Автореферат (Оценка индивидуальных эксплуатационных параметров низкодебитных пластов по результатам мониторинга нестационарных полей давления и температуры)

На правах рукописиПанарина Екатерина ПавловнаОЦЕНКА ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХПАРАМЕТРОВ НИЗКОДЕБИТНЫХ ПЛАСТОВ ПО РЕЗУЛЬТАТАММОНИТОРИНГА НЕСТАЦИОНАРНЫХ ПОЛЕЙ ДАВЛЕНИЯ ИТЕМПЕРАТУРЫ25.00.10 Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемыхАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискания степеникандидата технических наукМосква – 2019 г.Работавыполненаобразовательномвфедеральномучреждениигосударственномвысшегоавтономномобразования«Российскийгосударственный университет нефти и газа (национальный исследовательскийуниверситет) имени И.М. Губкина» на кафедре геофизических информационныхсистемНаучный руководитель:доктор технических наук, профессорКременецкий Михаил ИзраилевичОфициальные оппоненты: Шарафутдинов Рамиль Фаизырович,доктор физико-математических наук, профессор,профессор кафедры геофизики ФГБОУ ВО«Башкирский государственный университет».Таланкин Антон Константинович,кандидатстаршийгеолого-минералогическихпетрофизикОООнаук,«ШлюмбержеЛоджелко Инк».Ведущая организация:Федеральное государственное бюджетноеучреждение науки Институт проблем нефти игаза Российской академии наук (ИПНГ РАН)Защита состоится «2» октября 2019 г.

в 15:00, в аудитории 523 на заседаниидиссертационного совета Д 212.200.05 при РГУ нефти и газа (НИУ) имениИ.М. Губкина по адресу: 119991, Москва, Ленинский проспект, 65, корп.1.С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на официальном сайте РГУнефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина.Автореферат разослан «__»_____________ 2019 г.Ученый секретарьдиссертационного совета Д 212.200.5,кандидат геолого-минералогических наук2Хохлова М.С.ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность работыСовместное вскрытие продуктивных пластов единой сеткой скважин являетсяраспространенным и востребованным элементом современных систем разработкимногопластовых месторождений нефти и газа.Рост доли объектов разработки со вскрытием одним стволом нескольких пластовпреимущественно связан с растущим удельным весом коллекторов струдноизвлекаемыми запасами (ТРИЗ).

Такие коллекторы отличаются аномальнонизкой проницаемостью и продуктивностью, вследствие чего их индивидуальнаяэксплуатация, даже при сложных способах вскрытия не всегда рентабельна.Совместная эксплуатация нескольких пластов требует постоянного контролявыработки. Причем, требованием законодательства РФ является постоянныймониторинг не только текущих интегральных характеристик коллекторов, но ииндивидуальных свойств каждого из них. Без этой информации невозможно принятиеобоснованных решений по оптимизации разработки месторождения и обеспечениярентабельной добычи.На таких объектах необходим непрерывный контроль разработки и мониторингдобычи с определением индивидуальных параметров каждого пласта.

Основойконтроля являются системные промыслово-технологические (ТИ), гидродинамические(ГДИС) и промыслово-геофизические (ПГИ) исследования скважин.Среди перечисленных способов исследований следует выделить ПГИ, так какпреимущественно по ним определяют дебиты пластов и их долю в общем притоке. Этиданные также используют при обосновании прогноза добычи.Традиционным методом ПГИ для количественной оценки дебита являетсярасходометрия.

Однако в пластах с низкой проницаемостью вследствие небольшойинтенсивности притоков информативность данного метода резко снижается.Одной из альтернатив традиционным ПГИ при диагностике и количественнойинтерпретации профиля притока является анализ термограмм в действующей скважинев интервалах между работающими пластами.Именно эта информация в условиях низкой интенсивности притока являетсяосновой для достоверной оценки других индивидуальных параметров совместноэксплуатируемых пластов (фильтрационных свойств, пластовых давлений,характеристик совершенства вскрытия и пр.) по результатам ТИ и ГДИС.Однако традиционные способы количественной интерпретации термограммимеют существенные ограничения.

Основная проблема состоит в том, что данныеспособы предполагают наличие установившегося фонового теплового поля. Подобноеусловие сложно (практически невозможно) выполнить в нестабильно и циклическиработающих скважинах, доля которых на объектах ТРИЗ преобладает.Поэтому возникает необходимость в совершенствовании как технологиипроведения, так и количественной оценки дебитов пластов по результатамтермических исследований.3Таким образом, задача совершенствования ПГИ, ТИ и ГДИС при оценкеиндивидуальных эксплуатационных параметров пластов с учетом значимой, аиногда и ведущей роли нестационарной термометрии в указанном комплексе являетсявесьма актуальной.Цель работыРазработкаметодикиколичественнойоценкииндивидуальныхэксплуатационных параметров пластов низкой проницаемости и продуктивности приих совместной эксплуатации на основе комплексных промыслово-геофизических(ПГИ) и гидродинамических (ГДИС) исследований скважин (в первую очередьнестационарной термометрии и барометрии), анализ информативности и обоснованиеграниц применимости количественной интерпретации результатов ПГИ и ГДИС вусловиях циклической и нестабильной работы низкодебитных скважин.Основные задачи исследований1.Анализ информативных возможностей современных методов итехнологий ПГИ и ГДИС для мониторинга индивидуальных параметров совместноразрабатываемых пластов низкой проницаемости при механизированном способедобычи (ЭЦН).2.Создание аналитической и численной моделей тепломассопереноса дляусловий добывающей скважины, вскрывающей совместно несколько нефтяныхпластов низкой продуктивности в условиях нестабильной циклической работыколлекторов с учетом возможных межпластовых перетоков.3.Анализ на численной модели закономерностей формирования тепловогополя в скважине вне работающих пластов при нестабильном циклическом притоке.Теоретическая оценка информативности и обоснование достоверности определенияиндивидуальных дебитов пластов с учетом влияния факторов-помех (изменениятемпературы и дебита во времени, многокомпонентного потока, его сложного составаи структуры, наличия межпластовых перетоков по стволу и пр.).

Оценка достоверностиопределения дебита при дефиците исходной априорной информации (отсутствииданных о тепловых свойствах заполнителя ствола скважины и вмещающих пород,компонентном составе притока и пр.)4.Оценка возможностей и границ применимости термических исследованийвне интервалов работающих пластов при циклической эксплуатации скважин, слабогонестабильного многокомпонентного притока с учетом основных методическихпогрешностей.5.Разработка технологии проведения термических исследований иметодики интерпретации результатов в нестабильно работающих малодебитныхдобывающих скважинах при совместном вскрытии нескольких пластов.6.Апробация и внедрение усовершенствованной методики оценки дебита порезультатам термометрии скважин в интервалах вне работающих пластов приразличных условиях проведения исследований (стабильная работа пластов4однокомпонентной и сложной продукцией, нестабильный приток низкойинтенсивности, наличие межпластовых перетоков и пр.).7.Динамический комплексный анализ результатов термометрии совместнос методами ГИС и ГДИС при оценке индивидуальных параметров совместно вскрытыхпластов в условиях долговременной эксплуатации скважин (при изменении во временипараметров исследуемых объектов: энергетического состояния пластов, обводнения,совершенства вскрытия пластов развития, интенсивности межпластовых перетоков).Методика исследованияПри решении задач, поставленных в диссертационной работе, выполнены:обобщение и анализ отечественных и зарубежных публикаций по описанной проблеме;численное моделирование процессов тепломассопереноса в системе совместновскрытых пластов в условиях циклической работы скважин; обобщение и анализрезультатов геофизических и гидродинамических исследований скважин.В ходе выполнения работы соискатель использовал программное обеспечениеотечественных и зарубежных компаний: для визуализации и анализа результатов ПГИ- «Камертон-Контроль» (НПП «ГЕТЭК»), для интерпретации материалов ГДИС «Saphir», «Topaze» (Kappa Engineering).

Программы для численного моделированияраспределения температуры в стволе действующей скважины реализованы на языкепрограммирования С++.Достоверность научных выводов и рекомендаций подтверждена обобщениеми анализом результатов, опубликованных отечественных и зарубежных изданиях;оценкой информативности предложенных методов исследований и достоверностивыявленных закономерностей поведения изучаемых геофизических полей на базематематического моделирования и многочисленных исследований в скважинах;результатами практического применения и внедрения предложенного подхода кисследованиям многопластовых низкодебитных скважин и интерпретации полученныхматериалов.Научная новизнаПо результатам численного моделирования и анализа геофизическихисследований скважин механизированного фонда обоснованы границы применимостиколичественной оценки интервальных притоков на основе изучения профиляраспределения температуры по длине ствола в интервалах вне работающих пластов вусловиях нестабильного циклического притока из нескольких совместно вскрытыхколлекторов с низкими коэффициентами проницаемости и продуктивности.Обоснована технология термических исследований скважин, включаяоптимальные для оценки объемные расходы флюида, длительности циклов работынасоса и времена регистрации термограмм (при притоке на технологическойдепрессии, а также при межпластовых перетоках в периоды уменьшения ипрекращения отбора).1.5На основе анализа информативности термометрии при определениипрофиля притока в малодебитных скважинах установлено преобладающее влияниедебита скважины в текущем цикле работы ЭЦН на распределение температуры встволе вне интервалов притока.

В рамках данного анализа учтены основные факторыпомехи: нестабильный приток, предыстория работы скважины, изменение во временитемпературы притекающего флюида, сложная структура потока, неопределенности виспользуемой при интерпретации термограмм априорной информации (в первуюочередь о тепловых свойствах заполнителя ствола и вмещающих пород), вероятностьвозникновения межпластового перетока в статике и при низкой депрессии.Разработана матрица применимости методики количественной интерпретациитермограмм с учетом перечисленных выше факторов, а также основных методическихпогрешностей, связанных с достоверностью диагностики интервалов притока,прогноза фонового распределения температуры, выбора интервала обработки.3.Обоснован подход к совместной интерпретации результатов ПГИ и ГДИСв скважинах механизированного фонда с определением фильтрационных свойств,энергетического состояния и характеристик совершенства вскрытия каждого изсовместно эксплуатируемых пластов низкой проницаемости на основедолговременного гидродинамического мониторинга стационарными датчикамидавления; циклических термических исследований с индивидуальной оценкой дебитовпластов и интенсивности внутриколонных перетоков.2.Защищаемые положения1.Профиль распределения температуры по длине ствола вне работающихпластов является эффективным средством оценки индивидуальных дебитов объектов,эксплуатируемых совместно механизированным способом в условиях не толькостабильного, но и переменного циклического притока.