Введение к работе
Актуальность тематики работы. Построение достоверной 3D гидродинамической модели является важным этапом в процессах проектирования и мониторинга разработки месторождения. Очевидно, что на качество гидродинамической модели влияет точность задания входных параметров. Поэтому актуальной является проблема повышения достоверности определения исходных данных для гидродинамического моделирования.
Известно, что ввиду характера осадконакопления, неоднородности микростроения и ряда других причин реальные пласты практически всегда характеризуются проявлением анизотропии свойств, в том числе анизотропии проницаемости. Одним из важнейших практических аспектов, связанных с анизотропией пласта, остается вопрос достоверного определения значения проницаемости пласта в вертикальном направлении (перпендикулярно напластованию). Так, зачастую коэффициент вертикальной проницаемости при моделировании задается из общих соображений ввиду недостаточной развитости надежных методов его определения.
В современной практике для определения величины проницаемости в вертикальном направлении используются различные лабораторные методики исследования образцов керна, а также гидродинамические исследования, проводимые в пластовых условиях. Лабораторные методы обладают рядом недостатков - прежде всего, связанных с нарушением пластовых условий при исследованиях на керновых образцах, а также с невозможностью учета реального переслаивания горных пород на масштабе процессов фильтрации в залежи. Известные процедуры гидродинамических исследований также не совершенны с точки зрения оценки величины анизотропии проницаемости. Существующие методы характеризуются или наложением влияния различных факторов, затрудняющих раздельную оценку проницаемости вдоль различных направлений, или недостаточным воздействием на пласт, чтобы вовлечь в исследование значительные его зоны по глубине, или же касаются лишь ограниченного круга задач, не покрывающего многих практически значимых
случаев. Таким образом, актуальной является следующая цель работы:
Цель работы - повышение достоверности определения вертикальной проницаемости пласта путем обоснования специализированных методов лабораторных и промысловых исследований и процедур интерпретации получаемых данных.
Основные задачи исследования в соответствии с указанной целью работы заключаются в:
обосновании конструкции лабораторной установки и процедуры проведения исследования, позволяющих определять показатели анизотропии проницаемости на длинных отрезках керновой колонки с учетом влияния переслаивания пород;
разработке алгоритмов решения прямых и обратных задач 3D гидропрослушивания с использованием горизонтальных скважин (профильного гидропрослушивания);
обосновании процедуры вертикального гидропрослушивания для обсаженных и необсаженных скважин, разработке алгоритмов и программ решения прямых и обратных задач и исследовании возможности их применения для достоверного определения вертикальной проницаемости пласта и отдельных пропластков.
Методы решения поставленных задач. Решение поставленных задач основано на анализе и обобщении результатов предшествующих исследований, применении аналитических и численных методов математического моделирования, методов теории оптимального управления.
Научная новизна. По мнению автора, она заключается в следующем:
Получено приближенное аналитическое решение и обоснована методика интерпретации данных профильного гидропрослушивания с учетом раздельного влияния горизонтальной и вертикальной проницаемостей пласта.
С применением численного моделирования исследовано влияние гравитационного фактора на динамики изменения давления при профильном гидропрослушивании.
Разработан алгоритм интерпретации данных вертикального
гидропрослушивания на основе численных методов решения прямой задачи
и методов теории оптимального управления.
Обоснована возможность достоверного оценивания по данным вертикального гидропрослушивания величины вертикальной проницаемости как в однородном анизотропном пласте, так и при наличии отдельных контрастных пропластков в слоисто-неоднородном разрезе.
Практическая значимость работы характеризуется следующими результатами.
Предложенные на уровне патентной новизны конструкция лабораторной установки и процедура проведения эксперимента позволяют исследовать показатели анизотропии проницаемости на длинных отрезках керновой колонки с учетом влияния эффекта переслаивания.
Разработанная процедура интерпретации результатов профильного гидропрослушивания может использоваться как самостоятельная графоаналитическая методика, а также как основа для реализации автоматизированных процедур компьютерной интерпретации.
Обосновано, что предложенная на уровне патентной новизны технология вертикального гидропрослушивания позволяет оценивать вертикальную проницаемость неискаженной зоны пласта с протяженностью до 30 м и более от ствола скважины.
Разработанный и программно реализованный алгоритм решения обратной задачи вертикального гидропрослушивания позволяет осуществлять интерпретацию получаемых данных с учетом фактических особенностей слоисто-неоднородного строения продуктивного пласта и влияния скин-зоны.
Защищаемые результаты
-
-
Процедура проведения лабораторных исследований и конструкция установки для изучения анизотропии проницаемости на длинных отрезках керновой колонки с учетом влияния переслаивания.
-
Графо-аналитическая методика интерпретации данных профильного гидропрослушивания.
-
Алгоритм решения прямой и обратной задачи вертикального гидропрослушивания.
Защищаемые положения
-
-
-
Возможность независимого определения горизонтальной и вертикальной проницаемостей по данным профильного гидропрослушивания зависит от геометрических параметров пласта и размещения скважин, а также от соотношения вертикальной и горизонтальной проницаемостей пласта.
-
Вертикальное гидропрослушивание позволяет оценивать фильтрационные параметры, включая вертикальную проницаемость, в неискаженной зоне пласта глубиной до 30 м и более от ствола скважины.
-
По данным вертикального гидропрослушивания возможно определение вертикальной проницаемости пласта с учетом фактического слоисто- неоднородного строения и влияния скин-зоны.
Внедрение результатов исследований
Результаты исследований соискателя вошли в отчеты ИПНГ РАН ряда лет по тематике бюджетных исследований, а также в материалы лекционных курсов по повышению квалификации сотрудников научно-исследовательских и проектных организаций нефтегазового профиля (семинары Клуба исследователей скважин Института нефтегазового бизнеса под рук. Р.Г. Шагиева).
Разработанная в диссертации процедура интерпретации данных профильного гидропрослушивания апробирована на результатах исследования, выполненного на Новогоднем месторождении.
Апробация работы. Основные результаты исследований доложены на ряде семинаров ИПНГ РАН, а также на следующих конференциях и семинарах:
-
VII Международный технологический симпозиум «Новые технологии освоения и разработки трудноизвлекаемых запасов нефти и газа и повышения нефтегазоотдачи» (Москва, Инст. нефтегазового бизнеса, 18-20 марта 2008 г.)
-
2-я Студенческая научная конференция "Нефть и газ-2008" (Москва, РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 8-11 апреля 2008 г.)
-
VIII Всероссийская научно-техническая конференция "Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России" (Москва, РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 1-3 февраля 2010 г.)
-
Международная юбилейная конференция "Промысловая геофизика в 21-м веке. Геоинформационное обеспечение технологий увеличения ресурсной базы углеводородного сырья" (Москва, РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 10-11 ноября 2011 г.)
-
III Научно-практическая молодежная конференция "Новые технологии в газовой отрасли: опыт и преемственность" (Москва, Газпром ВНИИГаз, 13-14 октября 2011г.)
-
Всероссийская конференция с международным участием "Фундаментальные проблемы разработки месторождений нефти и газа" (Москва, ИПНГ РАН, 14-17 ноября 2011 г.)
-
IX Всероссийская научно-техническая конференция "Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России" (Москва, РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 30 января-1 февраля 2012г.)
Публикации. По результатам исследований опубликовано 15 работ (включая 4 в ведущих изданиях согласно списку ВАК, 6 без соавторов), получено 2 патента РФ.
Объём и структура работы. Работа состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка литературы, включающего 138 наименований. Содержание работы изложено на 156 страницах машинописного текста, включая 81 рисунок и 6 таблиц.
Благодарности. Автор благодарит И.М. Индрупского за научное руководство, направление в ходе диссертационных исследований и всестороннюю поддержку, также выражает признательность С.Н. Закирову за помощь в выборе тематики исследований и ценные советы по работе. Автор благодарит трудовой коллектив лаборатории газонефтеконденсатоотдачи ИПНГ РАН за помощь, поддержку и полезные консультации. Ценными для работы также явились поддержка исследований со стороны Фонда содействия отечественной науке и использованные исходные данные по Новогоднему месторождению, полученные в совместных исследованиях специалистов ОАО "Газпром нефть" и ИПНГ РАН. Всем им автор выражает свою признательность.
Похожие диссертации на Повышение достоверности оценки вертикальной проницаемости продуктивных пластов
-
-
-
