Способ контроля процесса разработки газовой залежи Советский патент 1984 года по МПК E21B43/00 

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано при организации глубинного зондирования водонапорного бассейна для устаноления типа строения коллекторов и достижения . возможности осуществления достоверного прогноза проявления водонапорного режима.

Известны промыслово-геофизически методы контроля за продвижением газоводяного или водонефтяного контактов при разработке углеводородной залежи. К ним относятся электрический, радиометрический, акустический и другие способы СП.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ контроля внедрения пластовой воды в углеводородную залежь путем измерения пластового давления по площади залежи и в различных по вертикали частях продуктивного пласта, посредством использования наблюдательных ,эксплуатационно-наблюдательных и пьезометрических скважин. На основе полученных данных устанавливают, тип разрабатываемой залежи1пластовый или массивный)2.

Однако этих сведений недостаточно для получения ответа на вопрос об особенностях строения водонапорного бассейна, и, следовательно, не удается достоверно прогнозировать поведение залежи при проявлении водонапорного режима.

Цель изобретения - повышение точности контроля за счет обеспечения получения информации о вовлекаемой в дренирование толщине водоносного пласта.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу контроля процесса разработки газовой залежи при водонапорном режиме, включающем измерение.пластового давления по площади залежи в различных по вертикали частях продуктивного пласта посредством наблюдательных, эксплуатационно-наблюдательных и пьезометрических скважин, дополнительно измряют пластовое .давление в различных по вертикали частях водонапорного бассейна, не входящих в углеводородную залежь; и по уменьшению давления в реагирующих скважинах определяют тип коллектора и толщину вовлекаемого в дренирование водонапорного бассейна, судят о типе коллекторов водонапорного бассейна и количественно оценивают степень приобщенности к дренированию водонапорного бассейна.

Способ осуществляется следующим образом.

Для контроля процесса разработки газовой залежи при водонапорном режиме бурят наблюдательные, эксплуатационно-наблюдательные и пьезометрические скважины в различных по площади и по вертикали частях продуктивного пласта. Дополнительно бурят пьезометрические скважины в сводной части залежи на водоносный пласт, не входящий в углеводородную залежь. Дополнительные скважины располагаются в свободной части залежи, потому что здесь наименьшая глубина от поверхности земли до подошвы водоносного пласта.

На чертеже показана схема расположения пьезометрических скважин по предлагаемому способу.

Каждую из дополнительных пьезометрических скважин бурят в различных по вертикали частях водоносного пласта, т.е. организуют -вертикальное зондирование водонапорного бассейна. Первой пьезометрической скважиной Глубинного зондирования вскрывают верхнюю часть Н водоносного пласта. Каждую последукадую скважину бурят глубже предыдущей на интервал Н и их глубина под углеводородной залежью соответственно составляет 2Н,ЗН и т.д. Величина интервала Н зависит от соотношения толщины продуктивного И подстилающего водоносного пласта, не выходящего в углеводородную залежь. Для месторождений, у которых толщина продуктивного пласта в несколько раз меньше толщины подстилающего водоносного пласта, этот интервал может составлять величину, равную толщине продуктивного Пласта. Для месторождений с большой толщиной продуктивного пласта, сопоставимой с толщиной водоносного пласта, данный интервал может составить величину, равную половине, одной трети, одной четверти толщины продуктивного пласта. Обсадную колонну в скважинах перфорируют в призабойной части на высоту 5-10 м. В скважинах периодически измеряют пластовое давление и в случае его уменьшения определяют массивно-пластовый тип коллекторов водонапорного бассейна и толщину пласта, вовлеченного в дренирование. При отсутствии изменений давления устанавливается пластовый характер нижезалегающей по отношению к отметке Последней отреагировавшей скважины части водонапорного бассейна. Бурение каждой последующей пьезометрической скважины глубинного зондирования производят после того, как в ранее пробуренной скважине начнет снижатьс давление. Для уменьшения числа пьезометрических скважин глубинного зондирования мо)кно одной скважиной контролировать два перфорированных интернала, изолировав их друг от друга пакером. В этом случае в скважину спускают насосно-компрессорные трубы в которых ведут наблюдения за нижним интервалом, а в межтрубном пространстве - за верхним. Предлагаемый способ контроля разработки газовой залежи с водонапорны режимом путем установления типа коллектора и реагирующей толщины водонапорного бассейна позволяет своевременно предсказать время обвод нения и число обводняющих эксплуата ционных скважин. Прогноз внедрения пластовой воды в углеводородную залежь производится из приближенного решения уравнения упругого режима фильтрации. Для его решения необходимо знать динамику пластового давления на кон туре залежи, проводимость Xli и пьез проводимость )( пласта. Теория разработки углеводородных залежей предус матривает поступление в залежь, главным образом, контурной воды,поэтому предусмотрено бурение пьезометрических .скважин, вскрывающих продуктивный пласт в пределах его водонасыщенной части 2. Замеры пластового давления в за-. контурных пьезометрических скважина дают информацию о динамике пластового давления на контуре залежи. Эт информация необходима для решения, так называемы, обратных задач. Под обратными понимаются задачи по уточ нению коллекторских свойств пласта параметров проводимости kh и пьезопроводности X.Знание этих параметро позволяет осуществлять достоверные прогнозные расчеты внедрения в залежь контурной воды. Методика интер претации результатов исследования пьезометрических скважин применител но к поступлению в залежь контурной воды, известна. В залежи пластово-массивного тип кроме контурной воды поступает также подошвенная вода. Процессы движения воды в подошве залежи под действием депрессионной воронки, которая распространяется вглубь в результате отбора газа, можно описать уравнением упругого режима фильтрации жидкости в цилиндрически координатах. Зная коэффициенты, мож но решить ы 211 ft 2-7 уравнение, а следовательно, определить приток воды в залежь. Здесь К.,,К - коэффициенты проницаемости вдоль координатою и ог соответственно} - коэффициент динамической вязкости воды; / - коэффициент упру гоемкости водоносного пласта. Коэффициенты Ъ.,, Ь, и можно найти путем решения обратной задачи идентификации параметров водоносного бассейна по фактической динамике пластовых ний на разных глубинах водоноспласта, не выходящего в газовую ь. учив текущие давления на разных нах подстилающего залежь водого пласта посредством замеров уренных дополнительных пьезоческих скважинах, определяем е коэффициенты Ъ,Ъ , « по щим рекуррентным формулам: (з)(.5И)(5-)К5-1) дЭ - аъ, (5)(S-1K5-1|(5-11 , , . da (51(S-1)(S-1KS-11 S- номер итерации; |ЛЗ - коэффициенты, регулирующие сходимость итерационного процесса; - минимизируемый функционал, Т ) ) Vt)o,w((t),{3) 0,если в л)-м элементарном блоке нет замера давления в момент времени t ; 1,если в V-M элементарном блоке есть замер давления в момент времени t ; и Рр (t) - величины, пропорциные фактическим и расчетным ниям в - -м блоке в люмент t ни ражения для функциональ.ных водных в формуле U)вычисляются едующим формулам: (SVllfuv P, , ,, iairalT ., т 4S.--) - дг dz .У). , Zn -отметки соответственно: кровли и подошвы водоносного пласта; - ,R -радиус залежи; -радиус водоносного пласта, куда не доходит возмущение от разработки залежи за время Т(К а20Рэ1 ; P(u, Z, t) - давление в точке плас та .с координатами и п Z в момент времени t , получаемое в резул тате численного решен уравнения теории упру гого режима фильтрации Ч(и, z.t) - значение фиктивного потенциеша в точке ( и, Z ) в момент t , получаемое в результа те решения соответств ющего сопряженного дифференциального уравнения с плотностя ми источников, опреде ляемых выражениями(3) Таким образом, решается уравнение теории упругого режима при известных дебитах воды, поступающих в залежь за вермя Т, находятся давле ния во всех элементарных блоках. Вычисляются величины невязок(3), т.е. плотности источников для со пряженного уравнения. В результате решения сопряженного уравнения находятся величины V . По формулам (4)вычисляются функциональные производные. По формуле (1)уточняются искомые параметры. С уточенными пара метрами вновь решается уравнение упругого режима и т.д. до минимизации функционала J . Значения параметров Ц , Ъ, а , полученные в послед ней итерации, принимаются за искомые Пример . Опытно-промышленные испытания предлагаемого способа были проведены на скважинах №№333 и 461 Оренбургского газоконденсатного месторождения. Скважины были пробурены на 210-240. м ниже газоводя ного контакта, т.е. в водоносных пластах, не выходящих в залежь. За период наблюдений с марта 1980 г по август 1981 г в скважинах отмечено закономерное снижение пластового давления, темп которого составляет: по скважине .№ 333-0,13 МПа/год, по скважине № 461 - 0,21 МПа/год. Следовательно, в газоконденсатную залеж внедряется вода непродуктивных горизонтов, залегающих на глубине более 200 м ниже газоводяного контакта. В таблице представлены результаты; прогнозных гидродинамических расче- тов, характеризующие масштабы обводнения газового месторождения Медвежье. Расчеты произведены по трем различным толщинам вовлеченной в дренирование части водоносного бассейна, при этом для каждого случая приведено число обводнившихся и выбывших из эксплуатации скважин и число скважин, которые эксплуатируются с водой в продукции и в которых необходимо проведение изоляционных работ tig причем Н-толщина вовлеченной в дренирование части водонапорного бассейна, пропластки изолированы друг от друга, В настоящее время месторождение Медвежье разрабатывается по проекту, в котором не учитывается внедрение воды в залежь. При этом суммарное потребное число эксплуатационных скважин равняется 256. Согласно приведенной таблице, минимальное резервное число скважин с точки зрения обводнения должно, составлять. 14 плюс некоторое количество из указанных 44 скважин третьего столбца. Максимальное резервное число скважин может составлять 44,142 и больше (при Н 200м). Масштабы обводнения скважин не целиком характеризуются таблицей, так как 38 годом еще не заканчивается разработка месторождения Медвежье. Предлагаемый способ контроля процесса разработки газовой залежи по сравнению с известными позволяет установить тип строения коллекторов водонапорного бассейна, получить количественную характеристику степени приобщаемости водонапорного бассейна к дренированию и на основе этого предсказать время обводнения и число обводняющихся эксплуатационных скважин, знание истинных масштабов обводнения месторождения позволит своевременно.внести коррективы в сложившуюся систему его разработки и принять необходимые меры по регулированию процесса обводнения скважин с целью максимального извлечения углеводородов.

СПОСОБ КОНТРОЛЯ РАЗРАБОТКИ ГАЗОВОЙ ЗАЛЕЖИ при водонапорном режиме, включающий измерение пластового давления в наблюдательных скважинах, пробуренных на разную глубину продуктивного пласта по площади залежи, отличающийс я тем, что, с целью повьаиения точности контроля за счет обеспечения получения информации о вовлекаемой в дренирование толщине водоносного пласта, дополнительно осуществляют последовательное бурение с заданным шагом углубления пьезометрических скважин в водоносных частях пласта, не входящих в углеводородную залежь, измеряют в них пластовое § давление и по величине его уменьше(Л ния судят о толщине вовлекаемого в дренирование водоносного пласта. 00