Способ контроля процесса разработки газовой залежи

Способ контроля процесса разработки газовой залежи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ КОНТРОЛЯ РАЗРАБОТКИ ГАЗОВОЙ ЗАЛЕЖИ при водонапорном режиме, включающий измерение пластового давления в наблюдательных скважинах, пробуренных на разную глубину продуктивного пласта по площади залежи, отличающийс я тем, что, с целью повьаиения точности контроля за счет обеспечения получения информации о вовлекаемой в дренирование толщине водоносного пласта, дополнительно осуществляют последовательное бурение с заданным шагом углубления пьезометрических скважин в водоносных частях пласта, не входящих в углеводородную залежь, измеряют в них пластовое § давление и по величине его уменьше (Л ния судят о толщине вовлекаемого в дренирование водоносного пласта. 00

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

М51) i М

f \

° Ю

° °

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3341065/22-03 (22) 23.09.81 (46) 30.07.84. Бюл. )) 28 (72) С.Н.Закиров, А.Н.Тимашев, О.М.Севастьянов, В.И.Ахапкин, Ю.В.Кобзев и С.В.Колбиков (71) Волго-Уральский научно-исследовательский и проектный институт по добыче и переработке сероводородсодержащих газов (53) 622.276(088.8) (56) 1. Султанов С.A.Контроль за заводнением нефтяных пластов.

М., "Недра", 1.974.

2. Правила разработки газовых и газоконденсатных месторождений.

М., "Недра", 1971, g() 150, 126,133 (прототип). (54 ) (57 ) СПОСОБ KOHTPOJIH РАЗРАБОТКИ

ГАЗОВОЙ ЗАЛЕЖИ при водонапорном режиме, включающий измерение пластового давления в наблюдательных скважинах, пробуренных на разную глубину продуктивного пласта по площади залежи, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности контроля за счет обеспечения получения информации о вовлекаемой в дренирование толщине водонос- . ного пласта, дополнительно осуществляют последовательное бурение с заданным шагом углубления пьезометрических скважин в водоносных частях пласта, не входящих в углеводородную залежь, измеряют в них пластовое Я давление и по величине его уменьшения судят о толщине вовлеКаемого в дренирование водоносного пласта.

1105618

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано при организации глубинного зондирования водонапорного бассейна для устаноления типа строения коллекторов и достижения 5 возможности осуществления достоверного прогноза проявления водонапорного режима.

Известны промыслово-геофизические методы контроля за продвижением .30 газоводяного или водонефтяного контактов при разработке углеводородной залежи. К ним относятся электрический, радиометрический, акустический и другие способы 11.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ контроля внедрения пластовой воды в углеводородную залежь путем измерения пластового давления по площади залежи и в различных по вертикали частях продуктивного пласта посредством использования наблюдательных,эксплуатационно-наблюдательных и пьеэометрических скважин. На осно- 25 ве полученных данных устанавливают тип разрабатываемой залежиl,ïëàñroвый или массивный)(21.

Однако этих сведений недостаточно для получения ответа на вопрос 30 об особенностях строения водонапорного бассейна, и, следовательно, не удается достоверно прогнозировать поведение залежи при проявлении водонапорного режима. 35

Цель изобретения — повышение точности контроля за счет обеспечения получения информации о вовлекаемой в дренирование толщине водоносного пласта.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу контроля процесса разработки газовой залежи при водонапорном режиме, включающему измерение,пластового давления по площади залежи в различных по верти- 45 кали частях продуктивного пласта посредством наблюдательных, эксплуатационно-наблюдательных и пьезометрических скважин, дополнительно измеряют пластовое давление в различных 50 по вертикали частях водонапорного бассейна, не входящих в углеводородную залежь; и по уменьшению давления в реагирующих скважинах определяют тип коллектора и толщину вовлекаемого в дренирование водонапорного бассейна, судят о типе коллекторов водонапорного бассейна и количественно оценивают степень приобщенности к дренированию водонапорного бассейна.

Способ осуществляется следующим образом.

Для контроля процесса разработки газовой залежи при водонапорном режиме бурят наблюдательные, эксплу- 65 атационно-наблюцательные и пьезометрические скважины в различных по площади и по вертикали частях продуктивного пласта. Дополнительно бурят пьезометрические скважины в сводной части залежи на водоносный пласт, не входящий в углеводородную залежь. Дополнительные скважины располагаются в свободной части залежи, потому что здесь наименьшая глубина от поверхности земли до подошвы водоносного пласта.

На чертеже показана схема располо-. жения пьезометрических скважин по предлагаемому способу.

Каждую из дополнительных пьезометрических скважин бурят в различных по вертикали частях водоносного пласта, т.е. организуют -вертикальное зондирование водонапорного бассейна. Первой пьеэометрической скважиной глубинного зондирования вскрывают верхнюю часть Н водоносного пласта. Каждую последующую скважину бурят глубже предыдущей на интервал Н и их глубина под углеводородной залежью соответственно составляет 2Н,ЗН и т.д.

Величина интервала Н зависит от соотношения толщины продуктивного и подстилающего водоносного пласта, не выходящего в углеводородную залежь. Для месторождений, у которых толщина продуктивного пласта в несколько раэ меньше толщины подстилающего водоносного пласта, этот интервал может составлять величину, равную толщине продуктивного пласта. Для месторождений с большой толщиной продуктивного пласта, сопоставимой с толщиной водоносного пласта, данный интервал может составить величину, равную половине, одной трети, одной четверти толщины продуктивного пласта.

Обсадную колонну в скважинах перфорируют в призабойной части на высоту

5-10 м. В скважинах периодически измеряют пластовое давление и в случае его уменьшения определяют массивно-пластовый тип коллекторов водонапорного бассейна и толщину пласта, вовлеченного в дренирование. При отсутствии изменений давления устанавливается пластовый характер нижезалегающей по отношению к отметке последней отреагироьавшей скважины части водонапорного бассейна. Бурение каждой последующей пьезометрической скважины глубинного зондирования производят после того, как в ранее пробуренной скважине начнет снижаться давление. Для уменьшения числа пьезометрических скважин глубинного зондирования можно одной скважиной контролировать два перфорированных интервала, изолировав их друг от друга пакером. В этом случае в скважину спускают насосно-компрессорные трубы, 1105618

5 !

15 го

2Л%

2 г

) =2Лр" уравнение, а следовательно, опреде55 лить приток воды в залежь. Здесь

К, К вЂ” коэффициенты проницаемости вдоль координат 0). и 02 соответственно; — коэффициент динамической вязкости воды; р" — коэффициент упругоемкости водоносного пласта. Коэффициенты Ь„, Ь2, o) можно найти путем решения обратной задачи идентификации параметров водоносного бассейна по фактической динамике пластовых 5 в которых ведут наблюдения за нижним интервалом, а в межтрубном пространстве — за верхним.

Предлагаемый способ контроля разработки газовой залежи с водонапорным режимом путем установления типа коллектора и реагирующей толщины водонапорного бассейна позволяет своевременно предсказать время обводнения и число обводняющих эксплуатационных скважин. о

Прогноз внедрения пластовой воды в углеводородную залежь производится из приближенного решения уравнения упругого режима фильтрации.

Для его решения необходимо знать диьамику пластового давления на контуре залежи, проводимость 1Ъ и пьезопроводимость у, пласта. Теория разработки углеводородных залежей предусматривает поступление в залежь, главным образом, контурной воды,поэтому предусмотрено бурение пьезометрических. скважин, вскрывающих продуктивный пласт в пределах его водонасыщенной части (21.

Замеры пластового давления в за-. контурных пьезометрических скважинах дают информацию о динамике пластового давления на контуре залежи. Эта информация необходима для решения, так наэываемы, обратных задач. Под 30 обратными понимаются задачи по уточнению коллекторских свойств пласта параметров проводимости ЪЪ и пьезопроводности х.Знание этих параметров позволяет осуществлять достоверные прогнозные расчеты внедрения в залежь контурной воды. Методика интерпретации результатов исследования пьезометрических скважин применительно к поступлению в залежь контурной 4 воды, известна.

В залежи пластово-массивного типа кроме контурной воды поступает также подошвенная вода. Процессы движения воды в подошве залежи под действием депрессионной воронки, 45 которая распространяется вглубь в результате отбора газа, можно описать уравнением упругого режима фильтрации жидкости в цилиндрических координатах. зная коэффициенты, мож- 5О но решить давлений на разных глубинах водоносного пласта, не выходящего в газовую залежь.

Получив текущие давления на разных глубинах подстилающего залежь водоносного пласта посредством замеров в пробуренных дополнительных пьезометрических скважинах, определяем искомые коэффициенты Ь,, Ь, o IIo следующим рекуррентным формуламг ()(s-1) (s-1)(s-1)

„, аз

"1 1- 1 аЬ

1 (s)(S-1) (з-1)(s-1)

Ь =Ь -A г аь, (s ) (s-1) (s-1) (5-1) а ся=с -Лз а где 5 — номер итерации;

A1)Л 2,ЛЗ вЂ” коэффициенты, регулирующие сходимость итерационного процесса;

3 — минимизируемый функционал, Т

3(Ь„Ь Ь aj=Z E„(t)dt, () 0

) )и:э (t)(p )0-p )t), (tl

1) О, если в Ч-м элементарном блоке нет замера давления в момент времени

1, если в )-м элементарном блоке есть замер дав-. ления в момент времени t; и P (t) — величины, и опорциTZK0k (1 t 1 tI (tvзр

02„0 т zk u)ñ

zuay ap аь = е — аиа а

2 а az

oz„o

2 и

Т к к ю а (ь„ь,, аа е м — а duazdt а

02 и отметки соответственно кровли и подошвы водоносного пласта; радиус залежи; где (п=еп —" к

О„= 1п — — радиус водоносного и

3 пласта, куда не доходит возмущение от разPP g (tl Р1) р ональные фактическим и расчетным давлениям в q -м блоке в момент t времени

Выражения для функциональных производных в формуле (1) вычисляются по следующим формулам:

1105618 гО работки залежи за время Т(Я, =20R );

P(u z,Ф) — давление н точке пласта с координатами и и

z в момент времени получаемое в резуль-5 тате численного решения ураннения теории упругого режима фильтрации;

9(u,z.t) — значение фиктивного потенциала в точке (U, z) в момент 1 получаемое в результате решения соответствующего сопряженного дифференциального 5 уравнения с плотностями источников, определяемых выражениями(3).

Таким образом, решается уравнение теории упругого режима при известных дебитах воды, поступающих в залежь за вермя Т, находятся давления но всех элементарных блоках.

Вычисляются величины невяэок(3), т.е. плотности источников для сопряженного уравнения. В результате решения сопряженного уравнения находятся величины М . По формулам (4)вычисляются функциональные производные. По формуле (1)уточняются искомые параметры. С уточенными пара» 3() метрами вновь решается уравнение упругого режима и т.д. до минимизации функционала 3 . Значения параметров b„ Ь, а полученные в послед. ней итераций, принимаются эа искомые ° 35

Пример . Опытно-промышленные испытания предлагаемого способа были проведены на скважинах ):9333

Ъ и 461 Оренбургского газоконденсатного месторождения. Скважины были 4О пробурены на 210-240.м ниже газонодя— ного контакта, т.е. н водоносных пластах, не выходящих н залежь. За период наблюдений с марта 1980 г по август 1981 r в скважинах отмечено закономерное снижение пластоного давления, темп которого составляет: по скважине .9 333-0,13 МПа/год, по скважине М 461 — 0,21 МПа/год. Следовательно, в газоконденсатную залежь внедряется вода непродуктивных горизонтов, залегающих на глубине более

200 м ниже гаэоводяного контакта.

В таблице представлены результаты, прогнозных гидродинамических расчетон, характеризующие масштабы обводнения гаэоного месторождения Медвежье. Расчеты произведены по трем различным толщинам вовлеченной в дренирование части водоносного бассейна, при этом для каждого случая приведено число обноднившихся и ныбывших из эксплуатации скважин по6 и число скважин, которые эксплуатируются с водой н продукции и в кото. рых необходимо проведение изоляционных работ пэ, причем Н-толщина вовлеченной в дренирование части водонапорного бассейна, пропластки изолированы друг от друга.

В настоящее время месторождение

Медвежье разрабатывается по проекту, н котором не учитывается внедрение воды в залежь. При этом суммарное потребное число эксплуатационных скважин равняется 256. Согласно приведенной таблице, минимальное резервное число скважин с точки зрения обводнения должно составлять, 14 плюс некоторое количество из указанных 44 скважин третьего столбца.Максимальное резервное число скважин может составлять 44,142 и больше (при Н=200 м ). Масштабы обводнения скважин не целиком характеризуются таблицей, так как 38 годом еще не заканчивается разработка месторождения Медвежье.

Предлагаемый способ контроля процесса разработки газовой залежи по сравнению с известными. позволяет установить тип строения коллекторов водонапорного бассейна, получить количественную характеристику степени приобщаемости водонапорного бассейна к дренированию и на основе этого предсказать время обводнения и число обводняющихся эксплуатационных скважин, знание истинных масштабов обводнения месторождения позволит своевременно. внести коррективы в сложившуюся систему его разработки и принять необходимые меры по регулированию процесса обводнения скважин с целью максимального извлечения углеводородов.

Н = 100 м

H = 150 м

Н = 200 м

Год разработки месторождения о6

ПВ

13

10

18

24

36

2 41

4 46

11 56

17 59

20 64

31 70

35 73

45 80

56 90

64 98

77 98

89 102

97 107

106 109

110 111

121 111

132 114

138 114

141 117

142 118

10

12

15

16

16

24

25

14

23

27

18

29

20

21

32

3 30

3 31

3 31

3 33

5 34

7 37

10 38

14 44

32

10

34

29

29

47

36

33

55

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул.Проектная, 4

ВНИИПИ Закаэ 5563/25 Тираж 565 . Подписное