Понедельник, 25.09.2017, 05:46:25
Приветствую Вас Гость

Публикации

Главная » 2010 » Август » 16 » КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ-ОСНОВА АДРЕСНОГО ВЫЯВЛЕНИЯ ОСТАТОЧНЫХ ЗАПАСОВ НЕФТИ
13:47:46
КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ-ОСНОВА АДРЕСНОГО ВЫЯВЛЕНИЯ ОСТАТОЧНЫХ ЗАПАСОВ НЕФТИ

КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ-ОСНОВА АДРЕСНОГО ВЫЯВЛЕНИЯ ОСТАТОЧНЫХ ЗАПАСОВ НЕФТИ

 

А.С. Кашик, О.Ю. Шаевский, СИ. Билибин

 

ОАО «Центральная геофизическая экспедиция»

 

В России, при одной восьмой мировых разведанных запасов нефти и добыче в размере 8-9 % от мировой, экономика во многом зависит от состояния нефтедобывающей промышленности.

Это не только важнейший источник поступления валютных средств, обеспечивающих благоприятный торговый баланс страны, но и мощный потребитель больших объемов продукции предприятий металлургического и машиностроительного секторов промышленности, обеспечивающий их развитие и занятость населения.

Поэтому нефтедобывающая промышленность во многом определяет будущее состояние экономики страны, ее экономическую безопасность.

Непременным условием успешного функционирования нефтедобывающей промышленности является обеспеченность ее ресурсной базы запасами нефти. Несмотря на существенное в последнем десятилетии прошлого века снижение объемов годовой добычи, ресурсная база снижалась еще более быстрыми темпами. Причины такого снижения хорошо известны, и не будем на них останавливаться, однако в очередной раз обратим внимание на существенное ухудшение структуры запасов нефтяных месторождений. За этот период доля трудноизвлекаемых разведанных запасов (запасы нефти в низкопродуктивных коллекторах, подгазовых и водонефтяных зонах, высоковязких нефтей) в обшей структуре выросла более чем в 3 раза. При этом по большинству месторождений, обеспечивающих основную добычу нефти, отмечается высокая обводненность продукции, составляющая 90 % и более.

Таким образом, объем и структура текущих запасов и, главное, сложившаяся на протяжении последних десяти - двадцати лет тенденция их изменения ставят под сомнение возможность роста, и даже стабилизации объемов добычи нефти без радикального изменения технологий добычи.

Одним из реальных источников восполнения сырьевой базы, обеспечивающих стабилизацию добычи, может являться увеличение извлекаемых запасов на уже открытых и введенных в разработку месторождениях - другими словами, увеличение коэффициента нефтеизвлечения (КИН).

Для ряда нефтедобывающих регионов и предприятий этот вопрос не нов. ибо в истории нефтедобычи уже накоплен положительный опыт решения вопроса стабилизации добычи в условиях некомпенсируемого прироста запасов.

По завершению первого этапа освоения каждого региона, связанного с разбуриванием месторождений по относительно редким сеткам скважин (по отношению к существующим в настоящее время) и выходом на максимальные темпы отбора, государство концентрировало средства на освоении других нефтяных районов. В то же время каждая республика, каждый нефтедобывающий район прикладывал усилия по стабилизации добычи и снижению темпов ее падения за счет применения более интенсивных систем воздействия. В результате этих работ на протяжении длительного периода времени, при некомпенсирующем добычу приросте запасов по новым месторождениям, предприятиям удавалось снижать темпы падения добычи и даже стабилизировать годовые отборы.

Аналогичная ситуация наблюдается и в США, где практически весь прирост запасов связан с месторождениями, находящимися в разработке (95 %), причем доля приращенных запасов за счет повышения эффективности системы разработки составляет около 70 %.

Прямой перенос отработанных в 80-е годы технологических решений на новые экономические условия вряд ли будет осуществим. Ибо при всем многообразии этих технологий практически все они включали общую составляющую - дополнительное бурение скважин, практически самую дорогостоящую технологию.

Компенсация падения добычи нефти на разрабатываемых месторождениях Западной Сибири за счет дополнительного разбуривания привела к существенно худшим результатам по сравнению с месторождениями Волго-Урала. Более высокая неоднородность продуктивных пластов обусловила снижение эффективности дополнительного бурения скважин. Проблема более эффективного применения данной технологии существует, и существует реально.

В нынешних условиях, когда нефтяные компании реинвестируют в разработку заработанные на конкретных месторождениях собственные финансовые средства, становится невозможным заставить недропользователя повторить массовое использование данного метода (уплотнение сетки) при подобной эффективности работы скважин.

В 90-х г., благодаря активному вмешательству ЦКР. в стране началось использование менее затратных технологий, направленных на повышение добычи нефти и КИН. В первую очередь это гидроразрыв пластов, бурение горизонтальных скважин, зарезка вторых стволов, физико-химические методы воздействия на продуктивные пласты. К настоящему моменту из перечисленных технологий наиболее широкое распространение нашел гидроразрыв пластов. Массовое применение других методов отмечается лишь в отдельных нефтедобывающих предприятиях.

Это не случайно, поскольку успешное применение этих методов на разрабатываемых обводненных месторождениях требует надежного знания мест сосредоточения остаточных запасов.

В этих условиях локализация остаточных запасов во времени и пространстве является обязательной для успешного, экономически целесообразного использования современных технологий интенсификации добычи нефти и повышения нефтеизвлечения.

Только надежное решение задачи локализации остаточных запасов нефти в разрабатываемых месторождениях позволит разрешить основное противоречие между заинтересованностью государства в достижении максимально возможной полноты извлечения нефти из недр, с одной стороны, и нежеланием недропользователя снижать полученную ранее прибыль из-за высоких рисков реализации этих технологий.

Таким образом, решением этого вопроса является создание трехмерной, а точнее четырехмерной модели геологического пространства и протекающих в нем процессов.

По инициативе Центральной комиссии по разработке Минэнерго начата мощная кампания по проектированию разработки месторождений на основе постоянно действующих геолого-технологических моделей (ПДГТМ), которая привела к созданию комплексных коллективов специалистов, создающих методологию, технологию моделирования и необходимое математическое обеспечение. Процесс массового моделирования пошел, пошел необратимо и на перспективу, именно он является базой, позволяющей решить основную проблему нефтяников - выбор обоснованных решений по бурению конкретной скважины, проведению конкретного геолого-технологического мероприятия и т.д.

Центральная геофизическая экспедиция Минэнерго, которую представляют авторы, была одной из первых организаций в России, где удалось объединить усилия большого коллектива геофизиков и геологов, работавших ранее над детальной интерпретацией сейсмической и промыслово-геофизической информации, с профессионалами в области проектирования и контроля за разработкой месторождений. За 5 лет совместной работы выполнено значительное количество проектов по построению ПДГТМ. включая проекты по таким крупным месторождениям, как Самотлорское. Комсомольское. Красноленинский свод, накоплен первый опыт работы с крупными массивами первичной информации.

Создание уже первых моделей показало необходимость тщательного сбора и оценки, порой отбраковки исходных данных. Процесс построения модели наполовину и более заключается в приведении в порядок информационной базы, оценке ее качества. При этом главная задача - выверка данных, непрерывная их корректировка, или хотя бы оценка достоверности, требующая вмешательства специалистов высокой квалификации, является основным и чрезвычайно ответственным этапом. Часть данных утеряна безвозвратно из-за невозможности их корректировки по причине ухода из отрасли специалистов-исполнителей и расформирования организаций. Неформальный процесс «чистки базы» значительно затрудняет и удорожает построение ПДГТМ. особенно на длительно разрабатываемых месторождениях, предъявляет серьезные ПДГТМ требования к пакетам матобеспечения, требует непрерывного интерактивного вмешательства специалистов, глубоко знающих условия производства в прошлом.

Тем не менее, комплексирование имеющихся данных по большинству месторождений позволяет создавать геолого-технологические модели, на которых можно принимать достаточно надежные решения по совершенствованию и управлению процесса выработки запасов.

В качестве примера можно привести данные по месторождению, введенному в разработку в 1973 г. и находящемуся в настоящее время на поздней, четвертой стадии разработки. Запасы месторождения выработаны, текущие извлекаемые запасы превысили утвержденные НИЗ, обводненность продукции скважин превышает 90%. В результате моделирования по площади и разрезу были определены зоны повышенной концентрации запасов нефти и намечена серия зарезок вторых стволов из расположенных вблизи обводненных скважин. Первая же зарезка подтвердила наличие зоны повышенной концентрации запасов нефти и обеспечила не только увеличение отборов нефти, но и многократное снижение обводненности продукции (с 91.2 % до 6.9 %).

Вопрос повышения надежности построения моделей становится в настоящий момент первоочередным. Имеющиеся технологии изучения геологического строения и коллекторских свойств пластов, в первую очередь ЗД - сейсморазведка, позволяют существенно повысить надежность построений. На основе последних достижений сейсморазведки в сочетании с палеоседиментологическим, палеогеоморфологическим и детальным палеотектоническим анализом, стало возможным, кроме геологических тел, разломов, сложных сочленений пластов, прогнозирование ослабленных зон, путей возможной миграции нефти, прочностных характеристик коллекторов, их качества, прерывистости и т.д.

К вопросу о цене подобных исследований. В принципе она просто не сопоставима с получаемыми результатами. Проектная разница затрат на его разработку составила величину, слагающуюся из стоимости бурения полутора десятка скважин.

Одним из серьезных результатов работы ЦГЭ по построению ПДГТМ явилось глубокое переосмысление опыта разработки месторождений, позволившее на основании разработанных принципов формирования и комплексного анализа промысловых и геологических данных нетрадиционно взглянуть на процессы, происходящие в геологической среде при разработке месторождений.

Мы не претендуем на бесспорность наших предложений, однако они открывают новые направления в подходах к проектированию сложных, давно эксплуатируемых месторождений и заслуживают, на взгляд авторов, развернутой дискуссии.

Анализ работы крупных нефтяных месторождений Западной Сибири показывает, что, как правило, обводненность продукции растет далеко не в проектном режиме, а значения текущих КИН достигаются отнюдь не в расчетное время и при более высоких экономических затратах.

Отсюда следует довольно простой и очевидный, на взгляд авторов, вывод:

Проектная технологическая схема и проектные решения в процессе эксплуатации перестают соответствовать изменяющейся геологической Модели строения объектов, и не малой степени за счет изменения типа и характера порового пространства коллектора, а, следовательно, и проницаемости.

Если предположить, что пласт-коллектор, эксплуатируемый в режиме ППД. «дышит», увеличивая объем раскрывающейся трещинной пористости по одному из направлений, то становятся легко объяснимыми прорывы нагнетаемой воды со скоростями в сотни и даже тысячи раз большими, чем скорости фильтрации в терригенном коллекторе. Легко объяснить также резкое снижение коэффициента охвата процессом заводнения и связанное с этим 2-х и более кратное падение КИН. несовпадение расчетных и реальных полей пластовых давлений и т.д., наблюдаемое по целому ряду месторождений.

При этом колебания давления, приливно-отливные силы, тектоника могут приводить к самозакреплению («самопропантируемости») этих микротрещин за счет неровностей их стенок и обломков, которые неминуемо при этом образуются и частично заполняют пространство трещин, не давая им смыкаться после снятия давлений.

Можно отметить некоторые особенности техногенной трещиноватости при МИД. которые следует учитывать, на взгляд авторов, при адаптации истории разработки и проектировании геолого-технологических мероприятий.

1. Вариации степени раскрытости трещин в процессе изменения объемов закачки (давлений на устье нагнетательных скважин). Отсутствие крепления трещин при ППД приводит к их переменной раскрытости. что ведет в свою очередь к изменению проницаемости (абсолютной и фазовой) в зависимости от изменения давления и времени разработки.

2. Поскольку вертикальные трещины образуются при больших репрессиях, своим началом они имеют нагнетательные скважины. Вместе с тем маловероятно прохождение трещины через добывающие скважины, работающие на депрессиях, в силу «схлопываюшего» влияния депрессионной воронки. Исключение могут составлять соединения трещин гидроразрыва и трещин ППД. либо попадание нагнетательной и добывающей скважины в одну ослабленную зону (например, древний разлом).

3. Техногенная трешиноватость увеличивает охват и интенсивность вытеснения до тех пор. пока трещины не соединились с зонами низкого давления, например, с подошвенной водой, либо с другими проницаемыми пластами с более низким давлением.

4. Трещины гидроразрыва резко увеличиваю охват вытеснением, увеличивают дебиты. Однако это происходит до тех пор, пока техногенные трещины нагнетательных скважин не соединены со специально закрепленными трещинами гидроразрыва. После этого ситуация резко ухудшается. Поэтому при массовых ГРП необходимо очень тщательно рассчитывать длину закрепления трещины и контролировать эти размеры независимыми наблюдениями.

После длительных сроков эксплуатации и прокачки по техногенным трещинным зонам огромных объемов химически агрессивной воды эти трещины могут становиться стационарными, полностью или частично искажая проектные решения.

Конечно, к такому же эффекту могут приводить и так называемые «суперколлекторы» - трудно обнаруживаемые геофизическими методами и трудно коррелируемые тонкие высокопроницаемые пласты.

Однако влияние суперколлекторов должно сказываться на приемистости нагнетательных скважин и скорости прохождения индикаторов сразу же на стадии начала заводнения, а не через годы эксплуатации залежей.

По нашему мнению, если трещиноватая зона или суперколлектор в процессе эксплуатации разгружены в подошвенную или законтурную воду - это сигнал к серьезным изменениям режимов эксплуатации и пересмотру технологической схемы в целом.

Другими словами, коллекторские свойства и связанные с ними коэффициенты вытеснения и охвата, по-видимому, есть функции от градиентов давлений и времени разработки объекта.

Таким образом, на поздней стадии разработки месторождений при высокой обводненной продукции возникает первоначальная проблема - заново изучить изменившиеся свойства коллектора, воспроизвести историю разработки с учетом динамики геологической модели и создать новую техсхему, адекватную новой полученной структуре коллектора.

При этом должны максимально использоваться следующие дополнительные данные:

    материалы по палеоистории пласта и, прежде всего, взаимное движение его отдельных участков в геологическом  времени,  позволяющие спрогнозировать зоны ослабления прочности, риска образования вертикальной трещиноватости и ее генерализованных направлений (главным образом по сейсморазведке);

• данные по пассивным сейсмическим наблюдениям для контроля за движением фронтов давлений и выявлением ослабленных зон;

• данные о скоростях передвижения меченых жидкостей (индикаторов) от нагнетательных рядов к добывающим скважинам. Зная объемы закачанной меченой жидкости и время продвижения, можно примерно оценить объем трещиноватости и розу направлений ее преимущественного распространения для данного нагнетательного ряда;

• динамику приемистости нагнетательных скважин, обращая внимание на резкие изменения этого параметра;

• информацию о путях разгрузки высокопроницаемых трещинных зон (за контур, в подошвенную воду, через тонкие глинистые перемычки, через заколонные перетоки);

• результаты ГИС-контроля, СО-каротажа, широкополосной акустики, электрокаротажа обсаженных скважин (особенно для длительно простаивающих скважин).

Важно, на наш взгляд, непрерывно оценивать изменения давления в коллекторах, расположенных выше и ниже разрабатываемого (детальная манометрия обсаженных и особенно необсаженных скважин).

Обобщая сказанное, выделим основные положения и выводы, которые могут быть и не бесспорными, однако открывают новые направления в подходах к сложным, длительно эксплуатируемым месторождениям и заслуживают, на взгляд авторов, развернутой дискуссии.

1. Любые ГТМ, направленные на увеличение КИН и уровней добычи нефти, должны предварительно моделироваться, для чего обязательно создание постоянно действующей модели месторождения и осуществление ее текущей непрерывной корректировки.

2. Важнейшим элементом моделирования должна стать адаптация истории разработки с учетом возможного изменения типа пористости (проницаемости) коллектора, вызванного техногенными воздействиями. Это, в свою очередь, коренным образом может изменить подход к локализации остаточных запасов нефти. В ПДГТМ следует вводить режимы расчетов, где трещинная пористость зависит и от давления, и от времени.

3. По мнению авторов, далеко не исчерпаны средства рентабельного доизвлечения углеводородов и значительного увеличения дебитов нефти даже при высокой, более 90 %. обводненности продукции.

Эти задачи должны решаться, естественно, на основе комплексного пересмотра всей накопленной информации, как геологической, так и промысловой, с обязательным использованием четырехмерного пространства x, y, z, l - единственного континуума, реально отражающего геологическое пространство и динамику протекающих в нем процессов.

Категория: Геостатистика и математическое моделирование в геологии | Просмотров: 2757 | Добавил: aka_kludge | Рейтинг: 2.0/1
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
...



На службе : дней
Главная | Регистрация | Вход | RSS

05:46:25
Обновить

Категории раздела
Геохимические методы поисков МПИ [0]
Геостатистика и математическое моделирование в геологии [3]
GIS в геологических исследованиях [2]
Геологоразведка и экономика геологоразведочных работ [5]
Рынок минерального сырья [7]
Метасоматоз – метаморфизм- гипергенез [0]
Геодинамика, магматизм [1]
Минералогические исследования [0]
Геометризация и анализ геологических полей [0]
Инвестиционные проекты [0]
Дискуссионные статьи [0]
Презентации лекций, научных докладов [0]
Поиск
Календарь
«  Август 2010  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
      1
2345678
9101112131415
16171819202122
23242526272829
3031
...
Архив записей
Друзья сайта
А вы зарегестрировались?
Статистика





hackings.ru

Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0
ИНФОРМЕРЫ
GeoInfoCom
Чехия курс валюты
Казахских тенге(KZT)//-//
Таджикских сомони(TJS)//-//
(TRL)//-//
Евро(EUR)//-//
Китайских юаней Жэньминьби(CNY)//-//
Мексиканских песо(MXN)//-//
Доллар США(USD)//-//
Иранских риалов(IRR)//-//
Иракских динаров(IQD)//-//
Японских йен(JPY)//-//
Северо-Корейских вон(KPW)//-//
Вон Республики Корея(KRW)//-//
Кувейтский динар(KWD)//-//
Монгольских тугриков(MNT)//-//
Дирхамов ОАЭ(AED)//-//
Новых тайваньских долларов(TWD)//-//
Долларов Зимбабве(ZWD)//-//
Франков КФА ВЕАС(XAF)//-//
Малагасийских ариари(MGA)//-//
Конголезских франков(CDF)//-//
Австралийский доллар(AUD)//-//
Copyright GeoInfoCom © 2017 | --> ADMIN: aka_kludge