Диссертация (1172990), страница 10
Текст из файла (страница 10)
Схема исследования состоит из закачки (процесс формированиятрещины) и последующего режима отбора (Рисунок 2.1.2.5).Рисунок 2.1.2.5 – Схема вскрытия пластовой системы трещиной ГРПв горизонтальной скважинеРасчеты были выполнены для типичного в условиях добывающейнефтяной скважины фильтрационных и тепловых свойствах пласта.Системаскважина-пласт:проницаемостьпласта0.1-50мД,проницаемость трещины 10-300 мД, полудлина трещины 10-100 м, ширинатрещины 0.005-0.01 м, глубина кровли пласта 2300-2500 м, радиус скважины0.32 м, начальное пластовое давление 230-250 бар, начальная температура80-960С, пористость 20%, толщина пласта 1-20 м, высота трещины 3-20 м.Свойства флюида и скелета породы: объемный коэффициент воды 1.01 м3/м3,динамическая вязкость воды 0.35 сПз, общая сжимаемость (скелет+флюид)605.4·10-4 бар-1, плотность воды 1010 кг/м3. Тепловые свойства породы: объемнаятеплоемкость 1200-2500 кДж/м3/К, теплопроводность 100-500 кДж/м/сут/К.2.1.3 Проверка базового вариантаВ качестве базового варианта расчёта был реализован случай притокаводы из пласта в отсутствие трещины гидроразрыва.
Данный вариант былреализован для оценки ошибок при численном решении, которые могут бытьсвязаны с сеточными эффектами. Расчеты велись на сетках различногомасштаба с отличающимся размером ячеек. Для ускорения расчета приусловии симметричности задачи участвовал только сектор, представляющийчетвертьмоделистеплоизолированнымиигидроизолированныминепроницаемыми границами.Расчеты в базовой модели были выполнены для следующих параметров:начальное пластовое давление 340 атм, начальная температура 800С,пористость 18%, толщина пласта 10 м, проницаемость пласта 1 мД, объемныйкоэффициент 1.01, динамическая вязкость 0.35 сПз, общая сжимаемость(скелет+флюид) 1.0·10-4 атм-1, плотность нефти 880 кг/м3, плотность воды1010 кг/м3, объемная теплоемкость 1300 кДж/м3/К, теплопроводность400 кДж/м/сут/К, минимальный дебит отбора 10 м3/сут.Ниже представлен график поведения забойного давления во времяработы скважины на приток с дебитом жидкости 10 м3/сут (Рисунок 2.1.3.1).Результат сопоставления в Log-Log масштабе численной модели,полученной при помощи Eclipse 100 и аналитического решения в Saphir(программный продукт для интерпретации ГДИ), не выявил различий вполученных интерпретационных параметрах (Рисунок 2.1.3.2).Таким образом, параметры численной модели полностью совпали спараметрами аналитической модели, что свидетельствует об отсутствиисеточного эффекта и обосновывает ее применимость.61Рисунок 2.1.3.1 – График изменения забойного давления при добычевертикальной скважины без трещины гидроразрыва с дебитом 10 м3/сутРисунок 2.1.3.2 – Результат сопоставления численной и аналитическоймодели в Log-Log масштабе2.2Основные выводы к главе1.Материалыданнойглавыпозволилиобосноватьбазовыематематические модели тепломассопереноса для оценки информативности62термических и гидродинамических исследований при решении задачдиссертационной работы.2.В число элементов, обоснованных в диссертационной работемоделей, входят: вертикальная или горизонтальная скважина, пласт, в общемслучае состоящий из нескольких макронеоднородных слоев, и вскрывающаяпласт трещина гидроразрыва.3.Модели, построенные на основе перечисленных элементов,позволяют изучить влияние основных процессов тепломассопереноса вскважине и пласте, формирующих поля температур и давления в вскрытыхтрещинами пластах с макронеоднородностями.
Они положены в основуанализа информативности исследований скважин, которому посвященыпоследующие разделы диссертации.ГЛАВА 3. ИНФОРМАТИВНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ТЕРМОМЕТРИИПРИ ИССЛЕДОВАНИИ ТРЕЩИН МИНИ-ГРП3.1ВМини-ГРП как специфический объект контроляданномразделерассмотриминформативныевозможноститермических исследований для одного из видов динамической трещины –трещины мини-ГРП.Проведение теста перед основным ГРП так называемого «минифрака»или «мини-ГРП» является неотъемлемой частью проведения работ погидроразрыву пласта, поскольку дает необходимую информацию длякалибровки трещины. Мини-ГРП – это тест, включающий в себя нагнетаниежидкости с полномасштабными скоростями и относительно большимиобъёмами в пласт, с закрытием на забое для создания трещины гидроразрыва.Полученная информация включает в себя: давление смыкания (давлениев трещине, которое образуется, когда стенки трещины смыкаются послеутечки),стресс-смыкание(минимальныйгоризонтальныйстресс,существующий в пласте), трение в перфорации и околоскважинной зоне,эффективное давление (разность между давлением в любой точке трещины и63давлением, при котором трещина сомкнется), а также параметры фильтрациижидкости в пласт (наличие и виды утечек) [40,41,112,143].Данныепараметрыопределяютсяприпомощипрограммныхкомплексов (FracPro, FracSolver, Calameo и др.), анализируя поведение полядавления в процессе проведения мини-ГРП.Трещина мини-ГРП является динамической системой, изменяющей своипараметры в процессе закачки и остановки.
Подобная система, как правило,способна вскрывать макронеоднородные коллекторы. Оценка данноймакронеоднородности является нетривиальной задачей и решается припомощи построения профиля проницаемости по данным геофизическихисследований. Следует отметить, что успешность и точность подобныхрасчетов основываются на выверенных петрофизических связях.Однако, оценка профиля проницаемости так же возможна при помощипромыслово-геофизических исследований, в первую очередь, термометрии.Предпосылкой для этого является предусмотренная технологией миниГРП закачка в пласт (и в том числе создаваемая трещина) жидкости стемпературой, отличной от первоначальной температуры коллектора. Врезультате в околоскважинном пространстве формируется зона нарушенияпервоначального теплового поля, которое после остановки скважиныначинает релаксировать.
Темп релаксации зависит от интенсивностипредшествующейзакачки,которая,всвоюочередь,определяетсяфильтрационными свойствами коллектора, через который проходит трещина.Такова физическая основа известного способа оценки профиляпроницаемости по термометрии.Однако,напрямуювоспользоватьсяданнымподходомнельзя.Существование трещины в пласте придает термическим исследованиямсущественную специфику. Трещина имеет большую протяженность ианомально высокую проводимость.
На основе этого факта раннее в работе [57]был предложен оригинальный подход к оценке проницаемости, основанныйна том, что при определенном режиме закачки тепловое поле в пласте имеет64линейную симметрию. Это позволило существенно снизить влияниенеопределенностей в исходных данных на результаты интерпретации.При оценке информативных возможностей термометрии в условияхвскрытия макронеоднородного пласта трещиной мини-ГРП, на первый взгляд,можноформальновоспользоватьсяполученнымивданнойработерезультатами.Однако, это далеко не так.
Тепловое поле при мини-ГРП обладает рядомсущественных особенностей, связанных относительно малыми размерамитрещины с кратковременностью периода ее создания и быстрой релаксацией.В этих условиях информативные закономерности формирования тепловогополя,описанныевработе[57],простонеуспеваютпроявиться.Проанализируем особенности формирования теплового поля при мини-ГРП иперспективы количественной интерпретации нестационарной термометрии вданных условиях более подробно, воспользовавшись для этого результатамитермомоделирования.3.2Особенности подхода к моделированиюЗадачу по оценке информативности термических исследованийпоставим следующим образом.В скважину в процессе выполнения работ по созданию трещинымини-ГРП закачивается жидкость с давлением на забое, превышающимдавление разрыва пород, вследствие чего образуется нестабильная трещина,которая смыкается после остановки закачки.Для обоснования информативности термических исследований вподобных условиях необходимо проанализировать поведение температурногополя в скважине в процессе закачки (период существования трещины) иостановки (отсутствие трещины).Расчеты были выполнены на основе базовой модели вертикальногоствола с трещиной мини-ГРП (Рисунок 3.2.1) со следующими особенностями(основные особенности базовой модели описаны в Главе 2):1.Скважина – вертикальный цилиндрический канал радиуса rc с65осевым круговым сечением в неограниченном однородном и изотропномпласте;2.Вмещающие породы – макронеоднороднная среда, состоящая изтрех слоев (пластов), ограниченных сверху и снизу горизонтальнымиплоскими поверхностями: кровлей и подошвой, толщиной пласта hпл i;3.Нижний и верхний пласты – непроницаемые вмещающие породы,средний пласт – однородная по фильтрационным свойствам изотропнаяпористая среда, пористостью Кп 0, проницаемостью К0;4.Пласт 0 насыщен однокомпонентным однофазным флюидом,характеризуемым динамической вязкостью , объемным коэффициентом Во,сжимаемостью ;5.Пласт 0 полностью перфорирован, пласты 1 и 2 перфорациейне вскрыты;6.Трещина мини-ГРП – узкий вертикальный высокопроводящийканал высотой H, полудлиной Lтр и шириной wтр, расположенныйсимметрично относительно оси скважины и имеющий пористость Кптр ипроницаемость Ктр;7.В начальный момент времени t=0 давление в скважине и пластесоответствует первоначальному пластовому Р(t=0)=Pпл=const, температура –геотермической T(t=0)=Tг=const;8.В процессе мини-ГРП в пласт закачивается флюид с контрастнойпостоянной температурой Тс=const и постоянным забойным давлениемРc1=const, затем происходит остановка.Ряд свойств пластовой системы при расчетах приняты постоянными:пористость пласта Кп=0.2, общая сжимаемость =5.4 10-4 бар-1, вязкостьпластового флюида μ=350 мПа·с, объемный коэффициент закачиваемойжидкости Вw=1, радиус скважины rс=0.035 м.66Рисунок 3.2.1 – Модель массопереноса при вскрытии пласта трещинойавто-ГРП (а – с открытой трещиной, б – с закрытой трещиной):h0 – пласт-коллектор, вскрытый перфорацией,h1, h2 – пласты-неколлекторы, подключаемые во время мини-ГРП,H – высота трещины мини-ГРП, Lтр – полудлинна трещины,Wтр – ширина трещины3.3Анализ результатов моделированияПоведениетемпературногополяанализировалосьвпериодыкратковременной закачки и дальнейшей остановки скважины.
Длительностипериодов соответствовали типичным при проведении подобных операций вусловиях, рассматриваемых в диссертации эксплуатационных объектов(10-15 мин). Подобный анализ позволил оценить зависимость темпарелаксации температурной аномалии во время остановки от длины трещины,проницаемости.Рисунок 3.3.1 показывает результаты расчета температуры в скважине стрещиной мини-ГРП в зависимости от продолжительности остановки иразличной проницаемости пород. Как можно видеть, темп восстановлениятемпературы в однородном по тепловым свойствам разрезе зависит, в первуюочередь, от проницаемости вмещающих пород.67Рисунок 3.3.1 – Поведение температуры при закачке (Рз=510 бар) иостановке при различной пронцаемости пород (1,3,10 мД) идлиной трещины 5 мУвеличениепроницаемостипородприводиткростувременивосстановления температуры в скважине к геотермической.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
