Способ мониторинга разработки газовых месторождений

Изобретение относится к области использования геофизических методов, а именно гравиметрической разведки, для контроля разработки газовых месторождений. Сущность изобретения состоит в том, что способ мониторинга разработки газовых месторождений включает проведение в течение всего периода эксплуатации месторождения циклических наблюдений за изменениями силы тяжести на гравиметрических пунктах, при этом в пределах месторождения размещают два типа пунктов наблюдения - базисные, которые размещают в пределах кустов эксплуатационных скважин, где по данным промыслово-геофизических исследований определяются объем отбора газа, падения пластового давления и перемещения газоводяного контакта, и режимные - на участках месторождения, непосредственно не дренируемых эксплуатационными скважинами, по периодическим наблюдениям на базисных пунктах устанавливают зависимости между изменениями значений силы тяжести и указанными параметрами разработки, и полученные зависимости затем используют для определения по измеряемым значениям силы тяжести на режимных пунктах текущих запасов газа в месторождении, его распределения и перемещения масс флюидов по площади всего месторождения. Техническим результатом способа является повышение достоверности и эффективности гравитационного контроля отработки газового месторождения во времени и пространстве его объема. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к области добычи нефти и газа, а именно для контроля разработки газовых месторождений.

Известен способ контроля эксплуатации газовых залежей, основанный на проведении в пределах площади месторождения или подземного газохранилища повторных наблюдений за изменениями силы тяжести, которые выполняют на долговременных гравиметрических пунктах, стабильно закрепленных на местности, и по изменениям поля силы тяжести судят о явлениях и процессах, происходящих в залежи (см. Файтельсон А.Ш., Золина С.П. "Использование режимных гравиметрических исследований для контроля за эксплуатацией газовых залежей и уточнения элементов их строения", Обзорная информация, серия "Геология и разведка газовых и газоконденсатных месторождений", Москва, 1984, Выпуск 11, с.2, 15-17).

Однако в способе отсутствуют конкретные критерии для выбора частоты повторных наблюдений, размещения долговременных гравиметрических пунктов, а истолкование результатов наблюдений основано на качественном их анализе, что не позволяет достичь высокой эффективности и результативности контроля.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ гравитационного контроля месторождений углеводородов и подземных хранилищ газа, выбранный в качестве прототипа, при котором контроль за распределением и перемещением масс флюидов в недрах осуществляется по изменениям значений силы тяжести, измеряемым циклически в течение всего периода эксплуатации месторождения телеуправляемыми гравиметрами, которые размещают в отработанных разведочных скважинах (см. патент SU 1299318, кл. G01V 7/00, 27.06.1995).

Способ имеет те же недостатки - отсутствуют правила выбора скважин для проведения наблюдений и не определены приемы получения количественных характеристик отработки залежи. Кроме этого, количество разведочных скважин на месторождении ограничено, а их расположение может быть неоптимальным для целей контроля, поэтому обеспечить данным способом полноценный и эффективный мониторинг всего месторождения не удается. Также способ сложен в реализации и требует больших затрат, так как предполагает использование дорогостоящих скважинных гравиметров на все время эксплуатации месторождения.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является оптимизация приемов получения количественных характеристик отработки залежи, а именно количества газа в месторождении, его распределения и перемещения его масс в залежи.

Техническим результатом, достигаемым при реализации изобретения, является повышение достоверности и эффективности гравитационного контроля отработки газового месторождения во времени и пространстве его объема.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что способ мониторинга разработки газовых месторождений включает проведение в течение всего периода эксплуатации месторождения циклических наблюдений за изменениями силы тяжести на гравиметрических пунктах, при этом в пределах месторождения размещают два типа пунктов наблюдения - базисные, которые размещают в пределах кустов эксплуатационных скважин, где по данным промыслово-геофизических исследований определяются объем отбора газа, падение пластового давления и перемещение газоводяного контакта, и режимные - на участках месторождения непосредственно не дренируемых эксплуатационными скважинами, по периодическим наблюдениям на базисных пунктах устанавливают зависимости между изменениями значений силы тяжести и указанными параметрами разработки, и полученные зависимости затем используют для определения по измеряемым значениям силы тяжести на режимных пунктах текущих запасов газа в месторождении, его распределения и перемещения масс флюидов по площади всего месторождения.

Предпочтительно предварительно выполняют районирование месторождения и разбивают его на зоны с одинаковыми геологическим строением и промысловыми показателями, в пределах каждой зоны размещают не менее одного базисного пункта и несколько режимных, равномерно располагаемых по площади зоны, а периодичность наблюдений на базисном и режимных пунктах каждой зоны выбирают равной интервалу времени, за который при плановом темпе отбора газа величина изменения силы тяжести δg на базисном пункте достигнет значения ошибки ее измерения σ, при этом наблюдения на режимных пунктах начинают выполнять с запаздыванием на время, за которое изменение силы тяжести на базисном пункте составит 3σ, зависимости между указанными параметрами разработки и изменениями силы тяжести на базисных пунктах определяют на каждом шаге наблюдений после достижения приращения силы тяжести 3σ, для чего используют ряд последовательных наблюдений во временном интервале, в течение которого изменение силы тяжести также превысит 3σ, а пересчет наблюдаемых значений силы тяжести на режимных пунктах в текущие запасы газа в месторождении, его распределение и перемещение масс флюидов в залежи производят по достижении приращения δg=σ.

На фиг.1 показан участок газового месторождения, на котором производится гравиметрический мониторинг разработки; на фиг.2 - корреляционная зависимость между изменениями силы тяжести и параметром разработки - объемом отбора газа на эксплуатационном кусте, где расположен гравиметрический базисный пункт наблюдений; на фиг.3 - характер изменения во времени изменений силы тяжести на базисном и режимном пунктах наблюдений.

Способ осуществляется следующим образом.

Перед началом эксплуатации месторождения или на раннем этапе его разработки, основываясь на геолого-технологической модели месторождения, производят его районирование (фиг.1), выделяя в пределах контура 1 зоны 2, 3, 4 и т.д. Каждая зона представляет собой участок месторождения с одинаковым геологическим строением и промыслово-добычными показателями залежи.

В соответствии с выполненным районированием, выбирают схему расположения гравиметрических базисных и режимных пунктов долговременных наблюдений. В пределах кустов 5 эксплуатационных скважин, пробуренных на месторождении, размещают базисные пункты 6 и закрепляют из на местности так, чтобы в пределах каждой зоны располагался хотя бы один базисный пункт. Пространство между кустами 5 скважин, которое собственно и подлежит мониторингу, покрывается, по возможности равномерно, сетью режимных пунктов 7.

Наблюдения на базисных пунктах применяют для получения в течение всего времени эксплуатации месторождения и для каждой его зоны корреляционных зависимостей (фиг.2) между параметрами разработки (объемов отбора газа, падений пластового давления и т.д.) и изменениями силы тяжести. Для получения зависимостей, например между объемом отбора газа 8 и приращением силы тяжести, используют результаты определения эксплуатационных параметров по промыслово-геофизическим исследованиям, выполняемым на соответствующем кусте. Результаты повторных периодических наблюдений на режимных пунктах пересчитываются с использованием полученных зависимостей в количественные характеристики отработки залежи на участках, не дренируемых эксплуатационными скважинами. Таким образом, мониторинг осуществляется не только во времени, но и по площади всего месторождения.

Первый цикл наблюдений на базисных и режимных пунктах выполняют (фиг.3) в момент времени t₀, совпадающий с началом эксплуатации месторождения. Периодичность повторных наблюдений выбирают исходя из необходимости получения достоверных результатов измерения силы тяжести при приемлемом объеме наблюдений.

Поэтому наблюдения на базисных пунктах проводят не чаще, чем через интервал времени, за который приращение δg силы тяжести, при планируемом темпе отбора газа на кусте, может достичь значения ошибки измерения σ. При темпе отбора газа, равном ΔV, интервал времени Δt=t₁-to=t₂-t₁=... между повторными наблюдениями выбирают по формуле Δt=σ/k ΔV, где k - коэффициент пропорциональности, выбираемый по результатам теоретических расчетов изменения силы тяжести при отборе массы газа объемом ΔV. Это дает вероятность, равную 0,683, что отклонения между соседними по времени измерениями на базисных пунктах будут значимы.

Так как участки, где располагаются режимные пункты, непосредственно не дренируются эксплуатационными скважинами, отбор запасов в них идет более медленными темпами и с запаздыванием. Поэтому повторные наблюдения на режимных пунктах начинают только после того, как изменение силы тяжести 9 на соответствующем базисном пункте достигнет или превысит 3σ, т.е. с момента времени t₃ и выполняют далее с той же периодичностью, что и на базисном пункте.

Для получения достоверных корреляционных зависимостей (вида 8 на фиг.2) их начинают вычислять также с момента времени t₃, после того, как изменение силы тяжести на базисном пункте превзойдет значение 3σ. Начиная с этого времени, зависимости устанавливают на каждом последующем шаге наблюдений. Для их вычисления используют ряд последовательных измерений силы тяжести во временном интервале, в течение которого приращение силы тяжести на базисном пункте превысит 3σ. Так, для первого вычисления используют измерения в моменты времени t₀, t₁, t₂ и t₃, для следующего - определения в моменты времени t₁ t₂, t₃ и t₄ т.д.

Для исключения недостоверных результатов установленные зависимости применяют к измерениям 10 на режимных пунктах, когда изменение δg силы тяжести относительно измеренного здесь исходного значения достигнет или превысит ошибку измерения σ, т.е. с момента времени t₄ на фиг.3.

Настоящее изобретение может быть использовано в газодобывающей промышленности.

1. Способ мониторинга разработки газовых месторождений, заключающийся в проведении в течение всего периода эксплуатации месторождения циклических наблюдений за изменениями силы тяжести на гравиметрических пунктах, отличающийся тем, что в пределах месторождения размещают два типа пунктов наблюдения - базисные, которые размещают в пределах кустов эксплуатационных скважин, где по данным промыслово-геофизических исследований определяются объем отбора газа, падение пластового давления и перемещение газоводяного контакта, и режимные - на участках месторождения непосредственно не дренируемых эксплуатационными скважинами, по периодическим наблюдениям на базисных пунктах устанавливают зависимости между изменениями значений силы тяжести и указанными параметрами разработки, и полученные зависимости затем используют для определения по измеряемым значениям силы тяжести на режимных пунктах текущих запасов газа в месторождении, его распределения и перемещения масс флюидов по площади всего месторождения.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что предварительно выполняют районирование месторождения и разбивают его на зоны с одинаковыми геологическим строением и промысловыми показателями, в пределах каждой зоны размещают не менее одного базисного пункта и несколько режимных, равномерно располагаемых по площади зоны, периодичность наблюдений на базисном и режимных пунктах каждой зоны выбирают равной интервалу времени, за который при плановом темпе отбора газа величина изменения силы тяжести δg на базисном пункте достигнет значения ошибки ее измерения δ, при этом наблюдения на режимных пунктах начинают выполнять с запаздыванием на время, за которое изменение силы тяжести на базисном пункте составит 3σ, зависимости между указанными параметрами разработки и изменениями силы тяжести на базисных пунктах определяют на каждом шаге наблюдений после достижения приращения силы тяжести 3σ, для чего используют ряд последовательных наблюдений во временном интервале, в течение которого изменение силы тяжести также превысит 3σ, а пересчет наблюдаемых значений силы тяжести на режимных пунктах в текущие запасы газа в месторождении, его распределение и перемещение масс флюидов в залежи производят по достижении приращения δg=σ.