Помощь студентам в учебе
Адаптация коэффициентов ранговой корреляции Спирмена и Кендалла для анализа интерференции скважин на примере месторождения X
|
ВВЕДЕНИЕ 16
1 МИРОВАЯ ПРАКТИКА ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДОВ
КОРЕЛЛЯЦИОННОГО АНАЛИЗА В НЕФТЕГАЗОВОМ ДЕЛЕ 19
1.1 Традиционные методы оценки величины взаимовлияния скважин 19
1.2 Анализ применения альтернативных методов 20
1.3 История разработки и использования корреляционного анализа.... 22
1.4 Теоретические основы корреляционного анализа 23
1.5 Особенности применения методики ранговой корреляции 28
2 ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЯ 36
2.1 Стратиграфия 37
2.2 Тектоника 43
2.3 Нефтегазоносность 46
3 АНАЛИЗ ПРОВЕДЕННЫХ МЕРОПРИЯТИЙ ПО ВНЕДРЕНИЮ
ПОЛИМЕРНОГО ЗАВОДНЕНИЯ 52
3.1 Предпосылки для проведения полимерного заводнения 52
3.2 Обоснование выбора участка для проведения опытных работ по
полимерному заводнению 53
3.3 Исследование пласта индикаторным методом на участках
нагнетательных скважин 26 и 106 56
3.4 Реализация опытных работ по полимерному заводнению 63
4 ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМЫ ПОЛИМЕРНОГО
ЗАВОДНЕНИЯ НА ОСНОВЕ КОРРЕЛЯЦИОННОГО АНАЛИЗА 66
4.1. Исследование пласта методом гидропрослушивания на участках
нагнетательных скважин 26 и 106 66
4.2 Применение корреляционного анализа для оценки взаимовлияния
между добывающими и нагнетательными скважинами 74
4.2.1 Анализ исходных данных 75
4.2.2 Расчет параметров 76
4.2.3 Оценка значимости полученных результатов 83
4.3 Анализ достоверности разработанной методики оценки гидродинамической связи между нагнетательными и добывающими скважинами 89
4.4 Обоснование изменений параметров закачки полимерного раствора
91
4.5 Оценка и прогноз эффективности полимерного заводнения 93
5 ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ 95
5.1 Портрет потенциальных потребителей 96
5.2 SWOT - анализ 97
5.3 Экономический эффект от внедрения предлагаемого проектного
решения 98
6 СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ 103
6.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 106
6.1.1 Специальные (характерные для проектируемой рабочей зоны)
правовые нормы трудового законодательства 106
6.1.2 Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны 107
6.2 Производственная безопасность 109
6.2.1 Анализ выявленных вредных и опасных производственных факторов 109
6.3 Экологическая безопасность 118
6.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 119
6.5 Выводы по разделу 120
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 121
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 123
Приложение А 130
А.1 Well interference assessment 131
А.2 Conventional methods for assessing the degree of well interference .. 132
А.3 Analysis of the application of alternative techniques 133
A.4 History of development and use of correlation analysis 135
A.5 Theoretical basis of correlation analysis 136
1 МИРОВАЯ ПРАКТИКА ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДОВ
КОРЕЛЛЯЦИОННОГО АНАЛИЗА В НЕФТЕГАЗОВОМ ДЕЛЕ 19
1.1 Традиционные методы оценки величины взаимовлияния скважин 19
1.2 Анализ применения альтернативных методов 20
1.3 История разработки и использования корреляционного анализа.... 22
1.4 Теоретические основы корреляционного анализа 23
1.5 Особенности применения методики ранговой корреляции 28
2 ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЯ 36
2.1 Стратиграфия 37
2.2 Тектоника 43
2.3 Нефтегазоносность 46
3 АНАЛИЗ ПРОВЕДЕННЫХ МЕРОПРИЯТИЙ ПО ВНЕДРЕНИЮ
ПОЛИМЕРНОГО ЗАВОДНЕНИЯ 52
3.1 Предпосылки для проведения полимерного заводнения 52
3.2 Обоснование выбора участка для проведения опытных работ по
полимерному заводнению 53
3.3 Исследование пласта индикаторным методом на участках
нагнетательных скважин 26 и 106 56
3.4 Реализация опытных работ по полимерному заводнению 63
4 ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМЫ ПОЛИМЕРНОГО
ЗАВОДНЕНИЯ НА ОСНОВЕ КОРРЕЛЯЦИОННОГО АНАЛИЗА 66
4.1. Исследование пласта методом гидропрослушивания на участках
нагнетательных скважин 26 и 106 66
4.2 Применение корреляционного анализа для оценки взаимовлияния
между добывающими и нагнетательными скважинами 74
4.2.1 Анализ исходных данных 75
4.2.2 Расчет параметров 76
4.2.3 Оценка значимости полученных результатов 83
4.3 Анализ достоверности разработанной методики оценки гидродинамической связи между нагнетательными и добывающими скважинами 89
4.4 Обоснование изменений параметров закачки полимерного раствора
91
4.5 Оценка и прогноз эффективности полимерного заводнения 93
5 ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ 95
5.1 Портрет потенциальных потребителей 96
5.2 SWOT - анализ 97
5.3 Экономический эффект от внедрения предлагаемого проектного
решения 98
6 СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ 103
6.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 106
6.1.1 Специальные (характерные для проектируемой рабочей зоны)
правовые нормы трудового законодательства 106
6.1.2 Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны 107
6.2 Производственная безопасность 109
6.2.1 Анализ выявленных вредных и опасных производственных факторов 109
6.3 Экологическая безопасность 118
6.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 119
6.5 Выводы по разделу 120
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 121
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 123
Приложение А 130
А.1 Well interference assessment 131
А.2 Conventional methods for assessing the degree of well interference .. 132
А.3 Analysis of the application of alternative techniques 133
A.4 History of development and use of correlation analysis 135
A.5 Theoretical basis of correlation analysis 136
Современный этап развития нефтегазовой отрасли характеризуется тем, что значительный объем добычи приходится на месторождения, находящиеся на последних стадиях разработки. Ввиду значительной выработки запасов большей части крупных месторождений и их высокой обводненности существенно возрастает роль инструментов, позволяющих оперативно получать необходимые сведения о текущем состоянии процесса извлечения на всех стадиях разработки нефтяных месторождений.
Реализация и модернизация эффективной системы разработки нефтяных и газовых месторождений, а также принятие своевременных решений для оптимизации работы системы поддержания пластового давления не могут быть осуществлены без учета взаимовлияния (интерференции) между добывающими и нагнетательными скважинами, потому как смена режима работы одной из них непосредственно влияет на режимы работы других [31]. Кроме того, понимание закономерностей и путей распределения закачиваемого рабочего агента в исследуемом пласте позволяет нам определить положение источника обводнения, а также области эксплуатационного объекта, подверженные преждевременному обводнению или, наоборот, характеризующиеся слабым участием в процессе заводнения.
Таким образом, выбор таких режимов эксплуатации, позволяющих регулировать продвижение контура краевых вод и определять направление движения фильтрационных потоков с целью осуществления полной выработки запасов, должен быть обоснован не только технологическими показателями каждой отдельной скважины, но и зависеть от величины взаимодействия скважин. Поэтому исследования, направленные на анализ интерференции скважин и изучение возможностей применения полученной информации для повышения эффективности систем разработки нефтяных месторождений, являются актуальными.
Объектом исследования является месторождение X Южно- Торгайского бассейна Республики Казахстан.
Предмет исследования - процессы фильтрации жидкости, протекающие в нефтеносном пласте во время разработки.
Целью выпускной квалификационной работы является адаптация применения методики корреляционного анализа для оценки степени интерференции между добывающими и нагнетательными скважинами рассматриваемого месторождения с целью обоснования проведения повторного полимерного заводнения.
Основные задачи исследования:
1. Анализ состояния изученности темы по опубликованным источникам и изучение теоретических основ методики корреляционного анализа;
2. Изучение геологической характеристики объекта исследования;
3. Анализ проведенных мероприятий по внедрению полимерного заводнения на опытном участке месторождения;
4. Оценка эффективности системы полимерного заводнения на основе корреляционного анализа;
5. Сравнительный анализ результатов оценки взаимодействия скважин на базе корреляционного анализа;
6. Определение технологического и экономического эффекта от проведения предлагаемого геолого-технического мероприятия.
Методы исследования. Решение поставленных задач основывается на статистической обработке исходной информации о добыче жидкости и закачке воды по данным месячных эксплуатационных рапортов и отчетов о технологических режимах работы скважин, комплексировании результатов проведенных трассерных исследований, гидропрослушивания и сравнительном анализе достоверности разработанной методики оценки меры взаимовлияния скважин.
Защищаемые положения:
1. Применение корреляционного анализа по методикам Спирмена и Кендалла в качестве критерия оценки эффективности системы полимерного заводнения позволяет локализовать доминирующие фильтрационные потоки, что является обоснованием необходимости повторной закачки высоковязкой полимерной оторочки.
2. Изменение режима закачки полимерного заводнения приводит к достижению технологического и экономического эффекта, что свидетельствует об успешности проведения мероприятия.
Реализация и модернизация эффективной системы разработки нефтяных и газовых месторождений, а также принятие своевременных решений для оптимизации работы системы поддержания пластового давления не могут быть осуществлены без учета взаимовлияния (интерференции) между добывающими и нагнетательными скважинами, потому как смена режима работы одной из них непосредственно влияет на режимы работы других [31]. Кроме того, понимание закономерностей и путей распределения закачиваемого рабочего агента в исследуемом пласте позволяет нам определить положение источника обводнения, а также области эксплуатационного объекта, подверженные преждевременному обводнению или, наоборот, характеризующиеся слабым участием в процессе заводнения.
Таким образом, выбор таких режимов эксплуатации, позволяющих регулировать продвижение контура краевых вод и определять направление движения фильтрационных потоков с целью осуществления полной выработки запасов, должен быть обоснован не только технологическими показателями каждой отдельной скважины, но и зависеть от величины взаимодействия скважин. Поэтому исследования, направленные на анализ интерференции скважин и изучение возможностей применения полученной информации для повышения эффективности систем разработки нефтяных месторождений, являются актуальными.
Объектом исследования является месторождение X Южно- Торгайского бассейна Республики Казахстан.
Предмет исследования - процессы фильтрации жидкости, протекающие в нефтеносном пласте во время разработки.
Целью выпускной квалификационной работы является адаптация применения методики корреляционного анализа для оценки степени интерференции между добывающими и нагнетательными скважинами рассматриваемого месторождения с целью обоснования проведения повторного полимерного заводнения.
Основные задачи исследования:
1. Анализ состояния изученности темы по опубликованным источникам и изучение теоретических основ методики корреляционного анализа;
2. Изучение геологической характеристики объекта исследования;
3. Анализ проведенных мероприятий по внедрению полимерного заводнения на опытном участке месторождения;
4. Оценка эффективности системы полимерного заводнения на основе корреляционного анализа;
5. Сравнительный анализ результатов оценки взаимодействия скважин на базе корреляционного анализа;
6. Определение технологического и экономического эффекта от проведения предлагаемого геолого-технического мероприятия.
Методы исследования. Решение поставленных задач основывается на статистической обработке исходной информации о добыче жидкости и закачке воды по данным месячных эксплуатационных рапортов и отчетов о технологических режимах работы скважин, комплексировании результатов проведенных трассерных исследований, гидропрослушивания и сравнительном анализе достоверности разработанной методики оценки меры взаимовлияния скважин.
Защищаемые положения:
1. Применение корреляционного анализа по методикам Спирмена и Кендалла в качестве критерия оценки эффективности системы полимерного заводнения позволяет локализовать доминирующие фильтрационные потоки, что является обоснованием необходимости повторной закачки высоковязкой полимерной оторочки.
2. Изменение режима закачки полимерного заводнения приводит к достижению технологического и экономического эффекта, что свидетельствует об успешности проведения мероприятия.
В ходе выполнения данной выпускной квалификационной работы был произведен анализ мирового опыта применения механизмов математической статистики для решения различных нефтегазопромысловых задач, были изучены теоретические основы и базовые понятия теории корреляционного анализа. По результатам проведенного литературного анализа был сделан вывод о возможности адаптации концепции корреляционного анализа с целью прикладного применения данной методики для определения степени взаимовлияния нагнетательных и добывающих скважин и выявления промытых каналов для рассматриваемого опытного участка месторождения X.
Были проанализированы проведенные на опытном участке мероприятия по обоснованию и выполнению опытных работ по полимерному заводнению, а затем инициирован анализ эффективности реализованной системы полимерного заводнения с использованием методов корреляционного анализа.
В рамках выполнения данной научно-исследовательской работы для удобства осуществления расчетов была реализована программа на языке программирования Python. На основании проведенных расчетов коэффициентов корреляции Спирмена и Кендалла были выделены пары, характеризующиеся наибольшей теснотой связи и идентифицированы доминирующие направления фильтрации закачиваемой жидкости. Сравнительный анализ результатов оценки взаимодействия скважин на базе корреляционного анализа показал высокую степень сходимости со считающимися фактическими данными, полученными в результате проведения гидропрослушивания и индикаторных исследований, что говорит об эффективности предложенных статистических инструментов.
На основании результатов расчета коэффициентов Спирмена и Кендалла были сформулированы рекомендации по оптимизации работы системы полимерного заводнения. Была предложена повторная закачка высоковязкой оторочки с последующим полимерным заводнением, проведены расчеты по определению технологического и экономического эффекта от проведения предлагаемого геолого-технического мероприятия.
Подход, используемый в работе, может быть использован как средство экспресс-оценки степени гидродинамического взаимодействия между добывающими и нагнетательными скважинами с целью выделения доминирующих направлений фильтрации. Данная информация может быть использована для реализации своевременного контроля за состоянием системы разработки месторождений и являться основой для проведения дополнительных исследований, отбора скважин-кандидатов для внедрения полимерного заводнения, а также коррекции уже существующих программ заводнения.
Были проанализированы проведенные на опытном участке мероприятия по обоснованию и выполнению опытных работ по полимерному заводнению, а затем инициирован анализ эффективности реализованной системы полимерного заводнения с использованием методов корреляционного анализа.
В рамках выполнения данной научно-исследовательской работы для удобства осуществления расчетов была реализована программа на языке программирования Python. На основании проведенных расчетов коэффициентов корреляции Спирмена и Кендалла были выделены пары, характеризующиеся наибольшей теснотой связи и идентифицированы доминирующие направления фильтрации закачиваемой жидкости. Сравнительный анализ результатов оценки взаимодействия скважин на базе корреляционного анализа показал высокую степень сходимости со считающимися фактическими данными, полученными в результате проведения гидропрослушивания и индикаторных исследований, что говорит об эффективности предложенных статистических инструментов.
На основании результатов расчета коэффициентов Спирмена и Кендалла были сформулированы рекомендации по оптимизации работы системы полимерного заводнения. Была предложена повторная закачка высоковязкой оторочки с последующим полимерным заводнением, проведены расчеты по определению технологического и экономического эффекта от проведения предлагаемого геолого-технического мероприятия.
Подход, используемый в работе, может быть использован как средство экспресс-оценки степени гидродинамического взаимодействия между добывающими и нагнетательными скважинами с целью выделения доминирующих направлений фильтрации. Данная информация может быть использована для реализации своевременного контроля за состоянием системы разработки месторождений и являться основой для проведения дополнительных исследований, отбора скважин-кандидатов для внедрения полимерного заводнения, а также коррекции уже существующих программ заводнения.