СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЕРИОДА ЦИКЛИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ПРИ РАЗРАБОТКЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ В УСЛОВИЯХ ИЗМЕНЯЮЩЕЙСЯ ПРОНИЦАЕМОСТИ Российский патент 2024 года по МПК E21B43/20 

Область техники, к которой относится изобретение.

Изобретение относится к области техники, связанной с планированием циклического вытеснения запасов углеводородов из пласта к забоям добывающих скважин, а именно к средствам расчета периода циклического воздействия.

Уровень техники.

Сведения из предшествующего уровня техники:

В практике планирования циклического воздействия на пласт, в т.ч. с использованием циклической закачки воды в углеводородные пласты, направленной на перераспределение давления с изменением линий тока от нагнетательных скважин к эксплуатационным, и вовлечение в разработку слабо дренируемых нефтенасыщенных зон, используется способ определения периода циклов по следующим формулам (Сургучев, М.Л. Вторичные и третичные методы увеличения нефтеотдачи пластов / М.Л. Сургучев. - Москва: Недра, 1985):

где χ - средняя пьезопроводность пласта, м²/с;

m - средняя пористость, д. ед;

k - средняя проницаемость пласта, м²;

μ - средняя вязкость жидкости, Па*с;

t - длительность полуцикла нестационарного воздействия, с;

Р - коэффициент сжимаемости системы, Па^-1;

L - расстояние до фронта вытеснения, м.

Применяемая аналитическая модель, по информации М.Л. Сургучева, разработана на основе экспериментальных и строгих аналитических исследований, включающих особенности перетоков между слоями и позволяет учитывать необходимые технологические условия процесса, перепады давления нагнетания, изменения расходы воды, частоту колебания давления (расхода), и выявляет основные параметры оптимальной технологии процесса.

Указанный выше, известный (он же наиболее близкий к изобретению) способ определения периодов циклов (прототип) основан на использовании постоянного значения проницаемости пласта.

В то же время, обобщение практики реализации проектов разработки трещиноватых коллекторов свидетельствует об изменении проницаемости коллекторов во времени ввиду изменения пластового давления и смыкания/расширения системы трещин в пласте (Викторин, В.Д. Геолого-промысловая модель объемной сетки трещин (МОСТ) карбонатных и терригенных коллекторов трещинно-порового типа/ В.Д. Викторин, А.Ф. Катошин, А.Ю. Назаров // Проблемы геологии и разработки сложнопостроенных коллекторов трещинно-порового типа: сборник научных трудов.- Пермь: ПГТУ. - 2003. - С. 60-118. - далее МОСТ). Таким образом - известный способ определения периода цикла не позволяет определить требуемую продолжительность для различных периодов времени разработки объекта при изменении проницаемости, что является его недостатком. Для устранения данного недостатка (технической проблемы) аналога (прототипа) - создано изобретение.

Признаком аналога изобретения, совпадающим с существенными признаками изобретения, является цель применения - определение полупериода циклов воздействия.

Раскрытие сущности изобретения.

Созданный способ планирования (изобретение) заключается в ниже приведенном алгоритме действий (совокупность действий, порядок выполнения действий во времени, условия осуществления действий) и способе расчета (файле) - не для определения статического значения периода циклического воздействия (существующий подход), а для построении зависимости периода циклического воздействия от проницаемости пласта:

1. Подготовка исходных данных, используемых в формулах (1,2 - см. раздел Уровень техники).

2. Определение зависимости проницаемости от давлений (по методике МОСТ). Определение прогнозного интервала изменения проницаемости в процессе разработки месторождения.

3. Построение зависимости продолжительности полупериода от проницаемости для прогнозного интервала проницаемости из п 2 по формулам 1, 2, с использованием специально разработанного расчетного файла «Расчет.xls», выполненного в стандартном пакете Microsoft Excel (фиг. 1 - см. раздел Чертежи).

В изобретении (алгоритме):

- длительность полуцикла (t_c) нестационарного воздействия является расчетной величиной, переводится из секунд в сутки для удобства пользователей на нефтепромыслах;

- средняя проницаемость пласта (k), зависит от текущего энергетического состояния, определяется по выбираемым автором расчета методикам. Задается дискретно - от 0 до максимальных прогнозных значений проницаемости;

- расстояние до фронта вытеснения (L) принимается равным половины размера сетки скважин (стандартная практика);

- средняя пористость, коэффициент сжимаемости системы (β) рассчитываются по имеющимся у пользователя данным (рекомендуется - по данным проектного документа на разработку месторождения).

Используемая в изобретении зависимость формируется в графическом и аналитическом виде, приведенным на фиг. 2 (см. раздел чертежи).

Определяемая зависимость выглядит следующим образом:

где t_c - длительность полуцикла нестационарного воздействия, сут;

k - средняя проницаемость пласта, мкм²;

f(k) - функция, определяемая исполнителем расчета и используемая в дальнейшем для определения периода цикла воздействия для различных значений проницаемости.

Пример полученной расчетной зависимости представлен в открытом источнике (Способ оценки длительности полупериода нестационарного воздействия в трещиноватых коллекторах / Р.А. Саблин // Труды Российского государственного университета нефти и газа имени И.М. Губкина. - 2021. - №2(303). - С. 26-32.).

Изобретение позволяет снять обозначенный выше недостаток существующего метода -учесть непостоянство проницаемости в процессе разработки месторождений, что является решаемой технической проблемой (задачей). Формируемые с использованием изобретения аналитические выражения, пригодны к использованию на практике для оперативной оценки полупериода нестационарного воздействия в условиях трещиноватых объектов с выявленным нелинейным характером изменения проницаемости от давления, что не предусмотрено известными ранее - статичными методиками. Вывод подобных зависимостей позволит на практике оперативно (без использования продолжительных расчетов на геолого-гидродинамических моделях) формировать требования к периодическому режиму нагнетания и его изменению в будущем с учетом распределения проницаемости по площади.

Изобретение расширяет арсенал технических средств определенного назначения.

Существенными признаками изобретения являются:

- определение зависимости проницаемости от давления;

- использование переменной проницаемости;

- определение прогнозного интервала изменения проницаемости в процессе разработки месторождений;

- определение зависимости полупериода воздействия от проницаемости.

Краткое описание чертежей, иных графических материалов.

На фиг. 1 изображен внешний вид расчетного файла для реализации изобретения.

На фиг. 2 изображен вид расчетной зависимости полупериода от проницаемости.

На фиг. 3 изображена расчетная зависимость полупериода от проницаемости для объекта Мишриф (пример).

Осуществление изобретения.

Изобретение может быть осуществлено (реализовано и использовано) специалистами по планированию циклического воздействия на продуктивные пласты месторождений углеводородов, путем реализации представленного выше алгоритма, с использованием специально созданного файла «Расчет.xls».

Пример полученной расчетной зависимости для объекта Мишриф одного из месторождений углеводородов - представлен ниже и в открытом источнике (Способ оценки длительности полупериода нестационарного воздействия в трещиноватых коллекторах / Р.А. Саблин // Труды Российского государственного университета нефти и газа имени И.М. Губкина. - 2021. - №2(303). - С. 26-32).

Для объекта Мишриф, в результате ранее проведенных исследований определена зависимость проницаемости от давлений (Саблин Р.А. Повышение эффективности разработки месторождения с учетом трещиноватости коллекторов на примере высокопродуктивного объекта в Ираке // Нефтяное хозяйство. - 2019. - №8. С. 52-57). В связи с этим традиционный подход к определению полупериода циклической закачки требует дополнения зависимостью продолжительности полупериода от проницаемости, которая найдена исходя из характеристик объекта, представленных в проектном документе, расчетным путем по формулам (1, 2) и приведена ниже:

- длительность полуцикла (t нестационарного воздействия является расчетной величиной, переводится из секунд в сутки для удобства пользователей на нефтепромысле;

- средняя проницаемость пласта (k), зависит от текущего энергетического состояния. Максимальные средние значения по скважинам в высокопроницаемых зонах достигает 0,3 мкм². При этом проницаемость отдельных высокопроницаемых интервалов в скважинах достигает 2 мкм² и более. Задается дискретно - от 0 до 0,5 мкм²;

- расстояние до фронта вытеснения (L) принято как половина размера сетки скважин - 450 м;

- средняя пористость (m) - 0,2 д.ед;

- коэффициент сжимаемости системы (β), по данным проектного документа-7,8⋅10^-1 Па^-1; Полученная расчетная зависимость для объекта Мишриф представлена на фиг. 3 (см. чертежи).

Для рассматриваемого примера зависимость выгладит следующим образом:

где t_c - длительность полуцикла нестационарного воздействия, сут;

k - средняя проницаемость пласта, мкм².

Выявленная в примере с помощью изобретения зависимость - рекомендована к использованию на практике для расчета полупериода нестационарного воздействия в условиях трещиноватого объекта Мишриф с выявленным нелинейным характером изменения продуктивности от давлений.

Изобретение относится к способу определения периода циклического воздействия на нефтегазоносный объект. Техническим результатом является определение требуемой продолжительности для различных периодов времени разработки объекта при изменении проницаемости. Способ включает построение зависимости продолжительности полупериода циклического воздействия от изменяющейся во времени проницаемости объектов. Дополнительно определяют зависимость переменной проницаемости от давления. Также определяют прогнозный интервал изменения переменной проницаемости в процессе разработки месторождения. Данный способ позволяет получать необходимый спектр периода воздействия при изменении фильтрационных характеристик объекта во времени и по площади. 3 ил.

Способ определения периода циклического воздействия на нефтегазоносный объект, включающий построение зависимости продолжительности полупериода циклического воздействия от изменяющейся во времени проницаемости объектов, отличающийся тем, что дополнительно определяют зависимость переменной проницаемости от давления и определяют прогнозный интервал изменения переменной проницаемости в процессе разработки месторождения, что позволяет получать необходимый спектр периода воздействия при изменении фильтрационных характеристик объекта во времени и по площади.