Интерпретация данных гидродинамических исследований горизонтальных скважин в условиях нарушения допущений классической теории анализа (на примере Казанского нефтегазоконденсатного месторождения. Томская область)
|
ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………...………………13
1 ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НЕФТЕГАЗОКОНДЕНСАТНОГО
МЕСТОРОЖДЕНИЯ Х……………..…………………………………………..…………..……15
1.1 Общие сведения о месторождении…………………………………………..….15
1.2 Геологическое строение месторождения……………………………………….18
1.2.1 Стратиграфия………………………………………………………….….18
1.2.2 Тектоника……………………………………………….…………….…..25
1.2.3 Геологическое строение юрских отложений………...…………………27
1.3 Физико-литологическая характеристика продуктивных пластов и
покрышек…………………………………………………………………………………………...30
1.3.1 Объем исследований и методы изучения свойств………………...……30
1.3.2 Характеристика пород-коллекторов………………………………….…31
1.3.3 Литологическая характеристика пород-покрышек………………….....35
1.3.4 Нефтегазоносность……………………………………………….………36
2 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР……………………………………………………………..38
2.1 Теоретические основы интерпретации данных ГДИ в горизонтальных
скважинах…………………………………………………………………………………………..38
2.1.1 Допущения классической теории интерпретации ГДИ в
горизонтальных скважинах………………………………………………..……………………...38
2.1.2 Режимы притока в горизонтальной скважине……………………….…39
2.1.3 Интерпретация данных ГДИ в горизонтальной скважине…………….42
2.2 Обзор методов, применяемых при интерпретации ГДИ в горизонтальных
скважинах при нарушении допущений классической теории………………………………….45
3 МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ………………………...…………52
3.1 Моделирование базового случая……………………………………………...…52
3.2 Геологическое моделирование……………………………………………….….54
3.3 Анализ чувствительности………………………………………………………..55
3.3.1 Флювиальная обстановка осадконакопления……………………..….…55
3.3.2 Мелководно-морская обстановка осадконакопления…………….…….56
4 RESULTS AND DISCUSSION…………………………………………………….…….5812
1 ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НЕФТЕГАЗОКОНДЕНСАТНОГО
МЕСТОРОЖДЕНИЯ Х……………..…………………………………………..…………..……15
1.1 Общие сведения о месторождении…………………………………………..….15
1.2 Геологическое строение месторождения……………………………………….18
1.2.1 Стратиграфия………………………………………………………….….18
1.2.2 Тектоника……………………………………………….…………….…..25
1.2.3 Геологическое строение юрских отложений………...…………………27
1.3 Физико-литологическая характеристика продуктивных пластов и
покрышек…………………………………………………………………………………………...30
1.3.1 Объем исследований и методы изучения свойств………………...……30
1.3.2 Характеристика пород-коллекторов………………………………….…31
1.3.3 Литологическая характеристика пород-покрышек………………….....35
1.3.4 Нефтегазоносность……………………………………………….………36
2 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР……………………………………………………………..38
2.1 Теоретические основы интерпретации данных ГДИ в горизонтальных
скважинах…………………………………………………………………………………………..38
2.1.1 Допущения классической теории интерпретации ГДИ в
горизонтальных скважинах………………………………………………..……………………...38
2.1.2 Режимы притока в горизонтальной скважине……………………….…39
2.1.3 Интерпретация данных ГДИ в горизонтальной скважине…………….42
2.2 Обзор методов, применяемых при интерпретации ГДИ в горизонтальных
скважинах при нарушении допущений классической теории………………………………….45
3 МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ………………………...…………52
3.1 Моделирование базового случая……………………………………………...…52
3.2 Геологическое моделирование……………………………………………….….54
3.3 Анализ чувствительности………………………………………………………..55
3.3.1 Флювиальная обстановка осадконакопления……………………..….…55
3.3.2 Мелководно-морская обстановка осадконакопления…………….…….56
4 RESULTS AND DISCUSSION…………………………………………………….…….5812
Объектом исследования является интерпретация данных ГДИ в горизонтальных
скважинах, в которых не выполняются допущения классической теории анализа.
Цель работы – изучение поведения давления в горизонтальных скважинах в случаях,
когда классические допущения теории интерпретации ГДИС недействительны, а также
формирование рекомендаций для анализа данных ГДИС в подобных ситуациях.
В процессе исследования проводилось численное моделирование гидродинамических
исследований горизонтальных скважин и последующий анализ и интерпретация полученных
замеров давления, а также интерпретация данных ГДИ горизонтальных скважин
месторождения Х.
В результате исследования были получены диагностические графики производной
давления по времени, показывающие, как различные геологические ситуации, а также
технические особенности добычи нефти в горизонтальных влияют на проявление
классических режимов течения, и, соответственно, последующую интерпретацию ГДИ и
определение параметров скважины и пласта.
Область применения: анализ и интерпретация данных ГДИ в горизонтальных
скважинах
Экономическая значимость работы заключается в увеличении достоверности оценки
определяемых по данным ГДИ параметров пласта и скважины.
В будущем планируется продолжить исследование на примере других обстановок
осадконакопления, трещиноватых коллекторов и конструктивных особенностей
горизонтальных скважин.
ВВЕДЕНИЕ
К концу XX-го века бурение горизонтальных скважин стало революционным
подходом в повышении нефтеотдачи, и сохраняет свою популярность в настоящее время.
Горизонтальными считаются скважины с углом отклонения от вертикали около 90º,
предназначение которых заключается в повышении производительности пласта-коллектора
путем увеличения области дренирования. Преимущества горизонтальных скважин над
вертикальными включают увеличение продуктивности, уменьшение скоростей движения
флюидов, сокращение потерей давления, как следствие, уменьшение риска
конусообразования. В то же время, горизонтальные скважины более дорогостоящие и
технологически сложные, и требуют применения сложных технологий для их бурения,
заканчивания, обслуживания и исследований. В связи с этим цена ошибки для
горизонтальных скважин велика, и проведение всех технологических операций и
исследований нуждается в тщательном планировании.
Классические допущения интерпретации гидродинамических исследований скважин,
при условии выполнения которых были получены аналитические решения и методы
интерпретации, редко действительны для реальных горизонтальных скважин. Это
расхождение между реальной и идеальной моделью горизонтальной скважины может
привести к тому, что традиционные способы интерпретации ГДИС не позволят адекватно
описать свойства коллектора, поэтому необходимо выяснить, какое влияние геологические
условия и технические особенности эксплуатации и исследований горизонтальных скважин
оказывают на поведение давления.
В реальности, коллектора представляют собой сложные тела с высокой степенью
неоднородности, при этом каждый из них является уникальным. В то же время, число
существующих аналитических решений очень невелико, и не способно охватить все
разнообразие природных резервуаров углеводородов. Более того, аналитические модели,
описывающие движение флюида в пласте, требуют значительного упрощения,
осуществленного путем принятия определенных допущений, касающихся свойств породколлекторов и пластовых флюидов. В результате, их диапазон применения ограничивается
предопределенными конфигурациями резервуара и условиями, которые могут быть не
применимы к реальным коллекторам. Более того, приуроченность большей части
существующих моделей коллекторов к одному типу неоднородности является еще одним
примером чрезмерного упрощения разнообразия природных резервуаров.
Таким образом, целью данной работы является изучение поведения давления в
горизонтальных скважинах, в случаях, когда классические допущения теории интерпретации14
ГДИС недействительны, а также формирование рекомендаций для анализа данных ГДИС в
подобных случаях.
Для достижения поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи:
1. Изучить способы и допущения классической теории интерпретации данных
гидродинамических исследований горизонтальных скважин;
2. Выяснить, исследовалась ли данная проблема ранее, а также рассмотреть
существующие способы ее решения.
3. Исследовать, как различные геологические сценарии влияют на поведение
давления во время исследования горизонтальных скважин путем численного моделирования
ГДИС;
4. Изучить влияние конструктивной схемы заканчивания горизонтальных скважин с
устройствами регулирования притока на измеренное во время исследования давление и
структуру потока в стволе скважины;
5. Сравнить результаты интерпретации ГДИС, полученные с помощью синтетической
модели, с результатами интерпретации данных ГДИС в горизонтальной скважине на
реальном месторождении;
6. Сделать выводы о том, в каких случаях классическая теория интерпретации данных
гидродинамических исследований горизонтальных скважин неприменима для реальных
данных, а также дать рекомендации для анализа результатов ГДИС в горизонтальных
скважинах.
скважинах, в которых не выполняются допущения классической теории анализа.
Цель работы – изучение поведения давления в горизонтальных скважинах в случаях,
когда классические допущения теории интерпретации ГДИС недействительны, а также
формирование рекомендаций для анализа данных ГДИС в подобных ситуациях.
В процессе исследования проводилось численное моделирование гидродинамических
исследований горизонтальных скважин и последующий анализ и интерпретация полученных
замеров давления, а также интерпретация данных ГДИ горизонтальных скважин
месторождения Х.
В результате исследования были получены диагностические графики производной
давления по времени, показывающие, как различные геологические ситуации, а также
технические особенности добычи нефти в горизонтальных влияют на проявление
классических режимов течения, и, соответственно, последующую интерпретацию ГДИ и
определение параметров скважины и пласта.
Область применения: анализ и интерпретация данных ГДИ в горизонтальных
скважинах
Экономическая значимость работы заключается в увеличении достоверности оценки
определяемых по данным ГДИ параметров пласта и скважины.
В будущем планируется продолжить исследование на примере других обстановок
осадконакопления, трещиноватых коллекторов и конструктивных особенностей
горизонтальных скважин.
ВВЕДЕНИЕ
К концу XX-го века бурение горизонтальных скважин стало революционным
подходом в повышении нефтеотдачи, и сохраняет свою популярность в настоящее время.
Горизонтальными считаются скважины с углом отклонения от вертикали около 90º,
предназначение которых заключается в повышении производительности пласта-коллектора
путем увеличения области дренирования. Преимущества горизонтальных скважин над
вертикальными включают увеличение продуктивности, уменьшение скоростей движения
флюидов, сокращение потерей давления, как следствие, уменьшение риска
конусообразования. В то же время, горизонтальные скважины более дорогостоящие и
технологически сложные, и требуют применения сложных технологий для их бурения,
заканчивания, обслуживания и исследований. В связи с этим цена ошибки для
горизонтальных скважин велика, и проведение всех технологических операций и
исследований нуждается в тщательном планировании.
Классические допущения интерпретации гидродинамических исследований скважин,
при условии выполнения которых были получены аналитические решения и методы
интерпретации, редко действительны для реальных горизонтальных скважин. Это
расхождение между реальной и идеальной моделью горизонтальной скважины может
привести к тому, что традиционные способы интерпретации ГДИС не позволят адекватно
описать свойства коллектора, поэтому необходимо выяснить, какое влияние геологические
условия и технические особенности эксплуатации и исследований горизонтальных скважин
оказывают на поведение давления.
В реальности, коллектора представляют собой сложные тела с высокой степенью
неоднородности, при этом каждый из них является уникальным. В то же время, число
существующих аналитических решений очень невелико, и не способно охватить все
разнообразие природных резервуаров углеводородов. Более того, аналитические модели,
описывающие движение флюида в пласте, требуют значительного упрощения,
осуществленного путем принятия определенных допущений, касающихся свойств породколлекторов и пластовых флюидов. В результате, их диапазон применения ограничивается
предопределенными конфигурациями резервуара и условиями, которые могут быть не
применимы к реальным коллекторам. Более того, приуроченность большей части
существующих моделей коллекторов к одному типу неоднородности является еще одним
примером чрезмерного упрощения разнообразия природных резервуаров.
Таким образом, целью данной работы является изучение поведения давления в
горизонтальных скважинах, в случаях, когда классические допущения теории интерпретации14
ГДИС недействительны, а также формирование рекомендаций для анализа данных ГДИС в
подобных случаях.
Для достижения поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи:
1. Изучить способы и допущения классической теории интерпретации данных
гидродинамических исследований горизонтальных скважин;
2. Выяснить, исследовалась ли данная проблема ранее, а также рассмотреть
существующие способы ее решения.
3. Исследовать, как различные геологические сценарии влияют на поведение
давления во время исследования горизонтальных скважин путем численного моделирования
ГДИС;
4. Изучить влияние конструктивной схемы заканчивания горизонтальных скважин с
устройствами регулирования притока на измеренное во время исследования давление и
структуру потока в стволе скважины;
5. Сравнить результаты интерпретации ГДИС, полученные с помощью синтетической
модели, с результатами интерпретации данных ГДИС в горизонтальной скважине на
реальном месторождении;
6. Сделать выводы о том, в каких случаях классическая теория интерпретации данных
гидродинамических исследований горизонтальных скважин неприменима для реальных
данных, а также дать рекомендации для анализа результатов ГДИС в горизонтальных
скважинах.
В данной работе было рассмотрено влияние нарушения допущений классической
теории анализа гидродинамических исследований на интерпретацию данных ГДИ в
горизонтальных скважинах.
После рассмотрения теоретических основ анализа и интепретации данных ГДИ в
горизонтальных скважинах, была изучена литература, в которой рассматривались трудности,
возникающие при проведении и интерпретации ГДИ в горизонтальных стволах. Как
оказалось, во многих случаях трудности интерпретации связаны с тем, что существующие
аналитические решения теории ГДИ были выведены при принятии определенных
допущений, которые не применимы к реальным горизонтальным скважинам. В частности,
большое влияние на поведениие давления оказывают геологические условия (форма
резервуара и его внутренняя неоднородность), конструктивная схема заканчивания
скважины, траектория ГС, отношение его длины к мощности пласта.
При моделировании ГДИ горизонтальной скважины в коллекторах флювиального
типа было установлено, что в случае высокой степени латеральной разобщенности телколлекторов (их изолированности), эффективная длина горизонтального ствола
уменьшается, в связи с чем приток к горизонтальному стволу неравномерный. В результате
для изолированных песчаных тел режимы притока на диагностических графиках
производной давленя по времени трудноразлимы, и, соотвественно, интерпретаци ГДИС не
может иметь высокую степень достоверности. Этот эффект усиливается при наличии
внутренней неоднородности тел, а также увелечении контраста свойтсв между теламиколлекторами и окружающими их породами.
Что касается коллекторов, сформированнных в мелководно-морских условиях,
большую роль играет внутренняя неоднородность, которая может быть связана, например, с
вторичными преобразованиями (карбонатизацией песчаника). Как показывают примеры ГДИ
в горизонтальных скважинах месторождения Х, подобные неоднородности значительно
сокращают эффективную длину горизонтального ствола по стравнению с пробуренной
длиной, и искажают замеры давления так, что невозможно получить одназначную оценку
свойств пласта и параметров скважины.
На основании проделанной работы юыли сформированы рекомендации для анализа и
интерпретации ГДИ в горизонтальны хскважинах. В частности, привлечение результатов
сейсмических, геофизических и лабораторных исследований керна позволит степень
неопределенности, связанных с геологическим строением резервуара, и получить более
достоверную оценку свойств.
теории анализа гидродинамических исследований на интерпретацию данных ГДИ в
горизонтальных скважинах.
После рассмотрения теоретических основ анализа и интепретации данных ГДИ в
горизонтальных скважинах, была изучена литература, в которой рассматривались трудности,
возникающие при проведении и интерпретации ГДИ в горизонтальных стволах. Как
оказалось, во многих случаях трудности интерпретации связаны с тем, что существующие
аналитические решения теории ГДИ были выведены при принятии определенных
допущений, которые не применимы к реальным горизонтальным скважинам. В частности,
большое влияние на поведениие давления оказывают геологические условия (форма
резервуара и его внутренняя неоднородность), конструктивная схема заканчивания
скважины, траектория ГС, отношение его длины к мощности пласта.
При моделировании ГДИ горизонтальной скважины в коллекторах флювиального
типа было установлено, что в случае высокой степени латеральной разобщенности телколлекторов (их изолированности), эффективная длина горизонтального ствола
уменьшается, в связи с чем приток к горизонтальному стволу неравномерный. В результате
для изолированных песчаных тел режимы притока на диагностических графиках
производной давленя по времени трудноразлимы, и, соотвественно, интерпретаци ГДИС не
может иметь высокую степень достоверности. Этот эффект усиливается при наличии
внутренней неоднородности тел, а также увелечении контраста свойтсв между теламиколлекторами и окружающими их породами.
Что касается коллекторов, сформированнных в мелководно-морских условиях,
большую роль играет внутренняя неоднородность, которая может быть связана, например, с
вторичными преобразованиями (карбонатизацией песчаника). Как показывают примеры ГДИ
в горизонтальных скважинах месторождения Х, подобные неоднородности значительно
сокращают эффективную длину горизонтального ствола по стравнению с пробуренной
длиной, и искажают замеры давления так, что невозможно получить одназначную оценку
свойств пласта и параметров скважины.
На основании проделанной работы юыли сформированы рекомендации для анализа и
интерпретации ГДИ в горизонтальны хскважинах. В частности, привлечение результатов
сейсмических, геофизических и лабораторных исследований керна позволит степень
неопределенности, связанных с геологическим строением резервуара, и получить более
достоверную оценку свойств.