Способ интерпретации краткосрочных гидродинамических исследований горизонтальных скважин и скважин с гидроразрывом пласта на неустановившемся режиме фильтрации Российский патент 2020 года по МПК E21B47/10 G06G7/48 

Изобретение может быть использовано при интерпретации данных гидродинамических исследований нефтяных горизонтальных скважин или скважин с гидроразрывом пласта на месторождениях с низкими фильтрационно-емкостными свойствами как по причине низкой проницаемости коллектора, так и по причине высокой вязкости нефти.

При классическом подходе интерпретации данных гидродинамических исследованиях такого типа скважин на месторождениях нефти с низкими фильтрационно-емкостными свойствами требуется сверхдлительные продолжительности исследования, достигающие одного года и более, что не является приемлемым для планирования разработки месторождений нефти.

Известные другие решения проблемы недостаточной длительности гидродинамических исследований горизонтальных скважин и скважин с гидроразрывом пласта на дорадиальных неустановившихся режимах фильтрации отсутствуют. Какие-либо аналоги или прототипы предлагаемого решения на данный момент также не существуют.

Целью изобретения является создание возможности проведения интерпретации данных гидродинамических исследований горизонтальных скважин и скважин с гидроразрывом пласта в условиях низких фильтрационно-емкостных свойств продуктивного нефтяного пласта при недостигнутом позднем псевдорадиальном неустановившемся режиме фильтрации, что позволяет снизить на порядок время гидродинамических исследований в сравнении с классическим подходом и что является существенным техническим результатом предлагаемого решения.

Технический результат предлагаемого решения - сокращение времени гидродинамического исследования нефтяных горизонтальных скважин и скважин с гидроразрывом пласта на порядок в условиях низких фильтрационных свойств с одного года и более до нескольких недель. Данный результат является ключевым преимуществом перед классическим подходом к интерпретации данных гидродинамических исследований скважин.

Изобретение решает проблему недостаточной длительности гидродинамических исследований горизонтальных скважин и скважин с гидроразрывом пласта, которые наблюдаются в пластах со сниженными фильтрационно-емкостными свойствами, в основном из-за низкой проницаемости или высокой вязкости нефти.

Сущность изобретения заключается в том, что была найдена единая зависимость между фильтрационными и емкостными параметрами на неустановившемся режиме фильтрации вокруг «линейного стока» (горизонтальная скважина или трещина гидроразрыва пласта). Причем вид этой зависимости может меняться в зависимости от скин-фактора за загрязнение вокруг линейного стока.

При исследовании кривой падения давления требуется относительное постоянство дебита при отработке скважины. При исследовании кривой восстановления давления требуется учет соотношения длительности закрытия скважины к длительности отработки перед исследованием через использование эквивалентного времени.

Благодаря известной связи между фильтрационными и емкостными свойствами вокруг линейного стока появляется возможность проведения интерпретации на раннем линейном режиме фильтрации в условиях отсутствия позднего радиального неустановившегося режима фильтрации.

При классическом подходе к интерпретации данных гидродинамических исследований производится ожидание регистрации позднего псевдорадиального режима фильтрации, позволяющего определить проницаемость рассматриваемого пласта и рассчитать эффективную длину линейного стока (горизонтальная скважина или трещина ГРП). Ожидание позднего псевдорадиального режима фильтрации требует значительного количества времени в условиях применения горизонтальных скважин или трещины ГРП в пласте с низкими фильтрационно-емкостными свойствами. В предлагаемом способе определение проницаемости пласта и эффективной длины линейного стока производится, не дожидаясь позднего псевдорадиального режима фильтрации, путем графического решения системы уравнений на эллиптическом режиме фильтрации вокруг линейного стока благодаря найденным единым зависимостям фильтрационных и емкостных свойств вокруг линейного стока.

Интерпретация данных проводится путем итеративного подбора проницаемости пласта, при которой будет достигнуто постоянство значения линейного стока во времени при использовании известной связи фильтрационных и емкостных свойств пласта при определенном значении скин-фактора за загрязнение. В случае невозможности подбора такого значения проницаемости требуется выбрать связь между фильтрационными и емкостными свойствами пласта для другого значения скин-фактора за загрязнение.

На Рис. 1 показана зависимость фильтрационных свойств от емкостных на неустановившемся режиме фильтрации вокруг линейного стока при различных значениях скин-фактора (S) за загрязнение призабойной зоны пласта.

На Рис. 2 показан диагностический график длины линейного стока во времени исследования, определенный по зависимостям на Рис. 1.

Подробный ход интерпретации следующий:

1. В качестве исходных данных берется информация изменения давления на забое во времени на неустановившемся режиме работы скважины с гидроразрывом пласта (ГРП) или горизонтальной скважины.

2. Далее данные обрабатываются с помощью зависимости, представленной на Рис. 1 для скин-фактора за загрязнение, равного нулю. Обработка заключается в подборе такого значения проницаемости, которое позволит получить постоянное значение эффективной длины линейного стока - Рис. 2. Фактически данный процесс является графическим решением системы уравнений двух неизвестных (длина линейного стока и проницаемость), остальные параметры, входящие в оси Рис. 1 являются известными.

3. При невозможности подобрать проницаемость, которая позволяет стабилизировать значение эффективной длины линейного стока, требуется изменить значение скин-фактора за загрязнение на большее значение и провести обработку данных, используя функцию, учитывающую загрязнение вокруг трещины гидроразрыва пласта или горизонтальной скважины.

Таким образом, интерпретация данных подразумевает итеративный подбор значения проницаемости при определенном значении скин-фактора за загрязнение для удовлетворения условия постоянства значения линейного стока во времени исследования при использовании известной связи фильтрационных и емкостных свойств пласта.

На технический результат влияют следующие параметры:

1. Качество замеров давления в процессе гидродинамических исследований скважин;

2. Точность замера дебита на периоде отработки нефтяной скважины.

Для автоматизированного использования предложенного способа интерпретации данных гидродинамических исследований нефтяных горизонтальных скважин и скважин с гидроразрывом пласта написана программа для ЭВМ. Она осуществляет автоматическую обработку данных гидродинамических исследований скважин по заложенным алгоритмам связи фильтрационных и емкостных свойств пласта вокруг линейного стока при различных скин-факторах за загрязнение.

Пользователю необходимо произвести итеративный перебор значения проницаемости пласта, а также, если потребуется, дополнительно осуществить перебор значения скин-фактора за загрязнение. Корректным найденным решением будет являться такое значение проницаемости пласта, при котором длина линейного стока стремится к константе во времени исследования. На Рис. 2 показан диагностический график длины линейного стока во времени исследования, определенный по зависимостям, указанными на Рис. 1.

В связи с тем, что обработка данных производится в автоматическом режиме, то время, затрачиваемое пользователем программного продукта на итеративный перебор проницаемости и скин-фактора за загрязнение, незначительно.

Изобретение впервые было применено при анализе данных гидродинамических исследований нефтяного пласта АЧ18-1 Ямбурского месторождения на скважине №186, где был проведен 500 тонный гидроразрыв пласта. Учитывая, что проницаемость пласта крайне низкая, около 0.1 мДарси, а также что проектная длина трещины составляет около 500 метров, то достижение радиального режима фильтрации на допустимых временах исследования не представляется возможным - требуется более одного года на ожидание получения данных, которые возможно проинтерпретировать классическим методом. Поэтому потребовалось применение специального подхода к интерпретации данных. В результате использования новой методики интерпретации было определено, что проницаемость пласта составляет около 0,05 мДарси, полудлина трещины составляет 50 метров. Полученные результаты объяснили низкий коэффициент продуктивности не заниженным значением проницаемости, а невысоким значением длины трещины ГРП - около 100 м.

На Рис. 3 указаны результаты интерпретации для скважины №186, где был проведен 500 тонный гидроразрыв пласта, по результатам которой определена 100 метровая эффективная длина трещины ГРП в периоде до 2-х суток исследования (плановая длина - 500 метров). При классическом подходе интерпретации данных осуществить это было невозможно. В результате были приняты своевременно мероприятия по улучшению технологии проведения ГРП.

Также способ впоследствии использовался при анализе данных гидродинамических исследований скважин по другим месторождениям: Вынгапуровское и Самбургское.

Изобретение может быть использовано при интерпретации данных гидродинамических исследований нефтяных горизонтальных скважин или скважин с гидроразрывом пласта на месторождениях с низкими фильтрационно-емкостными свойствами как по причине низкой проницаемости коллектора, так и по причине высокой вязкости нефти. Согласно способу определение проницаемости исследуемого пласта производится на раннем эллиптическом режиме фильтрации вокруг линейного стока путем графического решения системы уравнений на каждый момент регистрации изменения давления во время исследований, используя зависимости между фильтрационными и емкостными свойствами вокруг линейного стока. Причем определение проницаемости осуществляется одновременно с определением эффективной длины линейного стока горизонтальной скважины или трещины гидроразрыва пласта. Интерпретация данных проводится путем итеративного подбора проницаемости пласта, при которой будет достигнуто постоянство значения линейного стока во времени при использовании известной связи фильтрационных и емкостных свойств пласта при определенном значении скин-фактора за загрязнение. В случае невозможности подбора такого значения проницаемости требуется выбрать связь между фильтрационными и емкостными свойствами пласта для другого значения скин-фактора за загрязнение. Технический результат - сокращение времени гидродинамического исследования нефтяных горизонтальных скважин и скважин с гидроразрывом пласта на порядок в условиях низких фильтрационных свойств с одного года и более до нескольких недель. 3 ил.

Способ интерпретации краткосрочных гидродинамических исследований горизонтальных скважин и скважин с гидроразрывом пласта на неустановившемся режиме фильтрации, отличающийся тем, что определение проницаемости исследуемого пласта производится на раннем эллиптическом режиме фильтрации вокруг линейного стока путем графического решения системы уравнений на каждый момент регистрации изменения давления во время исследований, используя зависимости между фильтрационными и емкостными свойствами вокруг линейного стока, причем определение проницаемости осуществляется одновременно с определением эффективной длины линейного стока горизонтальной скважины или трещины гидроразрыва пласта.