты ранжирования исходных данных приведены в таблице П I.I.
Рассчитанное значение коэффициента W" получилось равным 0,075, что свидетельствует об отсутствии у рассмотренной группы специалистов согласованного мнения о преобладающем влиянии тех или иных факторов на результаты проведения гидроразрыва пластов.
Рассчитанные значения коэффициентов jij и Aj показаны в табл.П 1.2. Как видно, вариации ответов по всем факторам достаточно велики, что свидетельствует о низкой согласованности мнений авторов о значимости для эффективности ГРП каждого из рассматриваемых факторов.
Затем была сделана попытка исследовать изменение согласованности мнений специалистов во времени. Для этого исходная выборка работ была разбита на две части: в первую вошли работы, выполненные до I960 года (начальный этап изучения вопросов эффективности ГРП), во вторую - работы, выполненные позднее (табл.П I.I). Значения коэффициентов конкордации, рассчитанные по этим выборкам, получились равными соответственно 0,065 и 0,423.
Как видно, с течением времени согласованность мнений специалистов по рассматриваемому вопросу относительно возросла. Однако последнее значение коэффициента (0,423) не может расцениваться как достаточно высокое.
Таким образом, обобщая результаты пройденного анализа, можно заключить, что, несмотря на тенденцию к улучшению в последние годы, общая изученность механизма эффективности такого широко распространенного мероприятия, как гидроразрыв пласта, на сегодняшний день недостаточна. Этот факт является еще одним подтверждением необходимости дальнейших исследований вопросов эффективности геолого-технических мероприятий.
Автор и руководитель выражают глубокую благодарность академику АН Азербайджанской ССР, профессору А.Х.Мирзаджанзаде за большую помощь в выборе направлений и методов исследований,а также анализе полученных результатов.
Повышение эффективности классификации и прогнозирования результатов ГТМ
Для принятия решений о проведении ГТМ предложено применение ряда методов адаптации и обучения, позволяющих классифицировать мероприятия и, далее, прогнозировать возможные результаты их проведения /18,37,39,43/.
Однако каждый из методов классификации может в той или иной мере давать ошибки, заключающиеся в отнесении объектов из класса А к классу Б и наоборот. В ряде случаев подобная ошибочная классификация и принимаемые на ее основе решения могут иметь серьезные нежелательные последствия /9/. В связи с этим очевидна необходимость изыскания возможностей повышения эффективности способов классификации.
В /9/ с этих позиций рассмотрено применение двух показателей - критерия точности и информационного отношения, позволяющих в каждом конкретном случае выбрать для прогноза наиболее приемлемые методы.
Другая возможность повышения эффективности классификации заключается в принятии решения об отнесении объекта к тому или иному классу на основе результатов распознавания его несколькими методами. Повышение точности при этом обуславливается тем фактом, что в большинстве случаев методы классификации распознают объекты из разных классов с неодинаковой вероятностью: один из методов с большей вероятностью распознает объекты одного класса (например, класса А), другой метод - объекты другого класса (класса Б).Путем применения к распознаванию объекта совокупности нескольких мето дов число случаев правильного распознавания может быть увеличено.
Однако при таком подходе, во-первых, возникает вопрос о выборе из применяемых методов наиболее оптимальной совокупности и, во-вторых, о выборе критерия распознавания, то есть критерия, исходя из которого по полученной совокупности ответов данных методов распознаваемый объект должен быть отнесен к тому или иному классу.
Решение этих вопросов может быть получено с помощью математического аппарата проверки статистических гипотез /46/. В /35/ данный подход использован для определения давления насыщения в нефтяных залежах.
Согласно /46/, при проверке нулевой И и альтернативной К гипотез могут быть допущены ошибки двух родов:1. Отвергнута гипотеза К , когда она верна (или принята К , когда она ложна);2. Принята гипотеза К , когда она ложна (или отвергнута К , когда она верна).Вероятность допущения ошибки первого рода выражается в видегде X - выборочная точка;Я - критическая область выборочного пространства. ас называется уровнем значимости и характеризует выбранный критерий.
Вероятность допущения ошибки второго рода записывается в видеВеличина, дополняющая вероятность ошибки второго рода до единицы, то есть равная вероятности недопущения этой ошибки, называется мощностью критерия
Эффективность испытания тем выше, чем меньше значение уровня значимости и больше мощность критерия.
По результатам классификации ГТМ несколькими методами могут быть сформулированы нулевая и альтернативная гипотезы и рассчитаны вероятности распознавания объектов каждым методом.
Пусть, например, принята нулевая гипотеза Н : распознаваемый объект относится к классу Б. Альтернативная гипотеза К в этом случае - объект относится к классу А. Принятие гипотезы К (то есть, отнесение объекта к классу Б) будем считать положительным исходом проверки гипотезы. По результатам распознавания вероятность отнесения /-ым методом объекта к классу Б составляет: для объектов класса А - plL , для объектов класса Б - р2 Тогда, в соответствии в (1.2) и (1.4), эффективность распознавания объектов каждым методом может быть оценена с помощью показателей Pii и P2i , гдеPii- вероятность отнесения объекта класса Б к классу А, то есть вероятность того, что нулевая гипотеза К будет отвергнута, когда она истиннаР2І - вероятность отнесения объекта класса А к классу А, то есть вероятность того, что гипотеза К будет отвергнута, когда она ложна (или истинна Н )
Очевидно, эффективность -го метода распознавания тем выше, чем меньше Pii и больше P2L .При применении нескольких методов распознавания вводится случайная величина X , показывающая число положительных исходов распознавания. X может принимать значения I, 2,..., И/ , где N -число применяемых методов. В пространстве значений X можно выделить критическую область ґиг ,в которой гипотеза К отвергается, то есть рассматривать величину X как критерий распознавания. Тогда вероятность возникновения ошибки первого рода (вероятность того, что значение критерия X будет отвергнуто при верной гипотезе К ) равна вероятности попадания выборочной точки В в область Vr ,
Мощность критерия Р2 определится выражениемПутем расчета показателей Pi и Р2 можно подобрать совокупность методов и значение критерия X , при которых достигается наилучшая классификация объектов.
Рассмотрим применение данной методики к задаче классификации солянокислотных обработок в ЙГДУ "Кировнефть" по эффективности операций.Для решения задачи был собран промысловый материал по обработкам в 83 скважинах, экплуатационным объектом которых является кирмакинская свита. В соответствии с полученными результатами,обработки были разделены на два класса: класс А - эффективные,класс Б-неэффективные. В качестве факторов, обусловливающих эффективность
Назначение времени проведения ГТМ
Важным аспектом проблемы регулирования проведения ГТМ является обоснованность решений о назначении момента их проведения. Несвоевременное проведение мероприятий может обусловить как их малую результативность, так и нерациональные материальные и трудовые затраты.
Подобные случаи в промысловой практике встречаются, к сожалению, нередко. К примеру, авторы /47/, анализируя причины неэффективности солянокислотных обработок скважин на некоторых месторождениях Белоруссии, отмечают, что "...обработки производят через весьма различные, ничем не обоснованные промежутки времени, продолжительность которых от нескольких единиц до сотен суток. Обработки носят более случайный, чем запрограммированный характер" .
В большинстве случаев целесообразность проведения того или иного мероприятия устанавливается либо на основании результатов гидродинамических исследований скважин и пластов /27,31/,либо, чаще, по изменениям производительности скважин /17/. Между тем, второй, более простой подход в ряде случаев неэффективен в связи с большими колебаниями суточных замеров дебитов и, следовательно, трудностью правильного диагностирования нарушений, происшедших в режиме работы скважин.
В подобных случаях изменения режима работы могут быть установлены с достаточной точностью по малому числу наблюдений с помощью математического аппарата, приведенного в /20/. Сущность его заключается в возможности оценки плотности распределения, математического ожидания и дисперсии ограниченной выборки. Применение данного подхода к решению некоторых задач нефтедобычи показано в /15/.
Используя указанный аппарат, временной ряд суточных замеров может быть представлен в виде некоторого числа малых выборок,для каждой из которых оцениваются плотность распределения, средние и дисперсии.
В целом получение оценки плотности распределения случайной величины при данном подходе включает:- анализ и формализацию априорного массива в виде оценки /0(х);- накопление и формализацию эмпирического массива в виде оценки fj(x);- объединение априорной и эмпирической информации, получение полной оценки / (х) .
Таким образом, оценка функции распределения / (х) представляется в виде линейной суммы двух компонент: априорной и эмпирической:где Л(&)- априорная компонента оценки плотности распределения, « 0- вес этой компоненты, pfz-Q)- составляющая эмпирической компоненты плотности распределения, связанная с -ой реализацией исходной выборки. Априорные сведения о случайной величине X могут выражаться в заранее заданном интервале изменения [а, 8] значений X , то есть [х: Xfa,SjJ , знании таких характеристик X,как математическое ожидание тх » дисперсии б и др. При этом,как показано в /20/, априорные данные в виде интервала изменения Га,3] адекватны априорной компоненте /0(х) оценки плотности распределения / (х) в форме плотности равномерного распределения
Сущность оценки эмпирической компоненты заключается в приписывании дельта-функции каждой реализации случайной величины и "размазывании" дельта-функции на некотором интервале.
При расчете по данной методике априорно может быть установлена принадлежность искомого распределения к определенному классу (нормальному, экспоненциальному, Вейбулла). Исходя из этого, априорные данные задаются в виде интервала изменения случайной величины.
После получения полной оценки функции распределения (1.5) проверяется ее соответствие гипотетическому виду распределения с помощью критериев Колмогорова и Мизеса ( иг2).
Далее для каждой выборки оцениваются математическое ожидание тх и дисперсия 62. Очевидно, в данном случае т% соответствует среднему значению дебита по ограниченному числу замеров, а 6 г характеризует колебания дебита. Затем последовательно рассчитываются критерии Стьюдентаи ФишераРассчитанные значения критериев t и F сравниваются с табличными для проверки гипотезы о равенстве средних и дисперсий. Это позволяет диагностировать изменения в режиме работы скважины как по абсолютным значениям дебита, так и по равномерности его колебаний. Соответственно делается вывод о необходимости проведения мероприятий.
Рассмотрим применение данного подхода к оценке эффективности мероприятий по борьбе с парафинообразованием в нефтяных скважинах /6,35/. Широко распространенным видом операций в подобных случаях являются периодические обработки скважин различного рода растворителями, в частности, конденсатом /23,47/.
Для анализа использован фактический материал по результатам обработок конденсатом парафинообразующих скважин в НГДУ им.Н.Нариманова. Как показал анализ, в среднем по каждой скважине НГДУ в месяц производится 5-8 обработок конденсатом. Между тем, в ряде случаев эффект от проведения мероприятий не наблюдается.
На рис.I.1-І.4 представлена динамика изменений суточных замеров дебитов нефти по скважинам М 155,493,270 и 139 с указанием периодов закачек конденсата. Как видно, дебиты скважин изменяются в широких пределах, в связи с чем диагностирование изменений в режимах их работы затруднено. Исходные данные о среднесуточных замерах дебитов были разбиты по пятидневкам, для каждой из которых оценивались плотность распределения, математическое ожидание и дисперсия. Расчеты проводились на ЭВМ серии ЕС по вышеуказанному алгоритму.
Результаты расчетов, а также соответствующие табличные значения критериев Ьт и FT (для ос= 0,05) сведены в табл.1.13. В последней графе таблицы приведены выводы, сделанные по результатам расчетов: (+) - обработка произведена своевременно, (-) - несвоевременно. Рассмотрим результаты расчетов.
Скважина J 155. По этой скважине рассматривалась динамика замеров дебита, предшествующая проведению шести обработок: І, П, Ш, УЇЇ, УШ и X (рис.1.1). Рассчитанные значения критериев Ьр ш Ffl по составленным малым выборкам оказались меньше табличных,то есть различия средних и дисперсий незначимы. Это свидетельствует о равномерности режима работы скважины перед закачками и, следовательно, о нецелесообразности проведения мероприятий.
Применение ПАВ для борьбы с вредным влиянием газа
Значительное влияние на продуктивность нефтяных скважин, эксплуатирующихся при забойных давлениях ниже давления насыщения, оказывает многофазность фильтрационного потока /68/. Прежде всего, выделение и накопление газа в призабойной зоне существенно ухудшает фильтрационные характеристики пласта. Например /54/, в призабойной зоне радиусом 3 м при газонасыщенности 0,20 фазовая проницаемость для нефти снижается примерно вдвое, при этом продуктивность скважины (при радиусе контура питания 150 м) снижается на 35$. С другой стороны, как известно, наличие в откачиваемой жидкости свободного газа резко ухудшает показатели эксплуатации глубинных насосов за счет уменьшения коэффициентов наполнения.
Разработан ряд геолого-технических мероприятий по борьбе с вредным влиянием газа. В частности, в /54/ приведен метод очистки призабойной зоны от скопившегося газа путем резкого снижения забойного давления и, в последующем, его повышения (метод "шока"). Эффективность метода подтверждена промысловыми испытаниями. Мероприятия по повышению наполнения глубинных насосов заключаются в изменении глубины спуска насосов, применении специального оборудования (газовых якорей, специальных видов насосов) и прочее /3,30/.
В настоящей работе рассмотрена возможность применения для борьбы с газом водных растворов ПАВ. Следует отметить, что последние находят все более широкое использование для решения различных задач интенсификации добычи. В частности, показано применение водных растворов ПАВ для глушения скважин /51/, для снижения гидравлических сопротивлений при добыче высоковязких эмульсий /50/, для промывки скважин от различных осадков /48/ и так далее.
Результаты лабораторных и промысловых исследований по борьбе с газом приводятся ниже.Исследования заключались в моделировании процесса фазового перехода в пористой среде и изучении влияния на процесс выделения газа водных растворов ПАВ.
В работе /2/ нами было показано, что при переходе в двухфазную область за счет уменьшения пъезопроводности время перераспределения давления в пласте резко возрастает.
Исходя из этого, возможность регулирования состояний газожидкостных систем изучалась в пористой среде на основе анализа процессов восстановления давления по КВД.
Для проведения экспериментов была собрана установка, состоящая из (рис.2.3): модели пласта (колонка с пористой средой) - I, бомбы РУТ - 2, бачка для продавочной жидкости - 3, манифольда - 4, измерительного пресса - 5, термостата - 6, образцовых манометров -7,8,9. Пласт моделировался пористой средой, состоящей из глины (30$) и кварцевого песка (70$). В качестве модели пластовой жидкости в бомбе РУТ была составлена рекомбинированная проба из трансформаторного масла и природного газа. Давление насыщения смеси составило рн = 4,4 МПа. Насыщение пористой среды газированной смесью проводилось выше рн с тем, чтобы не произошло преждевременного разгазирования системы.
Ба составленной модели пласта были сняты кривые восстановления давления на различных уровнях давления при одинаковых перепадах на входе и выходе модели. Снятые КБД приведены на рис.2.4-2.10.
После полного разгазирования системы на выход колонки при помощи измерительного пресса и бомбы РУТ был закачан водный раствор ПАВ (0П-І0) в объеме 0,1 объема пор. Затем была снята кривая восстановления давления, которая показана на рис.2.10 (кривая 2). Как видно, после обработки дегазированной системы водным раствором ПАВ процесс восстановления давления в ней значительно ускоряется. На рис.2.II последняя КВД приведена вместе с КЕД, снятой на газированной системе в интервале 19-22 МПа. Сопоставление кривых показывает их идентичность. Следовательно, в результате обработки водным раствором ПАВ поведение дегазированной системы приближается к поведению системы выше рн .
Для выявления собственно эффекта от ПАВ был проведен аналогичный эксперимент, отличающийся от предыдущего лишь тем, что после дегазации системы на выход колонки подавалась чистая вода. Снятые после этого КВД показаны на рис.2.12. Как видно, восстановление давления ускоряется в дегазированной системе и после закачки воды. Однако, как показал анализ, если после закачки раствора ПАВ процесс ускорялся примерно в 6 раз, то после закачки воды - только в 3 раза.
Таким образом, экспериментальные исследования позволяют сделать вывод о возможности регулирования состояния газожидкостных систем в пористой среде с помощью водных растворов ПАВ. На основе результатов лабораторных исследований были проведены промысловые испытания по воздействию на призабойную зону нефтедобывающих скважин водными растворами ПАВ.
Испытания проводились в НГДУ "Орджоникидзенефть" ПО "Азнефть" в скважинах, оборудованных ШГН. Для обработок, в основном, подбирались скважины, характеризующиеся повышенными дебитами затрубно-го газа, низкими динамическими уровнями и низкими коэффициентами наполнения насосов. В качестве ПАВ применялся реагент, полученный в Институте хлорорганического синтеза АН Азерб.ССР из отходов производства сульфанола.
Раствор ПАВ закачивался в затрубное пространство остановленной скважины и продавливался в пласт продавочной жидкостью на углеводородной основе. В случае опасности пробкообразования закачка производилась без остановки скважины. До и после проведения мероприятия производились замеры дебитов нефти, воды, газа и снимались динамограммы.
Ниже приведены результаты некоторых из проведенных обработок, полученные на І.УШ 1983 года. Данные динамометрирования и динамика производительности скважин до и после мероприятия приводятся на соответствующих рисунках. При этом значения добычи нефти и воды показаны в виде средних, рассчитанных по замерам в течение каждых пяти суток.Скважина В 1424. Горизонт Ш, р.Ш-1У, глубина забоя 771 м, вскрытая толщина фильтра - 53 м.
Оценка эффективности ГШ с помощью эволюционного моделирования
Отдельные вопросы влияния проведения тех или иных видов ГІМ на процессы разработки всей залежи рассмотрены в ряде работ. В частности, имеются результаты исследований, относящиеся к проведению гидроразрывов пластов: в /13/ делается вывод об эффективности ГРП с точки зрения возможности применения более разряженных сеток скважин и резкого увеличения темпов отбора нефти. В /25/ приводятся результаты зарубежных исследований влияния ГРП на характер продвижения воды при различных системах заводнения. Отмечается, что прорывы воды не наблюдаются даже при расстановке скважин из расчета 0,4 га на скважину.
Применение математических методов прогнозирования для агрегированной оценки эффективности различных ГТМ показано, в частности, в /29/ и /42/.
Однако в общем виде считать названную проблему решенной нельзя и эффективность отдельных видов ГТМ в рассматриваемом аспекте требует дальнейших исследований.
В связи с этим рассмотрен вопрос оценки эффективности проведения методов воздействия на призабойную зону скважин с позиций влияния их на процесс разработки залежи в целом.
Анализ проведен с использованием аппарата эволюционного моделирования, позволяющего исследовать процессы эволюции (и, в частности, процессы роста) сложных систем, которые имеют место в самых различных явлениях и областях /28,49/. Применение данного подхода к решению некоторых задач нефтедобычи рассмотрено, например, в /5/.
Согласно /49/, в общем случае для сложной системы можно различить автономный и управляемый рост. При этом процесс роста имеет иерархический характер, то есть на каждом уровне развития находится система, удовлетворяющая дифференциальному уравнению видагде Y+ - влияние, стимулирующее рост, У- - влияние, тормозящее рост. Б случае автономного развития системы + и yi заранее жест ко закреплены и поведение системы описывается уравнением вида
Таким образом, эволюционный рост системы представляется в виде "башни" экспоненциально растущих систем, причем переход с одного уровня на другой может быть объяснен путем воздействия на развитие системы тех или иных факторов.
Процесс добычи нефти из залежи может быть выражен в виде роста сложной системы (рост накопленной добычи нефти /5/, добычи воды и так далее), состоящего из эволюции конечного числа подсистем. При этом те или иные технологические процессы и операции могут рассматриваться как переменные, стимулирующие эволюционный процесс.
Расчеты по данной методике производились на ЭВМ по программе, позволяющей описать процесс иерархического роста системы в видеУ - среднее истинных значений поведения каждой из подсистем:
У - истинное значение поведения каждой из подсистем, N - количество значений, определяющих поведение каждой из подсистем.
Рассмотрим применение эволюционного моделирования для анализа влияния проведения воздействий на призабойную зону скважин на показатели разработки горизонта р.її-ІИ Калинского месторождения.
Горизонт разрабатывается без поддержания пластового давления с 1934 года. Для повышения производительности эксплуатационных скважин применяются методы воздействия на призабойную зону, в основном, солянокислотные обработки, единичные обработки производились с 1955 года, начало же массового воздействия можно отнести примерно к 1961 году.
При проведении анализа в качестве показателей разработки рассматривались накопленная добыча нефти по горизонту, приходящаяся на одну скважину действующего фонда ( U "fa ), и обводненность суммарно добытой по пласту жидкости ( }в ). динамика фактических значений названных показателей приведена в табл.3.I и на рис.3.I. Обработка этих кривых с помощью эволюционного моделирования показала следующее.
На кривой обводненности (в интервале I948-I98I годов) одно из изменений характеристик роста (эволюционных "скачков") приходится на 1963 год, то есть примерно совпадает с началом массового проведения солянокислотных обработок. При этом данный "скачок" соответствует ускорению роста обводненности.
