Способ оценки величины коэффициента охвата пласта процессом вытеснения на ранних стадиях разработки нефтяных и нефтегазовых месторождений

 

Изобретение относится к проектированию разработки нефтяных и нефтегазовых месторождений. На начальной стадии разработки нефтяного пласта бурят разведочные скважины до плотности сетки 100 и более га/скв. Затем определяют цифровые значения коэффициентов песчанистости и расчлененности. Коэффициент охвата определяют по специальной формуле. 3 ил., 1 табл.

Изобретение относится к проектированию разработки нефтяных и нефтегазовых месторождений и может быть использовано на ранних стадиях разработки месторождений.

Известен способ оценки величины коэффициента охвата пласта процессом вытеснения К_ох.в путем определения различных характеристик неоднородности геологического строения пласта (залежи) [1] Недостатком способа является его неточность из-за низкой достоверности и невозможности определения требуемых характеристик вследствие недостатка исходной геолого-физической информации.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ оценки величины коэффициента охвата нефтяного пласта процессом вытеснения К_ох.в путем определения одного из показателей степени прерывистости пласта и расчета коэффициента охвата К_ох.в. [2] Недостатками способа являются следующие: необходимость бурения большого фонда разведочных скважин для достоверного определения величины коэффициента распространения зон коллектора ks; так как при недостатке исходной геолого-промысловой информации коэффициент распространения зон коллектора ks определить нельзя, делается допуск, что коэффициент распространения зон коллектора ks равен коэффициенту песчанистости k_п, что является недопустимым, потому что ks является характеристикой неоднородности по горизонтали, а k_п по вертикали, что значительно снижает точность; не учитывается недостаток исходной геолого-промысловой информации при малом количестве скважин на площади месторождения (реальная плотность сетки разведочных скважин) и, как следствие, погрешность определения параметров и показателей.

Таким образом снижается точность способа и повышаются затраты на бурение и исследования скважин.

Целью изобретения является повышение точности способа оценки коэффициента охвата K_ох.в. и снижение затрат на бурение и исследования скважин.

Цель достигается тем, что в способе оценки величины коэффициента охвата пласта процессом вытеснения К_ох.в. на ранних стадиях разработки нефтяных и нефтегазовых месторождений путем определения степени прерывистости пласта и расчета коэффициента охвата К_ох.в. на начальной стадии разработки нефтяного пласта бурят скважины до плотности сетки 100 га/скв и выше, определяют цифровые значения коэффициента песчанистости k_п и коэффициента расчлененности k_p пласта, а расчет величины коэффициента охвата проводят по формуле K_ох.в= [1-sign(П_т-П_кр)](A₀+A₁++ A)+ +sign(П_т-П_кр)K+ K-K × × (П_кон-П_кр)/(П_кон-П_кр) где sign(П_п-П_кр) П_т текущее (реальное) значение плотности сетки разведочных скважин, га/скв; Кох. в._кр.,Пкр критические значения К_ох.в. и плотности сетки разведочных скважин, соответственно доли.ед. и га/скв; Кох.в._кон. Пкон условно-конечные значения К_ох.в. и плотности сетки разведочных скважин, соответственно, доли.ед. и га/скв;
(A₀+A+ +A ) полином, описывающий зависимость в интервале 0<П<П;
текущее значение плотности сетки разведочных скважин, 10^-2га/скв;
А_о свободный член полинома;
А₁,А_n коэффициенты полинома.

Для оценки величины К_ох.в. возможно использование как математической, так и графических зависимостей. Использование зависимостей в графическом виде более удобно и достаточно просто.

Зависимости представляются тремя сериями кривых, соответствующих определенным значениям коэффициентов песчанистости k_п и расчлененности k_р. Каждая серия представлена кривыми для различных значений проектируемой плотности сетки скважин.

На фиг.1 пpедставлен график зависимости коэффициента охвата для пластов с характеристиками степени прерывистости: коэффициент песчанистости k_п 0,3 и коэффициент расчлененности k_р 2,17 от плотности сетки разведочных скважин для проектируемых плотностей, соответственно, 1 плотность проектируемой сетки скважины 16 га/скв; 2 36 га/скв; 3 64 га/скв; 4 100 га/скв; на фиг.2 график зависимости коэффициента охвата для пластов с характеристиками степени прерывистости: коэффициент песчанистости k_п 0,53 и коэффициент расчлененности k_р 5,4 от плотности сетки разведочных скважин для проектируемых плотностей 16, 36, 64 и 100 га/скв; на фиг.3 график зависимости коэффициента охвата для пластов с характеристиками степени прерывистости: коэффициент песчанистости k_п 0,79 и коэффициент расчлененности k_р=2,4 от плотности сетки разведочных скважин для проектируемых плотностей 16, 36, 64 и 100 га/скв.

В общем виде зависимость коэффициента охвата пласта процессом вытеснения Кох.в. от плотности сетки разведочных скважин можно описать уравнением
K_ох.в= [1-sign(П_т-П_кр)](A₀+A₁++ A)+
+sign(П_т-П_кр)K+ K-K ×
× (П_кон-П_кр)/(П_кон-П_кр), где
sign(П_п-П_кр)
П_т текущее (реальное) значение плотности сетки разведочных скважин, га/скв;
Кох.в._кр., Пкр критические значения К_ох.в. и плотности сетки разведочных скважин, соответственно, доли.ед. и га/скв;
Кох.в._кон. Пкон условно-конечные значения К_ох.в. и плотности сетки разведочных скважин, соответственно, доли.ед. и га/скв;
(A₀+A₁++ A) полином, описывающий зависимость в интервале 0<П<П;
текущее значение плотности сетки разведочных скважин 10^-2га/скв;
А₀ свободный член полинома;
А₁,А_n коэффициенты полинома.

При определении К_ох.в. для конкретных условий члены уравнения принимают значения соответственно таблицы значения членов уравнения для расчета К_ох.в..

Критическая точка точка перегиба зависимости, которая в интервале 0<П<П описывается полиномом, в интервале П_кр<П<П уравнением прямой линии.

Для определения К_ох.в. при плотности разведочных скважин П_т>П_конвеличина П_кон приравнивается к П_т(П_кон=П_т).

При определении К_ох.в. для пластов со степенью прерывистости, отличной от рассмотренных, зависимости К_ох.в.=f(П_т) для конкретных условий необходимо получать методом линейной интерполяции.

Предлагаемый способ оценки величины коэффициента охвата пласта процессом вытеснения К_ох.в. используется при малом количестве исходной геолого-промысловой информации (плотность сетки разведочных скважин 100 га/скв). При достаточном же объеме информации о пласте (залежи), при плотности сетки скважин 100 га/скв целесообразно применять методики (способы) расчета величин К_ох.в. с использованием первичной геолого-промысловой информации.

Сущность способа поясняется примерами, в которых по пластам конкретных месторождений, используя данные геофизических и промысловых исследований, рассчитывались характеристики степени прерывистости продуктивных отложений по имеющемуся фонду скважин.

Для сравнения предлагаемого способа и прототипа использованы либо данные расчетов, либо данные анализировались с учетом опыта разработки нефтяных и нефтегазовых месторождений.

П р и м е р 1. Оценивают величину коэффициента охвата пласта процессом вытеснения К_ох.в. Для этого бурят разведочные скважины до плотности сетки 300 га/скв.

Определяют степень прерывистости пласта, для чего по данным исследований скважин рассчитывают коэффициент песчанистости k_п, который равен 0,288, и коэффициент расчлененности k_р, который равен 3,0.

Задаваясь проектируемой плотностью эксплуатационных скважин, равной 36 га/скв (3-х рядная система расположения скважин), К_ох.в. определяют по формуле (1), используя данные таблицы значения членов уравнения для расчета К_ох.в.
П_т<П; следовательно sign(П_т-П_кр)= 0 К_ох.в. (1-0)(0,513-0,46˙3+ 0,006˙3²+ +0,001˙3³)=0,45
Для определения К_ох.в. с использованием графиков (фиг.1) соответствующей с рассматриваемым пластом характеристиками пpерывистости (k_п, k_р), с оси плотность проецируют отметку 300 на кривую проектируемой плотности 36 га/скв, сносят полученную точку на ось К_ох.в. Таким образом К_ох.в.=0,4.

Следовательно, величины К_ох.в., определенные по формуле (1) и по графику (фиг.1), практически равны.

В то время как величина К_ох.в., определенная по методике прототипа, равна 0,2.

Анализируя полученные результаты, следует отметить, что К_ох.в., определенный по методике прототипа, занижен, из опыта проектирования и разработки нефтяных месторождений следует, что при К_ох.в. 0,2 нефтяной пласт при заводнении работать не будет.

П р и м е р 2. Оценивают величину коэффициента охвата пласта процессом вытеснения К_ох.в.. Для этого бурят разведочные скважины до плотности сетки 150 га/скв.

Определяют степень прерывистости пласта, для чего по данным исследований скважин рассчитывают коэффициент песчанистости k_п, который равен 0,41, и коэффициент расчлененности k_р, который равен 5,17.

Задаваясь проектируемой плотностью эксплуатационных скважин, равной 16 га/скв (3-х рядная система расположения скважин), К_ох.в определяют по формуле (1), используя данные таблицы Значения членов уравнения для расчета К_ох.в.

П_т<П; следовательно sign(П_т-П_кр)=0 К_ох.в.=(1-0)(0,742-0,074˙1,5+0,005˙1,5²+ +0,002˙1,5³) 0,65
Для определения К_ох.в. с использованием графиков (фиг.2) соответствующей с рассматриваемым пластом характеристиками прерывистости k_п, k_р, с оси плотность проецируют отметку 150 на кривую пpоектируемой плотности 16 га/скв, сносят полученную точку на ось К_ох.в. Таким образом К_ох.в. 0,64.

Следовательно, величины Кох.в. определенные по формуле (1) и по графику (фиг.2), практически равны.

В то время как величина К_ох.в., определенная по методике прототипа, равна 0,8.

Анализируя полученные результаты, следует отметить, что по данным разработки данного нефтяного пласта, результатов исследований и проведенных расчетов, в проектном документе на разработку данного пласта К_ох.в. принят равным 0,6.

Следовательно, более точную оценку величины К_ох.в дает предлагаемый метод.

П р и м е р 3. Оценивают величину коэффициента охвата пласта процессом вытеснения К_ох.в. Для этого бурят разведочные скважины до плотности сетки 2700 га/скв.

Определяют степень прерывистости пласта, для чего по данным исследований скважин рассчитывают коэффициент песчанистости k_п, который равен 0,84, и коэффициент расчлененности k_р, который равен 2,0.

Задаваясь проектируемой плотностью эксплутационных скважин, равной 16/скв (3-х рядная система расположения скважин), К_ох.в.. определяют по формуле (1), используя данные таблицы значения членов уравнения для расчета К_ох.в.

П_т>П_кр; следовательно sign (П_т-П_кр)=1
K_ох.в= (1-1)(A₀+A₁++ A) +
+ 0,6+[(0,6-0,61)(3000-2700)/(3000-400)] 0,59
При данных начальных условиях возможно использование предлагаемой методики в графическом виде (фиг.3), однако при П_т 2700 необходимы дополнительные графические построения, что может привести к снижению точности. Поэтому в данном случае более удобно использовать предлагаемую методику в аналитическом виде.

Расчет К_ох.в. по методике прототипа показал, что К_ох.в. 0,9.

Анализируя полученные результаты, следует отметить, что величина К_ох.в. 0,9, определенная по методике прототипа, является завышенной для пластов с данной степенью прерывистости.

Таким образом, преимущества предложенного способа заключаются в следующем.

Для оценки величины К_ох.в. по предлагаемой методике необходимы исходные параметры, которые определяются при любом количестве исходной геолого-физической информации. При недостатке (дефиците) информации не требуется никаких допущений или дополнительных условий, что повышает точность предлагаемой методики по сравнению с методиками прототипа и аналога.

Предлагаемая методика представлена как в графическом, так и в аналитическом видах.

Для экспертной оценки величины Кох.в. более удобно использование методики в графическом виде.

Предлагаемая методика в аналитическом виде позволяет использовать ее для учета прерывистости реального трехмерного пласта в одно- и двумерных моделях расчета технологических показателей разработки нефтяных и нефтегазовых месторождений, реализованных на ЭВМ.

Строгая научная обоснованность предлагаемого способа, при разработке которого использованы обобщенные зависимости распределения основных параметров и характеристик реальных месторождений, а также законы теории вероятности и математической статистики.

Формула изобретения

СПОСОБ ОЦЕНКИ ВЕЛИЧИНЫ КОЭФФИЦИЕНТА ОХВАТА ПЛАСТА ПРОЦЕССОМ ВЫТЕСНЕНИЯ НА РАННИХ СТАДИЯХ РАЗРАБОТКИ НЕФТЯНЫХ И НЕФТЕГАЗОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ путем определения степени перерывистости пласта и расчета коэффициента охвата, отличающийся тем, что на начальной стадии разработки нефтяного пласта бурят скважины до плотности сетки 100 и более га/скв, определяют цифровые значения коэффициента песчанистости и коэффициента расчлененности пласта, а расчет коэффициента K_ох.в охвата проводят в соответствии с выражением


П_т текущее (реальное) значение плотности сетки разведочных скважин, га/скв;
критические значения K_ох.в и плотности сетки разведочных скважин, соответственно доли, ед. и га/скв;
условно-конечные значения K_ох.в и плотности сетки разведочных скважин, соответственно дол. ед. и га/скв;

полином, описывающий зависимость в интервале 0 < П_т < П_кр;
текущее значение плотности сетки разведочных скважин, 10^-2 га/скв;
A₀ свободный член полинома;
A₁ A_n коэффициенты полинома.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4