Файл: Салимжанов Э.С. Алгоритмы идентификации и оптимизации режима скважин.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 22.07.2024

Просмотров: 88

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

воды, скорость продвижения «к. р.» в данном районе замедля­ ется, и в тот момент, когда скважина № 2 обводняется на 40ч60%, наступающий «к. р.», хотя и имеет извилистые очертания, все же в значительной мере выравнивается. При дальнейшем продвижении «к. р.» позади каждой скважины внешнего ряда образуется гидродинамический целик первого рода (хвост нефти). Местоположения этих целиков условно показаны штри­ ховкой. К скважинам следующей линии отбора вода подходит острыми языками, причем в левой части «к. р.» продвинулся на значительно большее расстояние, чем в правой части (опор­ ного элемента системы), т. е. при подходе контура воды к сква­ жинам второй линии он вновь становится извилистым. Затем «к. р.» вновь выпрямляется, но с наклоном вправо. При даль­ нейшем продвижении контура воды в районе скважин второй липни образуются длинные и широкие хвосты нефти. Продви­ жение «к. р.» становится весьма неравномерным: к скважине

4 вода подходит с большим опережением и она (скважина

4) успевает обводишься более чем на 90% ко времени на­ чала обводнения скважины № 5. В промежутках между сква­ жинами центрального ряда имеют место значительные целики нефти второго рода.

Вариант 2 (6). Скважины первой и второй линии останав­ ливаются при обводнении на 82ч-92 (в среднем 87) процентов. Для второго варианта рассматривались три различные этапа. Гидродинамические поля первого этапа второго варианта пол­ ностью совпадают с вариантом 1 (5). Для второго и третьего этапов на рис. 9 в показаны пунктиром последовательные по­ ложения наступающего «к. р.».

Впервый момент второго этапа слабо искривленный кон­ тур воды движется с некоторым опережением в левой части

опорного элемента, где проницаемость пласта повышена. К скважинам второй линии «к. р.» подходит языком. В момент остановки скважин второй линии «к. р.» имеет более извилис­ тое очертание, чем в первой линии. Однако в целом искаже­ ния контура не особенно велики.

В первую половину третьего этапа «к. р.» в левой части эле­ мента продвинулся с большим опережением как за счет лучшей

проницаемости пород, так и за счет ускорения

течений

по

главной линии тока скважины № 4 (рис. 9 в).

«К. р.»

в мо­

мент обводнения скважины № 4 приобретает значительный на­ клон, затем выравнивается так, чго целик в центральном ряду оказывается существенно меньшим, чем в условиях варианта 1 (5).


Комментируя результаты работы [14]), следует рассмот­ реть временную развертку процессов обводнения залежи. На рпс. 9 г приведен график, определяющий (во времени) общую добычу нефти и водонефтяные факторы для каждого вариан­ та, при этом индексами So, St обозначены соответственно ва­

рианты 1 (5) и 2 (6).

Наблюдается существенное повышение темпа выработки запасов и значительное снижение водопефтяиого фактора, ес­ ли применяется S( , а не S0. Выигрыш на водонефтяном фак­

торе* заметно усиливается со временем. При t = 21 году**, на­ пример, выигрыш S, (относительно S0) на водонефтяном

факторе составляет более 200%. Это означает, что, используя S, , можно добыть (на единицу объема извлекаемой нефти)

в несколько раз меньше пластовой воды. В рассматриваемом

примере водонефтяной фактор поведения S (

составляет 4, а

Su —

около 10.

 

 

 

В дальнейшем мы будем употреблять наряду с So, S ( бо­

лее широкие термины постоянного

С S(c) )

и переменного

С S(f)

0 режимов:

 

 

 

 

S„sS(c),

S, s

S(/)

(1.16),

где =

— символ включения.

 

 

 

Постоянные режимы [стабильных дебитов (давлений] бы­

ли введены в теории разработки

нефтяных

месторождений

[7] как условия однозначности решения задач проектирования технологических процессов. Однако это не только удобная аб­

стракция: ранее отмечалось,

что в практике

эксплуатации

крупнейших

месторождений

Урало-Волжской

провинции

темпы изменений дебитов жидкости ч давлений незначительны, так что процесс носит по этим параметрам характер квазистационарного (рис. 2)***. В этой связи понятно стремление авто­ ров работы [14] использовать режим типа S0, как некоторый эталон поведения. Предложенный там же gt—процесс основан

на явном использовании принципа равномерного стягивания контуров нефтеносности (усиленно разрабатываемого'«Казан­ ской школой нефтяников» [15]'-f-[17]).

*Этот параметр гомоморфно отображает экономику процесса.

**В это время основные запасы можно (с точностью до 3,4%) счи­ тать выработанными.

***Существенно нестационарным является основной технологический процесс С (1), обусловленный обводнен ием-скважнп (рис,.-2


В связи с обзором результатов из [14] приведен рассчи­ танный нами (посредством аналогичного метода) Sp — процесс (см. кривые, помеченные последовательностью точек на рис. 9 а, в, г), который обеспечивает существенные преиму­ щества относительно S t поведения и значительный выигрыш

в сравнении с S0 — режимом (в отношении сопоставления с S[ — режимом можно гарантировать лишь удержание ка­

чества и частичного порядка, поскольку за 16 лет, истекших

после опубликования работы

[14], часть информации

оказа­

лась утраченной и была восстановлена эвристически).

S,, —

процесс основан на опорном принципе

(законе управления)

вида:

 

 

 

<ЮГ

1,Т,

п

Н е ­

1; і, і =

выполнение неравенства влечет выключение (невыполнение— включение) скважин. Sp — режим будет в дальнейшем ис­ следоваться как элемент поведения (стратегии) максималь­

ных дебитов нефти. Здесь йД

 

G f

(t*) — общий дебит

нефти реагирующих скважин,

gj

^

g| (t*) — дебит нефти

возмущающей скважины.

Sp

— поведения основной

Обоснование и разработка

предмет настоящей работы. Детали будут вводиться постепен­ но в ходе изложения материала. Здесь уместно отметить, что

sp= S (Г)

и что первая проба Sp поведения на модели течений из [14] дала вполне удовлетворительный результат. Ко времени пол­ ной (с точностью до 1 -^2%) выработка запасов (30^-40 лет) Sp — стратегия обеспечивает выигрыш (относительно S ( и

S0 — режимов) по водонефтяному фактору соответственно в десятки и сотни раз, в отношении темпов выработки запасов различия Sp и S t поведений оказались несущественными*.

Чрезвычайно важное обстоятельство, которое будет про­ слеживаться и в дальнейшем заключается в конечности Sp процесса (в отличие от So и S t — режимов, которые асимп­

тотически уходят в бесконечность).

*

В рассматриваемом

примере средний темп выработки при S p -—ре.-

/Киме

несколько выше, чем

в случае использования St — стратегии, одда-

J\0 этот результат находится в пределах точности восстановления задачи из

.441.


Интересно отметить (рис. Ôв), что S p — Поведение [явію опирающееся на интерференционный эффект (см. 1. 17)]—да­ но, в некотором смысле, более равномерный закон стягивания

«'к. р.», чем режим S3 и (даже!) Si

(напомним, что в послед­

нем случае закон управления выступал

в виде принципа рав­

номерного стягивания

контуров). На

рис. 9 в показано, что в

случае S,, — режима

«к. р.» стремится

с течением времени

занять положение, идентичное изолиниям равной проницае­

мости (см. рис. 9 а), любопытно,

что при St — поведении

наблюдалась та же тенденция

(пытаясь выровнять «к. р.»,

приходилось оттягивать срок отключения обводненных сква­

жин, что, естественно, портило экономику

процесса

и давало

лишь частичный результат) и, наконец, параметры

S (

и Sp

поведений можно существенно сблизить, если в конце

14-го

года эксплуатации St —

процесс заменить S,,

режимом

(см. рис. 9 г)*.

важных результатов

исследования

Одним из наиболее

подземных течений [1], [12], [14], является

открытие

дина­

мических целиков нефти

первого и второго рода (являющих­

ся следствием S0 — режима). Целики второго

рода,

образу­

ющиеся между скважинами центрального ряда, могут содер­ жать существенные запасы нефти (см. таблицу, заимство­ ванную из [14]):

Площадь целика второго рода в процентах от площади, приходящейся

на

скважину

центрального

ряда

 

П р о ц е н т

 

Р е ж и

м 1.1

 

обводненности

 

 

 

 

форсированный отбор

скиажнн внешних

So

S t

рядов

на скважин

внешних рядов

80

7 ,45

6 ,77

14,22

84

6 ,66

6 28

12,85

88

5 ,73

6 ,10

12.06

9 2

5 ,0 3

5 ,8 3

11

27

9 6

4 ,13

5 ,6 4

10,43

9 8

3 ,7 0

3 ,8 5

9 .45

99

3 ,3 2

2 ,79

8 ,58

9 9,5

2 ,97

1,92

7 ,33

* Заметим, что авторы работы

[44] так же

в конечном итоге приходят

к комбинированной стратегии, предлагая «ускорить» процесс путем переве­ дения части эксплуатационных скважин в нагнетательные. Не отрицая, в принципе, возможности использования комбинированных стратегий, отме­ тим, что предложение вырабатывать динамические целики второго рода пу­ тем дополнительных капитальных вложении (ма периоде истощения запа­ сов!) представляется сомнительным (тем более, что Sp ■— стратегия, состо­

ящая из последовательности однородных поведений, удовлетворительно справляется с этой задачей).


В этой связи представлялось необходимым детально рас­ смотреть кинематику процесса выработки целиков второго рода. В качестве объекта исследовании был взят однородный

круглый пласт (1< = 1 д; h= Л0 м;

|хв — а„ — 1сп),

дрениру­

емый двумя (равиодебнтными) эксплуатационными

скважи­

нами. Задача сопоставления S0 и Sp

режимов решалась ме­

тодом цифровых экспериментов. Варьировались: R,.

=;[1, .

........... ,10] км, размер, форма и положение нефтеносной, зо­

ны*.

 

расчетов выполнена на

Первая серия (несколько десятков)

основе метода синхронных контуров при R,. = іЮ км и пере­

паде давления Рг —

36 = 1 атм.

Исследовались процес­

сы, когда «к. р.» ограничивает выпуклую область различной конфигурации (круг, овал, эллипс, квадрат, прямоугольник, треугольник и т. п.), произвольно размещенную относительно скважин**, что давало достаточное разнообразие фильтраци­ онных полей. Был сделан следующий основной вывод: если пласт однороден, область дренирования двусвязна, нефтенос­ ная зона выпукла, индекс покрытия нормален, то

Т( SP )

Т( SP )

 

J Gp(t)dt

> J' G0(t)dt

(1.18),

T(Sp )

ï(Sp )

 

fW0(t)dt

< J W 0 (t)dt

(1.19),

T. e. Sp — стратегия не хуже эталонного поведения стабиль­ ных режимов.

Здесь W — водонефтяной фактор, T (Sp ) — время окон­ чания процесса (запасы, в основном, выработаны).

Установлено, что выигрыш Sp — режима заметно возра­ стает, если первоначальные запасы нефти размещены ком­ пактно и эксцентрично. Наблюдались отдельные случаи, ког­

да

объемы

пластовой воды,

добываемой на

интервале

[О,

T(Sp)],

были при Sp режиме

(относительно S0)

в десятки

и сотни раз меньшими.

 

 

* С покрытием > 2.

** Последнее обеспечивало значительную неоднородность подземных потоков.