Файл: Справочное руководство по проектированию разработки и эксплуатации нефтяных месторождений. Проектирование разработки.pdf

На выбор эксплуатационных объектов влияют физические и физико-химиче­ ские свойства нефти и газа. Высокая вязкость нефти, большое различие в давле­ ниях насыщения нефти газом, значительное содержание парафина и сернистых соединений в нефти некоторых пластов препятствует объединению их в один объект с другими горизонтами. В некоторых случаях нельзя объединять пласты

вследствие высокого содержания азота, сероводорода и других примесей в газе, растворенном в нефти.

Допустимые пределы снижения давления ниже давления насыщения нефти газом определяются по данным гидродинамических расчетов, с помощью которых устанавливаются ожидаемые забойные депрессии при различных схемах объеди­ нения пластов и различных вариантах разработки. Считается, что для объедине­ ния пластов в один объект эксплуатации при водонапорных режимах во избежа­ ние засорения коллекторов газом .забойные давления в скважинах не должны быть ниже чем на 25 % от давления насыщения газом нефти объединяемых гори­ зонтов.

Целесообразность объединения пластов в один объект эксплуатации, уста­ новленная по упомянутым геологическим признакам, далее уточняется и прове­ ряется технологическим анализом, гидродинамическими и экономическими рас­ четами. При этом рассматривается ряд вариантов показателей совместной раз­ работки пластов, объединенных в один эксплуатационный объект, в различных сочетаниях. Следует учитывать, что при совместной разработке нескольких пластов утрачиваются некоторые положительные качества раздельной эксплуа­ тации каждого из них. Например, максимально возможная добыча нефти из всех горизонтов при самостоятельной их разработке может значительно превышать суммарный дебит этих же пластов при объединении их/В один объект эксплуата­ ции. Это связано с различием допустимых депрессий давления между забоями скважин и пластом некоторых объединяемых объектов. При совместной эксплуа­ тации забойные давления устанавливаются по какому-либо одному признаку или по нескольким из них, ограничивающих отбор нефти (разрушение слабосцементированных пород одного из горизонтов, повышенное значение давления насыще­ ния нефти газом в другом, близость газонефтяного или водонефтяного контактов и т. д.). Эти особенности в свойствах некоторых из объектов вынуждают устанав- •ливать депрессии, значительно меньшие, чем те, которые допустимы для ряда других объединяемых горизонтов. Имеются и другие причины снижения суммар­ ной продуктивности пластов при их объединении. В результате уровень макси­ мальных отборов нефти из пластов при их объединении снижается. Поэтому в про­ цессе гидродинамических расчетов оценивается продуктивность каждого из объединенных пластов.

Дебиты скважин при объединении высокопродуктивных горизонтов должны быть согласованы с пропускной способностью и производительностью имеющегося эксплуатационного оборудования.

Целесообразный вариант объединения пластов окончательно определяется по данным экономического анализа.

Разделение залежи по площади на эксплуатационные объекты проводится с учетом разобщенности различных частей залежи тектоническими нарушениями и зонами выклинивания пластов с учетом существенных изменений коллектор­ ских свойств пород по простиранию пластов и физических свойств нефти, с учетом геометрии залежи, неравномерностей залегания запасов и водонефтенасыщенности коллекторов в различных частях залежи и т. д.

Из сказанного следует, что для правильного и своевременного решения задач выделения эксплуатационных объектов необходимо соответственно орга­ низовать разведку и подготовку многопластовых нефтяных месторождений к раз­

работке (об этом см. в работе [10]).

Было показано, что существенная роль при выделении эксплуатационных объектов принадлежит геологическим характеристикам объединяемых горизон­ тов. Сложность их анализа заключается в недостаточности имеющихся количе­ ственных оценок весомости упомянутых геологопромысловых характеристик объединяемых пластов. Поэтому в последнее время делаются попытки при вы­ делении эксплуатационных объектов учесть количественные критерии, связанные с геологическими особенностями строения различных горизонтов. В качестве

97

примера приводится методика количественной оценки степени различия свойств объединяемых пластов, предложенная В. Г. Каналиным [41 ]. Методика позволяет оценивать зависимость коэффициента продуктивности скважин при совместной эксплуатации пластов от степени их различия по нескольким геологопромысло­ вым признакам. По этой методике можно (по данным учета снижения годовых отборов нефти при различных вариантах объединения пластов) определить влия­ ние степени различия свойств пластов на результаты их совместной эксплуа­ тации.

§ 2. КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА СТЕПЕНИ РАЗЛИЧИЯ СВОЙСТВ ПЛАСТОВ ПО ГЕОЛОГОПРОМЫСЛОВЫМ ПРИЗНАКАМ

Снижение коэффициента продуктивности скважин, эксплуатирующих одновременно несколько нефтеносных пластов

В процессе разработки многопластовых эксплуатационных объектов нефтя­ ных месторождений различных нефтедобывающих районов страны было замечено,

что средний коэффициент продуктивности скважин /Ссов» эксплуатирующих

несколько пластов совместно, меньше суммы /Ссум средних значений коэффициен­ тов продуктивности скважин, эксплуатирующих те же пласты отдельно, т. е-

только t-ый пласт (i = 1, 2, ..., л); п — число пластов, объединяемых в один экс­ плуатационный объект.

Анализ причин снижения коэффициента продуктивности при совместной эксплуатации пластов по сравнению с раздельной позволяет сделать вывод о том, что отмеченное явление изучено недостаточно, особенно его физическая сущность. Ряд исследователей считают, что снижение коэффициента продуктивности зави­ сит от перетоков жидкости из одного пласта в другой, другие уделяют значитель­ ное внимание потерям за счет гидравлических сопротивлений в стволе скважины, третья группа авторов это объясняет техническими причинами — например, диаметром лифта, четвертая группа исследователей это объясняет взаимовлиянием эксплуатируемых пластов.

Анализ промысловых данных позволяет сделать вывод, что значение сниже­ ния средних коэффициентов продуктивности Д/С, равное разнице суммарных

тем больше, чем больше число пластов объединяется в один эксплуатационный объект.

Например, на Западно-Сургутском месторождении снижение средних коэф­ фициентов продуктивности скважин, эксплуатирующих совместно пласты БСХ+ БС2_з и БСх + БС10, составляет (1,7ч-3) 10”2 кг/(сут-Па), при совместной

эксплуатации трех пластов (БСх + БС2_3 + БС^) коэффициент Д/С уже увеличи­ вается до 5,21-10“2 кг/(сут*Па). Аналогичная картина наблюдается на УстьБалыкском месторождении, где средние коэффициенты продуктивности сква­ жин, эксплуатирующих совместно пласты БСХи БС2_3, снижаются^на 1,9 X

X 10~2 кг/(сут*Па), а в случае приобщения третьего пласта (БС4) Д/С увеличи­ вается до 3,8-10~2 кг/(сут-Па).

Если в один эксплуатационный объект совмещается большое число пластов, степень снижения коэффициента продуктивности будет достигать еще больших значений. Максимальное значение уменьшения коэффициента продуктивности при совместной эксплуатации пластов по сравнению с раздельной достигает 35—45 %.

98

Очевидно, отмеченные явления можно учитывать при решении вопроса об оптимальном варианте объединения нескольких продуктивных пластов в один эксплуатационный объект на стадии составления технологической схемы, гене­

ральной схемы или проекта разработки многопластового нефтяного месторо­ ждения.

Обозначим через Xнекоторую осредненную количественную характеристику степени различия пластов по какому-либо признаку

где Хг —-^среднее значение какого-либо геологопромыслового признака первого

пласта; Х2 — среднее значение этого же признака по второму пласту. Тогда

где п — число объединяемых пластов; h — эффективная толщина; k — прони­ цаемость; |х — вязкость нефти; р — плотность нефти; /(р — коэффициент расчле­ ненности; Кп — коэффициент песчанистости; Арпл — разница пластовых давле­ ний; L — расстояние между объединяемыми пластами.

Определив /(сов и используя методику гидродинамических расчетов, осно­ ванную на учете коэффициентов продуктивности, можно найти возможное снижение добычи нефти при различных варйантах объединения нескольких пластов в эксплуатационные объекты. Оценив экономическую эффективность каждого из рассмотренных вариантов, принимают решение о наиболее оптималь­ ном варианте объединения продуктивных пластов в эксплуатационные объекты в разрезе многопластовых нефтяных месторождений. Особое значение это имеет для новых многопластовых нефтяных месторождений, так как выработка объек­ тивных рекомендаций по выделению эксплуатационных объектов в таком случае позволит уменьшить вероятность серьезных ошибок при проектировании разра­ ботки и снизить размеры возможных дополнительных капитальных вложений при последующем исправлении допущенных ошибок.

Отношения геологопромысловых параметров как характеристика степени различия пластов

Так как не проводятся исследовательские работы в полном объеме, имеется

небольшое число разведочных скважин и т. д., оценить величины /(*, /(сум, /(сов на стадии окончания разведки и составления технологической схемы разработки трудно. Исходя из этого, при решении вопроса об объединении нескольких пла­ стов в один эксплуатационный объект вначале устанавливается зависимость величины снижения коэффициента продуктивности при совместной эксплуатации

(/(сов) от степени различия свойств объединяемых пластов не для эксплуатацион­ ного объекта в целом, а для отдельной скважины. В качестве количественной характеристики степени различия двух пластов по тому или иному признаку в одной l-й скважине можно принять величину, характеризующую отношение геологопромысловых признаков соседних продуктивных пластов в одной и той же скважине,

где X1j и X2j — значения геологопромысловых признаков / первого и второго множеств соседних (первого и второго) продуктивных пластов в одной скважине; i = it 2, ..., N\ j = 1, 2, ..., M (iV — число разведочных скважин, М — число

геологопромысловых признаков).

С помощью Xi можно оценить степень и характер взаимовлияния пластов при их совместной эксплуатации. Величину /(сов* коэффициента продуктивности

99

отдельной скважины, эксплуатирующей два пласта, можно представить в виде функции

их объединения в один эксплуатационный объект задача усложняется. При че­ тырех продуктивных пластах будем иметь четырехмерную регрессию ф = ср (к12,

ной эксплуатации продуктивных пластов (многопластовых эксплуатационных объектов) были построены карты отношений геологопромысловых параметров: гидропроводности (Ле), проницаемости (Х/г), эффективной толщины (kh) по смеж­ ным продуктивным пластам Усть-Балыкского, Западно-Сургутского, Правдинского, Самотлорского месторождений. Сравнительный анализ этих карт с кар­ тами разработки по отмеченным месторождениям позволил сделать вывод о хоро­ шей связи величины К с результатами разработки пластов, т. е. величина к удо­ влетворительно отражает влияние степени различия пластов по отношениям геологопромысловых признаков на результаты их совместной эксплуатации.

Если определяется /Ccobi, необходимо для каждой скважины, кроме /Ссов»

знать значения J]Ki коэффициентов продуктивности той же скважины при усло­ вии раздельной эксплуатации объединенных пластов. Задачу можно решить

косвенно, т. е. путем изучения корреляционной связи между и какими-либо геологическими или геофизическими параметрами. Полученные уравнения ре­

грессии (см. § 3) можно использовать при вычислении 2 Ki для пластов, эксплуа­ тируемых совместно одной скважиной.

Задача установления конкретного вида зависимостей типа (II.7), (11.10), (11.11) также решается на основе корреляционно-регрессионного анализа. Анализ

зависимостей величины Ксов от значений ki для ряда геологопромысловых пара­ метров показал, что такая зависимость существует при коэффициентах корреля­ ции, изменяющихся от 0,78 до 0,96.

Найдя аналитическое выражение функции (II.6), (II.7), (11.10), (11.11) по разрабатываемым месторождениям, можно предполагать, что они будут суще­ ствовать и для месторождений, подготавливаемых к вводу в разработку. Однако в этом случае задача должна решаться обратным путем, поскольку в разведочных скважинах мы, как правило, располагаем большим количеством информации

о свойствах (в том числе и о 2^0) отдельных пластов. В то же время практически отсутствует информация о характеристиках скважин, эксплуатирующих не­ сколько пластов совместно.

100