Диссертация (1173004), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Так на основе детального исследованиясформировавшейся температурной аномалии можно провести анализ динамикиформирования теплового поля во время работы и релаксации после остановки засчет изменения площади между представительными замерами (рис.
3.12). Такойподход к анализу достаточно распространен при обработке данных термометрии.Длятогочтобыподтвердитьзависимостьплощадимеждуразновременными температурными кривыми от дебита была проведена еще однасерия экспериментальных расчетов.
Дебит в модели подбирался произвольнымобразом, рассматривались варианты распределения температуры при суммарномотборе в 20, 40, 75, 150 и 300 м3/сут.72.5Текущий замер72T, o C71.5S7170.57069.5Фоновый замер6901234567891011121314151617181920X, мРис. 3.12 Оценка дебита по площади приращения.Результаты показывают, что на ранних временах (первые минуты), связьхорошо описывается линейной зависимостью с небольшим отклонением в зонебольших отборов, как показано на рис. 3.13 (а). На более поздних временахописывающаяисследуемуюзависимостьфункцияприобретаетлогарифмический характер, как на рисунке 3.13 (б).
Такое поведениеобъясняется тем, что температурные свойства пород и флюида проявляют себя с84небольшой задержкой, что позволяет пренебречь ими на ранних стадияхисследования, но требует учета на поздних.0.180.040.163000.033000.140.120.02dS/dtdS/dt0.030.021501500.100.08750.060.010.04750.01200.00а)0400.0240200.00б)20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340Q, м3/сут020406080 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320Q, м3/сутРис. 3.13 Зависимость приращения площади температурной аномалииво времени от дебита.Учитывая это наблюдение, мы должны понять, как сильно влияюттепловые свойства флюида на созданное тепловое поле в скважине.
Длянаглядности были взяты теплопроводность и удельная теплоемкости нефти иводы.Сопоставление каждой расчетной кривой при одинаковых дебитах покаждому из рассмотренных типов флюида с соответствующим временныминтервалом дает небольшой диапазон изменения рассчитанных по изменениютемпературы площадей. Наибольшее расхождение кривых получается приотносительно высоком дебите (> ~ 100 м3/сут) преимущественно на болеепоздних временах (рис 3.14).водаQ=300Q=150Q=75Q=40Q=20нефтьt13.6t210.8t350.4t4151.2S1S2S3S44.735614 4.957974 22.22554 46.272635t500S5Q=300Q=150Q=75Q=40Q=2073.84972.377617 2.480949 11.08661 25.52726 58.895941.191425 1.240802 5.585324 14.66121 33.491670.635381 0.661356 3.033575 8.085464 20.506650.318311 0.331366 1.543644 4.039554 10.8468180907080t210.8t350.4S1S2S3t4151.25t500S4S54.971054 5.103816 22.31971 55.17436 80.186112.494683 2.552562 12.6179531.0601 66.060761.249631 1.276608 6.150543 16.3323441.93840.666408 0.680441 3.368299 9.366849 25.083170.333852 0.340706 1.684526 4.613129 11.73141706050Q=30040Q=15030Q=75Q=15040Q=75Q=4020Q=2010Q=3005030Q=402060S=f(Q)S=f(Q)t13.6Q=20100001002003004005006000t, с100200300400500600t, сРис.
3.14 Зависимость функции площади от временипри различных тепловых свойствах флюида.853.4 Основные выводы к главеПодводя итоги по данной главе, следует отметить следующее: Поскольку термометрия, как основной метод по выявлению притока,который может дать представление о работе самого пласта, имеетогромный информативный потенциал, то целесообразным являетсядосконально изучить закономерности формирования теплого поля врассматриваемой системе, с целью выявить факторы, влияющие на этотпроцесс в наибольшей степени, и отбросить незначительные факторпомехи. Эффективным инструментом для решения данной задачи являетсятемпературное моделирование. Причем в большинстве случаев задачаможет быть решена на основе базовой симуляции, учитывающей основныетермодинамические эффекты в стволе скважины и в самом пласте(кондуктивного и конвективного переноса, тепловыделение вследствиеадиабатического и дроссельного процессов); Численные эксперименты с одной стороны подтверждают высокийпотенциал нестационарных термических исследований, но с другой –иллюстрируют высокие риски неоднозначной интерпретации термограммвследствиевлияниянатепловоеполемножестваодновременнопротекающих процессов; Следующим закономерным шагом в использовании модели являетсяпроведение массовых численных расчетов для обоснования наиболеезначимых и ярких температурных эффектов, которые могут проявиться нареальных температурных кривых.
При подобном моделировании такженеобходимо учитывать влияние различных свойств среды и насыщающегофлюида на образование температуры в скважине при тех или иныхвыявленных базовых эффектах.86ГЛАВА 4. ЭКСПРЕССНЫЕ МЕТОДИКИ МОНИТОРИНГА РАБОТЫЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СКВАЖИН4.1 Возможности экспресс-технологий при интерпретациинестационарной распределенной термометрииНа основе закономерностей поведения температуры в пласте автор вданной главе предлагает под несколько другим углом посмотреть на различныеметодики интерпретации термограмм, которые уже давно отработаны и широковнедрены.Казалось бы, их использование предопределяет успешное решение задачи,ведь в их основе лежат самые современные симуляторы, учитывающие широкийспектр влияющих на тепловое поле в скважине и пласте факторов [10, 23, 82]. Нонесмотря на это, в нестандартных условиях, (например, при проведениимониторинга работы горизонтальных скважин) моделирование не во всехслучаях дает положительный эффект в силу большого количества осложняющихфакторов, возникающих при проведении исследования.
Ведь даже самаясовершенная модель не0 в силах исключить неоднозначность принятия решения,когда один и тот же температурный эффект может быть связан с различнымипроцессами, протекающими в одно и то же время.Как показывает практика в ряде случаев при интерпретации термометрииболее приемлемыми оказываются менее энерго- и времязатратные подходы,касающиеся обработки данных. Они хоть и приближенно описываютпротекающие процессы, но при этом всё же позволяют с большей вероятностьюутверждать, что при расчетах исключены ошибки, связанные с влияниемфакторов-помех (либо какова будет величина этой ошибки в конкретныхусловиях исследуемой скважины).Именно в таком контексте автору хотелось бы уточнить и расширитьдополнительным содержанием понятие экспрессной технологии получения ииспользования данных геофизических (в данном случае термических)исследованийскважин.подразумеваетсяПод подобнойтеоретическитехнологией в данном случаеобоснованный87комплексалгоритмовинтерпретации данных термометрии с выделением базовых информативныхтермодинамических эффектов с дальнейшим выходом на качественную иколичественнуюоценкупрофиляпритока(приемистости)исследуемойскважины с оценкой достоверности в конкретных практических условиях.Подобныйподходсиспользованиемтакихэкспресс-методикпривлекателен тем, что интерпретатор внимательней подходит к анализутекущих условий, при которых была зарегистрированная термограмма.
Здесьеще уместно заведомо из всего массива изученных влияющих факторов отсечьте составляющие, вероятность которых при каждой индивидуальной ситуациикрайне низка.Не стоит забывать, что при каждом отдельно рассмотренном случае можносталкиваться с разными вариациями заканчивания горизонтальных скважин, атакже с тем, как и чем они оборудованы, каким образом эксплуатируются.Отталкиваясьименноотэтойинформации,интерпретаторвыбираетприближенное решение: как при анализе информации для конкретногогоризонтального ствола выделить работающие интервалы, на основе изучениякаких процессов построить методику количественной оценки притока илирасхода жидкости. То есть для каждой ситуации существует свой алгоритмобработкиданных,которыйнаиболееполнопоказываетособенностиформирования теплового поля в рассматриваемой системе, причем успешностьприменения той или иной методики определяется контрастом на фонепервичного температурного замера в ходе исследования.Подчеркнем еще раз, что при характеристике понятия «экспресснойметодики» в последнюю очередь подразумевается проста и экономия временипри обработке данных.
Основное кроется в: обосновании способности предлагаемого алгоритма решить конкретнуюзадачу интерпретации результатов измерений при минимальном влияниифакторов-помех;88 определении точности, с которой может быть выполнена количественнаяоценка параметра в конкретных условиях исследуемой скважины; обосновании требований к условиям и технологиям проведенияизмерений, при которых данный результат может быть достигнут.В связи с этим возникает необходимость неким образом классифицироватьпредлагаемые технологии интерпретации, поскольку подходы по реализациирешения прямой и обратной задач различны.
Таким образом, в своеммногообразии методики естественным образом подразделяются на два крупныхблока: первый относится к добывающим скважинам, второй – к нагнетательным.Далее систематизация осуществляется по выделяемой зоне исследования, атакже по характеристике процесса (рис. 4.1).Тип скважиныЗона исследованийХарактеристика процессаквазистационарныеВне интерваловпритоканестационарныеДобывающиескважиныТехнологии оценки профиля притока(приемистости)Нормированныйкоэффициенттеплоотдачи Вна фоне геотермического распределениятемпературы;монотонный условный фоносциллирующий условный фондеформация температурных аномалий поглубинеДлительныепо деформации температурных аномалий во времениБыстропротекающие (ОВС) Мониторинг процесса создания квазистационарногополя в период запуска скважины По выделению дроссельного эффектаквазистационарныеПо нормированному коэффициенту теплоотдачи В принеравномерном притокеВ работающихинтервалахБыстропротекающие(ОВС)ЭкспрессметодикиПо температуре выхода при смешивании (по замеру в оптимальный периодвремени или в процессе мониторинга динамического процесса собоснованным выбором времени)По параметру (обработка по тангенсам углов наклона)По нормировочному параметру Нормированныйкоэффициенттеплоотдачи ВквазистационарныеВне интерваловпритокана фоне геотермическогораспределения температуры;монотонный условный фоносциллирующий условный фондеформация температурныханомалий по глубинеПо изменению угла наклона кривой в локальных интервалахпоглощенияБыстропротекающие(ОВС)НагнетательныескважиныстационарныеВ работающихинтервалахраспределенныеМониторинг процесса создания квазистационарного поля впериод запуска скважиныПо нормировочному параметру По параметру , основанном на изменении площадимежду разновременными температурными замерамиРис.
4.1 Области применения экспрессных технологий.Для четкого понимания физических процессов, обуславливающихобразования теплового поля в горизонтальном стволе, следует спервадоскональноизучитьпоследовательностьформированиятемпературныханомалий для конкретных условий проведения геофизических исследований.На сегодняшний день существует масса альтернативах подходов и алгоритмовинтерпретации термометрии с выходом на количественную оценку [7, 10, 23, 34,49, 61, 63, 72, 83]. В данной главе автор предлагает своё видение реализации89подобных расчетов как для нагнетательных, так и для добывающихгоризонтальных скважин с дальнейшей апробацией, разработанных экспрессныхметодик на результатах фактических температурных измерений.904.2 Технологии экспрессной интерпретации нагнетательныхгоризонтальных скважинВ текущем разделе диссертации рассматривается блок, в которомпредлагаемые экспрессные методики интерпретации данных термическихисследований могут быть применимы к нагнетательным скважинам.Основной целью является определение количественных параметров,характеризующих профиль приемистости, в первую очередь расходов винтервалах, наиболее интенсивно участвующих в закачке.