Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Обзор мирового опыта применения гидравлического разрыва пласта 9
1.1 Гидравлический разрыв пласта 9
1.2 Зарубежный опыт применения ГРП 11
1.3 Опыт применения ГРП на месторождениях России 14
1.4 Применение ГРП на месторождениях ОАО «Татнефть» 21
Глава 2 Исследование влияния ФЕС продуктивных отложений различного типа на эффективность ГРП 29
2.1 Физическая основа ГРП 29
2.2 Исследование влияния геологических, коллекторских и ФЕС пластов Бавлинского месторождения на эффективность ГРП 33
2.3 Исследование влияния геологических, коллекторских и ФЕС пластов, Павловской и Восточно-Лениногорской площадей Ромашкинского месторождения на эффективность ГРП 47
2.4 Исследование влияния геолого-технологических факторов на эффективность ГРП в условиях Бавлинского месторождения 53
2.5 Исследование влияния геолого-технологических факторов на эффективность ГРП в условиях Павловской и Восточно-Лениногорской площадей Ромашкинского месторождения 62
2.6 Исследование влияния качества крепления заколонного пространства на эффективность ГРП 70
Глава 3 Совершенствование вычислительного аппарата математической статистики с целью прогноза результатов ГРП для продуктивных отложений различного типа 78
3.1 Прогноз результатов ГРП для бобриковских отложений Бавлинского месторождения 78
3.2 Прогноз результатов ГРП для девонских отложений Бавлинского месторождения 88
3.3 Прогноз результатов ГРП для девонских отложений Восточно-Лениногорской площади Ромашкинского месторождения 94
Глава 4. Исследование влияния гидроразрыва пласта на конечную нефтеотдачу 103
4.1. Математическая модель 103
4.2. Моделирование гидроразрыва пласта. 106
4.3. Зависимость эффективности ГРП от расположения скважины в системе нагнетательных и добывающих скважин на залежи . 109
4.4 Влияние технологии ГРП на выработку запасов нефти участка залежи 113
4.5. Влияние ГРП на выработку неоднородного по проницаемости участка пласта. 118
4.6. Определение экономической целесообразности применения технологии ГРП в 123 низкопроницаемой зоне пласта
4.7. Влияние ориентации вертикальной трещины ГРП на эффективность выработки 130 запасов.
4.8. Влияние ориентации и протяженности трещины ГРП на коэффициент извлечения 136 нефти и плотность сетки скважин.
Глава 5 Результаты практического применения разработанной методики выбора объектов для ГРП в условиях ОАО «Татнефть» 141
Основные выводы и рекомендации 145
Список использованных источников
- Зарубежный опыт применения ГРП
- Исследование влияния геологических, коллекторских и ФЕС пластов Бавлинского месторождения на эффективность ГРП
- Прогноз результатов ГРП для девонских отложений Бавлинского месторождения
- Зависимость эффективности ГРП от расположения скважины в системе нагнетательных и добывающих скважин на залежи
Введение к работе
Актуальность проблемы
Проведение геолого-технических мероприятий, предназначенных для интенсификации притока нефти к скважинам и снижения обводненности добываемой продукции, является одним из перспективных и быстроразвивающихся направлений технического прогресса в нефтяной промышленности. В большинстве нефтегазодобывающих регионов ухудшение структуры запасов и истощение высокопродуктивных залежей сопровождаются возрастанием доли трудноизвлекаемых запасов с низкими дебитами скважин. При этом успешность геолого-технических мероприятий со временем, как правило, снижается, что представляет собой достаточно сложную проблему, решение которой не всегда является очевидным.
Гидравлический разрыв пласта (ГРП) является одним из наиболее эффективных средств повышения дебитов скважин, поскольку не только интенсифицирует выработку запасов, находящихся в зоне дренирования скважины, но и при определенных условиях существенно расширяет эту зону, приобщив к выработке слабодренируемые участки и прослои пласта, и, следовательно, позволяет достичь более высокой конечной нефтеотдачи.
Анализ эффективности ГРП, выполненный на примере нефтяных месторождений ОАО «Татнефть», показал, что она составляет не более 40…50 % и существенно отличается даже в коллекторах, относящихся к одному типу отложений, но приуроченных к разным продуктивным площадям. Это позволяет предположить, что в этом случае оказывают влияние факторы, которые не учитываются при планировании мероприятий по ГРП на том или ином месторождении.
Данная диссертационная работа посвящена исследованию влияния геолого-физических и геолого-промысловых факторов на эффективность ГРП и обоснованию критериев выбора объектов воздействия.
Цель работы – исследование особенностей проведения технологии ГРП в пластах с различными коллекторскими свойствами, оценка оптимальных критериев, обеспечивающих его высокую технологическую эффективность в различных геолого-физических и геолого-технических условиях, и разработка методической основы для прогноза технологической эффективности ГРП в условиях нефтяных месторождений Татарстана.
Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие основные задачи:
-
Проанализировать современное состояние применения гидравлического разрыва пласта в различных геолого-физических и геолого-технических условиях;
-
Исследовать влияние коллекторских, фильтрационно-емкостных свойств и технологических факторов на эффективность ГРП;
-
Установить оптимальные критерии выбора объектов для ГРП, обеспечивающие его высокую технологическую эффективность;
-
Разработать методику математического моделирования для повышения надежности прогноза технологического эффекта при ГРП;
-
Провести промышленную апробацию разработанной методики применительно к условиям нефтяных месторождений Азнакаевского и Бавлинского НГДУ ОАО «Татнефть».
Методы решения поставленных задач
Решение поставленных задач базируется на исследовании и анализе геолого-физических характеристик месторождений Татарстана и использовании современных методов обработки статистической информации, а также на аналитических исследованиях методом регрессионного анализа, обобщении результатов экспериментальных исследований в лабораторных и промысловых условиях.
Научная новизна результатов работы
-
Установлено и исследовано влияние фильтрационно-емкостных и коллекторских свойств пласта на величину и продолжительность изменения добычи нефти после ГРП, с помощью которого определены диагностические критерии выбора объектов воздействия.
-
Усовершенствована методика вычислительного аппарата математической статистики с целью прогноза результатов ГРП на нефтяных месторождениях на основе решения степенных регрессионных уравнений. Показано, что разработанная методика эффективна в условиях малой выборки данных и позволяет получить низкое расхождение расчетных и фактических данных, не превышающее 2,5 %.
-
Научно обоснован тезис о необходимости расчета технологического эффекта от ГРП на отдельной скважине с учетом работы окружающих добывающих скважин. Определение эффекта только по скважине с ГРП приводит к кратному превышению значения объема дополнительно добытой нефти.
-
Установлено, что в неоднородном по проницаемости пласте результаты применения ГРП зависят от того, где расположена низкопроницаемая зона. Если низкопроницаемая зона пласта расположена в непосредственной близости от нагнетательных скважин, то в этом случае максимальный коэффициент извлечения нефти (КИН) достигается в случае, когда трещина ГРП имеет максимальную длину и ориентирована вдоль прямой, соединяющей нагнетательный и добывающий ряды. При расположении низкопроницаемой зоны пласта в тупиковой или застойной зоне в удалении от нагнетательных скважин максимальный коэффициент извлечения нефти достигается, если трещина ГРП имеет максимальную длину и ориентирована перпендикулярно прямой, соединяющей нагнетательный и добывающий ряды.
На защиту выносятся:
-
Методика выявления связи технологической эффективности ГРП с геолого-физическими и технологическими параметрами, позволяющая определить диагностические критерии выбора объектов для ГРП в условиях терригенных коллекторов Ромашкинского месторождения;
-
Методика моделирования гидроразрыва пласта с учетом скин-фактора;
-
Результаты численных исследований, устанавливающих связь изменения зависимости эффективности ГРП с расположением скважины в системе нагнетательных и добывающих скважин на залежи, влияние ГРП на показатели окружающих скважин, на выработку запасов из неоднородных коллекторов, с учетом ориентации и протяженности трещин;
-
Методика определения экономической целесообразности применения ГРП в низкопроницаемой зоне пласта.
Практическая ценность и реализация результатов работы
Разработанные рекомендации по повышению технологической эффективности ГРП для бобриковских и девонских отложений Ромашкинского и Бавлинского месторождений позволяют существенно поднять их технологическую и экономическую эффективность за счет более детального учета влияния на нее геолого-физических и геолого-технических свойств продуктивных коллекторов.
Апробация результатов работы
Основные положения и результаты работы докладывались на:
- всероссийской научно-технической конференции «Современные технологии нефтегазового дела» в филиале ГОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет» в
г. Октябрьском (г. Октябрьский, 2007 г.),
- 35-ой, 36-ой, 37-ой научно-технических конференциях молодых ученых, аспирантов и студентов в филиале ГОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет» в
г. Октябрьском (г. Октябрьский, 2008, 2009, 2010 гг.),
- VIII Конгрессе нефтегазопромышленников России «Новые достижения в технике и технологии ГИС» в ОАО НПФ «Геофизика»
(г. Уфа, 2009 г.),
- научно-техническом семинаре «Техника и технология повышения нефтеотдачи пластов терригенных и карбонатных отложений, оценка их эффективности, пути совершенствования» в
ОАО «Татнефть» (г. Альметьевск, 2009 г.).
Публикации
Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 17 научных трудах, в том числе в 1 монографии и 3 ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ.
Структура и объем работы
Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, основных выводов и рекомендаций, списка использованной литературы, включающего 138 наименований. Работа изложена на 156 страницах машинописного текста, содержит 50 таблиц, 89 рисунков.
Зарубежный опыт применения ГРП
В отечественной нефтедобыче современные технологии ГРП начали применять с начала 1990-х годов. Основные центры по проведению ГРП были сосредоточены на месторождениях Краснодарского края, Волго-Урала, Татарии, Башкирии (Ромашкинское и Туймазинское месторождения), Туркмении, Азербайджана, Дагестана, Украины и Сибири. Для целого ряда объектов Западной Сибири ГРП стал неотъемлемой частью разработки и проводится в 50-80% фонда добывающих скважин. Благодаря ГРП по многим объектам удалось добиться рентабельного уровня дебитов скважин по нефти. Возможности этой технологии для интенсификации скважин и увеличения нефтеотдачи можно проанализировать на примере месторождений ОАО «Сибнефть-Ноябрьскнефтегаз» [27]. Здесь опытно-промышленные работы по проведению ГРП были начаты в 1993 г. объем проведения операций постоянно повышался и к 2001 г. достиг 352, абсолютная добыча нефти из обработанных скважин составила 1,6 млн. т при общей годовой добыче 21млн. т. Завесь период применения этого метода с 1993 по 1999 год с учетом переходящего эффекта было дополнительно добыто 7354,8 тыс.т нефти. В 1999 г. было проведено 172 операции со средней удельной эффективностью 23,7 т/сут. По ряду скважин максимальный эффект достигал 28-64 т/сут. Всего за рассматриваемый период проведено 1515 ГРП, средний дебит скважин по нефти после гидроразрыва вырос с 16 т/сут в 1993 г. до 38 т/сут в 2001 г. [33]. На начальном этапе широко применялась традиционная технология производства ГРП, что выражалось в применении большого объема жидкости разрыва и умеренного количества проппанта (примерно 10 т). Гидроразрыв проводился, как правило, в малодебитных скважинах с низкой обводненностью, расположенных на участках с ухудшенными фильтрационно-емкостными свойствами.
В 1999 г. при проектировании ГРП было начато использование технологии TSO, что позволило распространить применение ГРП на средне- и высокопроницаемые пласты. В частности, в 2000-2001 гг. многочисленные работы по ГРП с закачкой объема 20-50 т проппанта были произведены на Сугмутском месторождении, характеризующемся средней и высокой проницаемостью коллектора; в результате дебит отдельных скважин превысил 300 т/сут [11]. Проблема выноса проппанта была успешно разрешена путем внедрения технологии Propnet, которая сегодня используется в 100 % обработок методом ГРП. Применение новых технологий позволяет добиться более стабильного и длительного эффекта от ГРП по увеличению производительности скважин. В последние годы все большее количество новых скважин подвергается гидравлическому разрыву пласта, при этом параметры трещин оптимизируются с учетом принятой системы разработки. Это позволяет максимизировать эффективность обработок, благодаря чему средний дебит нефти по новым скважинам после ГРП составил в 2001 г. 62 т/сут [3, 4].
Кроме того, в производственной практике ОАО «Сибнефть-Ноябрьскнефтегаз» получил распространение локальный (мини) гидроразрыв, как средство воздействия на ПЗП для устранения фильтрационных сопротивлений (скин-эффекта). При этом оказалось достаточным создание трещин длиной до 10- 15 мс закачкой нескольких тонн проппанта, после чего дебит скважин увеличивается в 5 - 7 раз [34].
В последнее время интенсивно внедряется технология большеобъемного ГРП, приводящая не только к снятию скин-эффекта ПЗП, но и вовлечению в разработку дополнительных запасов в удаленной зоне пласта и повышению нефтеотдачи путем закачки от десятков до сотни тонн песка. При проницаемости пласта 0,01 - 0,05 мкм2 в этом случае длина трещин достигает 30 - 50 м.
Наряду с этим применяется селективный гидроразрыв, -позволяющий интенсифицировать добычу нефти из скважин, расположенных в водонефтяной зоне или на водоплавающих залежах.
Для стимулирования разработки сверхнизкопроницаемых природных резервуаров (менее 1-3 мд) прогнозируется применение технологии массированного ГРП с длиной трещин 150 - 200 м с закачкой более сотни тонн проппанта.
В середине 90-х годов основные месторождения были разбурены уплотняющей сеткой, плотность которой составила 14-16 га/скв. В сложившейся ситуации интенсификацию разработки низкопродуктивных запасов можно было осуществить лишь повышением дебита в пробуренном фонде скважин путем стимулирования притока.
Наибольшая эффективность ГРП достигнута при его применении в пределах отдельного элемента разработки с учетом размещения на нем скважин и последующей оценкой взаимовлияния нагнетательных и добьгеающих скважин. При таком подходе эффект от проведения ГРП рассматривается уже по всему элементу (участку, блоку).
Реальный прогноз и анализ эффективности ГРП возможен на основе трехмерной цифровой геолого-гидродинамической модели. На основе модели оценивается целесообразность ГРП, его влияние на нефтеотдачу, изменение темпа выработки запасов, выявляется необходимость повторного ГРП. Перед проведением ГРП необходимо предусмотреть комплекс исследований для прогноза направления, проводимости трещины, а также систематический мониторинг за реализацией ГРП для повышения эффективности мероприятия.
В ходе почти 10-летней истории применения ГРП совершенствуется технология его производства. С 2000 года на месторождениях внедряется технология концевого экранирования для скважин с нарушением коллекторских свойств в ПЗП, суть, которой заключается в создании коротких и широких трещин, проникающих за пределы зоны загрязнения, и закреплении их проппантом. В конце трещин создается уплотненная упаковка, а сама трещина имеет увеличенное раскрытие с повышенной проводимостью [9]. С целью предотвращения выноса проппанта из прискважинной зоны трещины в проппантную упаковку добавляется стекловолокно Propnet, удерживающее внутреннюю структуру и зерна на месте.
С внедрением новой технологии возросла эффективность обработки, сокращены затраты на химреагенты для приготовления меньших объемов жидкости разрыва. Среднее значение скин-фактора после ГРП достигло - 4,7, что является достаточно высоким показателем.
В ОАО «Сургутнефтегаз» освоение гидроразрыва пласта началось в 1993г. и к январю 2002 г. было проведено свыше 1300 скважино-операций на всех объектах разработки [39]. В настоящее время ГРП выполняются на базе двух комплектов современного оборудования производства США, позволяющего производить до 450 разрывов в год на месторождениях с различными горно-геологическими условиями при широком диапазоне изменения технологических режимов приготовления реагентов и их подачи в пласт.
Основными принципами применения гидроразрыва пласта в ОАО «Сургутнефтегаз» являются: - организация эффективной системы подбора объектов для проведения ГРП, контроля и критического анализа результатов выполнения работ; - совершенствование методик проектирования, разработка новых технологий ГРП и расширение области его эффективного применения; - освоение и эффективное использование современных технических средств, материалов и технологий ГРП. Выбор объектов для проведения ГРП осуществляется на основе геолого-технологических критериев, выработанных на базе критического анализа технологии создания и закрепления трещин и эффективности всех выполненных операций ГРП. Это позволяет по формальным признакам осуществлять автоматизированный выбор
Исследование влияния геологических, коллекторских и ФЕС пластов Бавлинского месторождения на эффективность ГРП
Исследование влияния значения коэффициента фазовой (по нефти) проницаемости на величину дополнительной добычи по нефти и воде показало, что оно носит обратно пропорциональный характер: чем больше фазовая проницаемость, тем меньше дополнительная добыча нефти, и наоборот (рисунок 2.9а, б).
Значительный интерес для сравнения с данными приведенными в [76] представляет полученная статистическая (корреляционная) зависимость между величиной накопленной дополнительной добычи по нефти (AQ„) И ПО воде (AQB) после ГРП и значениями глинистости пашийского горизонта девонских отложений (рисунок 2.10а, б).
Из них со всей очевидностью следует, что с ростом содержания глинистости в коллекторе дополнительная добыча по нефти и по воде неуклонно снижается в отличие от поведения аналогичных зависимостей, приведенных нами ранее по бобриковским отложениям (рисунок 2.4а, б).
Учитывая, характер полученных зависимостей приведенных на рисунке 2.1 а,б, а также на рисунке 2.3а, можно предположить, что в случае пашийских отложений влияние глинистости на проницаемость порового пространства незначительно.
Чтобы удостовериться в этом были построены корреляционно-статистические связи между продолжительностью получения положительного эффекта от ГРП и величиной глинистости, а также от величины пористости коллектора (рисунки 2.11, 2.12). Из графиков представленных на рисунках 2.11, 2.12 следует, что продолжительность эффекта с ростом глинистости и пористости неуклонно снижается. Что не противоречит полученным зависимостям, приведенным на рисунках 2.09,2.10. 4500 4000 3500 3000 S 2500 t= 2000 от содержания глины в коллекторе: а - для добычи по нефти, б - для добычи по воде, _ _ _ - уровень рентабельности Km, %
Корреляционная зависимость продолжительности эффекта при ГРП от содержания глинистого материала в коллекторе: а - для добычи по воде, б — для добычи по величиной пористости коллектора Полученные зависимости позволяют на основе их детального анализа сделать следующие выводы, которые достаточно убедительно объясняют механизм протекания ГРП в продуктивных пластах бобриковских и пашийских отложений, а именно:
1. Существенное влияние на технологическую эффективность ГРП оказывает проницаемость коллектора, с ростом которой наблюдается уменьшение величины дополнительной добычи нефти, что, по-видимому, связано с фильтрацией жидкости разрыва в поровое пространство пласта.
2. Влияние глинистости в коллекторе сводится к уменьшению его проницаемости по мере роста содержания глинистого материала в скелете горной породы и соответственно - к снижению возможности фильтрации жидкости разрыва в поровое пространство пласта.
3. Очевидно, что решить проблему увеличения эффективности ГРП в высокопроницаемых пластах бобриковского горизонта можно за счет изменения реологических свойств жидкости разрыва путем снижения ее способности фильтроваться в поровое пространство пласта.
4. Поскольку коллектора пашийских отложений обладают лучшими фильтрационно-емкостными свойствами по сравнению с коллекторами бобриковских отложений, жидкость разрыва активно фильтруется в их поровое пространство, создавая вблизи стенки трещины протяженную зону кольматации, которая тем глубже, чем выше пористость (проницаемость) коллектора.
5. Малое содержание глинистого материала в скелете породы пашийского горизонта в процессе его разбухания под действием проникающей в породу жидкости разрыва не может. оказать существенного влияния на ее проницаемость.
6. С целью предотвращения отмеченных негативных эффектов необходимо отрегулировать реологические свойства жидкости разрыва с учетом фильтрационно емкостных свойств пород, слагающих пашийский горизонт девонских отложений.
В зависимости от геолого-физических условий для девонских и бобриковских отложений Бавлинского месторождения с использованием вышеназванного уровня минимальной рентабельности были установлены критерии подбора скважин для ГРП в зависимости от геолого-физических условий, представленные в таблице 2.3. Из представленных в таблице данных следует, что диапазоны выбора объектов для штатного ГРП для бобриковских отложений отличаются по проницаемости и глинистости в 3 раза от подобных критериев для девонских отложений. Критерии подбора скважин для ГРП в зависимости от геолого-физических условий для Бавлинского месторождения
В процессе изучения результатов ГРП, проведенных в терригенных коллекторах пашийского горизонта на Павловской и Восточно-Лениногорской площадях Ромашкинского месторождения, были рассмотрены коллекторские свойства (Кп, %; К„, %; К„р, мд; Кгл, %) по всей мощности продуктивных пластов для каждой из скважин, на которых были проведены ГРП. Была оценена величина накопленной добычи нефти и воды по этим участкам, а также общая продолжительность эффекта.
Мощность интервала перфорации при ГРП изменяется от 1,4 м до 7,5 м, диапазон изменения величины накопленной добычи по каждой скважине после ГРП для Павловской; площади составлял 434-7600 т, а по Восточно-Лениногорской площади - 1400-12200 т. Средняя продолжительность эффекта от ГРП составляла по этим площадям до 1200 и 1600 суток соответственно.
Сопоставляя полученные данные по технологической эффективности ГРП по этим двум площадям можно сделать вывод, что она имеет по ним существенную разницу, несмотря на то, что тип отложений и технология штатного ГРП в обоих случаях были полностью сходными, тем более что выполняла работу одна и та же организация -исполнитель: Лениногорское УПНП и КРС ОАО «Татнефть».
Чтобы более детально разобраться в причинах такого расхождения были построены и изучены корреляционно-статистические связи между технологическими показателями от ГРП и геолого-техническими, коллекторскими и фильтрационно-емкостными свойствами пластов-коллекторов.
Прогноз результатов ГРП для девонских отложений Бавлинского месторождения
Авторами были проанализированы геолого-промысловые результаты применения ГРП в условиях Бавлинского месторождения на скважинах пробуренных на бобриковские отложения и скважинах пробуренных на девонские отложения, сводные данные по которым приведены в таблицах 3.1 и 3.5.
Наиболее распространенным способом обработки экспериментальных данных является метод регрессионного анализа, позволяющего получить математическое описание технологического процесса на основе экспериментальны данных в виде алгебраического степенного полинома. Известно, что с увеличением количества его членов достоверность математического описания технологического процесса увеличивается [43].
Практика обработки экспериментальных данных показала, что результаты эксперимента в виде табличной функции в большинстве случаев с достаточным приближением отражаются полным кубическим полиномом. Часто третья степень не только достаточна, но и избыточна, т.е. количество членов полинома можно уменьшить без существенной потери точности [79].
Исследуем компоненты полинома средствами корреляционного анализа. Корреляция используется для количественной оценки взаимосвязи двух наборов данных, представленных в безразмерном виде. Коэффициент корреляции выборки представляет собой ковариацию двух наборов данных, деленную на произведение их стандартных отклонений [23].
Корреляционный анализ дает возможность установить, ассоциированы ли наборы данных по величине, то есть, связаны ли большие значения из одного набора- данных с большими значениями другого набора (положительная корреляция), или, наоборот, связаны ли малые значения одного набора с большими значениями другого (отрицательная корреляция), или данные двух наборов данных никак не связаны между собой (корреляция близка к нулю).
Рассмотрим часть полинома (1) в виде: Ь] Xi + Ь2 Х2+ Ьз Хз + Ь4 Х4 + Ь$ Х5 + Ь Хб + Ь7 Х7 + bs X8 (3.2) Исследуем корреляционную связь между параметрами х/ , Х2 xs. Для подобных расчетов используем электронную таблицу MS Excel. MS Excel - мощный и универсальный инструмент для решения задач статистической обработки данных, анализа, прогнозирования и решения оптимизационных задач. Функции, реализующие статистические методы обработки и анализа данных, в MS Excel реализованы в виде специального программного обеспечения - надстройки под названием «Пакет анализа», а для решения оптимизационных задач — надстройки под названием «Поиск решения». Надстройки входят в состав программного продукта и могут быть установлены по желанию пользователя. Если надстройка не установлена, следует выбрать пункт меню «Сервис», затем «Надстройки» и помечаем галочкой «Пакет анализа». В меню «Сервис» появляется пункт «Анализ данных» [79].
Введем исходные данные (таблица 3.1) на Листі и переименуем лист в «Исх.д». Используем далее надстройку «Пакет анализа». На базе MS Excel можно провести статистическую обработку данных, в частности регрессионный анализ [79]. Для этого выбираем через меню «Сервис» —» «Анализ данных» — «Корреляция». На мониторе появляется окно (рисунок 3.1).
Переименовываем лист «Кор. 1ст.». Делаем анализ таблицы. Аналогичные действия в электронной таблице выполняются для анализа взаимосвязей всех остальных данных. Каждую корреляционную таблицу размещаем на отдельном листе.
Рассчитанные в таблице 3.2 коэффициенты корреляции говорят о тесной связи между параметрами хз и Х4- Значит одну из переменных можно исключить из уравнения регрессии. Исключаем параметр JCJ. Рассмотрим часть полинома (3.1) в виде выражения: Ьі2 Хі Х2+ Ьіз Х] Хз+ Ьі4 Хі Х4 + ... + Ъ67 х6 х7 + Ь68 хб х8 + b78 x7 x8, (3.3) исключив компоненты, содержащие параметр хз. Аналогично исследуем взаимосвязь между параметрами xj X2, xi X4, х7 х8 на основе данных таблицы 3.3. Исследуем компоненты содержащие xj. Получим следующие результаты (таблица 3.4). Поскольку между ними тесная связь не наблюдается, берем в рассмотрение все компоненты, содержащие в произведении параметр JC/.
Исследуем компоненты содержащие параметры xs, Хб, 7 и х$ (таблица 3.9). Получим по коэффициентам корреляции следующие результаты (таблица 3.10). Из таблицы видно, что тесная связь наблюдается между параметрами xs xe и Хб Х7, Хб Х8. Следовательно, исключаем параметрами Хб Х7, Хб Х8- Теперь исследуем вместе все выбранные. Из таблицы следует, что тесная связь наблюдается между параметрами xi X2 и X2 x4, x2 xs. Следовательно, исключаем параметры Х2 Х4, X2 xs- Тесная связь также наблюдается между параметрами х/ Х4 и X4 xs, X4 xs- Следовательно, исключаем параметры X4 xs, х4 хз- Далее тесная связь наблюдается между параметрами Х] Хб и Х2 х$, Х4 хв, х$ Хб. Следовательно, исключаем параметры X2 xs, Х4 хв, Х5 хв
Зависимость эффективности ГРП от расположения скважины в системе нагнетательных и добывающих скважин на залежи
Таким образом, влияние ГРП на выработку запасов нефти не ограничено прискважинной зоной, но распространяется на достаточное расстояние, затрагивая работу окружающих добывающих скважин. Поэтому в оценке эффективности ГРП необходимо рассматривать работу участка в целом.
Рассмотрим, как изменяются показатели выработки запасов нефти участка в целом при применении технологии ГРП на одной из скважин участка.
На рисунке 4.11 представлены результаты расчетов динамики накопленного эффекта (т.е. АО, 2 = Q{2 - Q base, где Q[Xbmc - накопленная добыча нефти к моменту времени t по первому, второму или базовому вариантам). Характеристики вытеснения (рисунок 4.11а) показывают, что к концу расчетного периода итоговые показатели накопленных отборов нефти и жидкости по вариантам близки по значениям. Однако, четко прослеживается более высокая эффективность разработки по первому варианту (ГРП на скважине WPRD2) в середине временного интервала разработки участка. При этом, в этот же период разработка по второму варианту (ГРП на скважине WPRD4) характеризуется наихудшими показателями из рассмотренных вариантов разработки участка. Действительно, на рисунке 4.116 показано, что быстрый рост эффекта от применения ГРП по второму варианту резко меняет свой знак, и эффект переходит в отрицательную область значений. Для первого варианта характерно более плавное нарастание эффекта от ГРП, но и здесь после достижения максимального значения, эффективность от технологии снижается. Отметим, что по данному варианту в период роста эффекта наблюдается и снижение отборов воды (не продолжительное) (рисунок 4. И в), т.е. в данном случае ГРП выступает как технология, увеличивающая охват воздействием (и это на однородном по проницаемости пласте!!!). Максимальное значение эффекта выше для первого варианта.
Зависимость накопленного эффекта от обводненности добываемой продукции (рисунок 4.11 г) показывает, что по первому варианту эффективность от ГРП при низкой обводненности (до 60%) имеет значение 10-15 тыс. м дополнительно добытой нефти. При дальнейшем росте обводненности (что связано с обводнением скважин первого добывающего ряда и приближением фронта воды к второму ряду) накопленный эффект возрастает кратно и затем резко снижается при значении обводненности 90%. Для второго варианта анализируемая зависимость показывает, что максимальный эффект от применения ГРП наблюдается при низких значениях обводненности (20-30%), затем накопленный эффект резко снижается и при обводненности 70% переходит в отрицательную область.
Какие выводы позволяют сделать полученные результаты? Прежде всего, технология ГРП затрагивает значительный объем нефтенасыщенного коллектора и оценивать эффект на одной только скважине не обосновано. Как показали проделанные расчеты, ГРП на одной
Результаты сопоставления технологических показателей разработки участка в целом по вариантам применения ГРП. а - характеристики вытеснения, б -динамика накопленной дополнительной добычи нефти за счет применения ГРП в целом по участку, в - динамика накопленной дополнительной добычи воды за счет применения ГРП в целом по участку, г - зависимость эффекта от текущей обводненности добываемой продукции скважин участка. скважине существенно изменил технологические показатели разработки окружающих скважин. Можно сравнить, эффект от ГРП, определенный по скважине WPRD2 на конец расчетного периода составил 97.8 тыс.м дополнительно добытой нефти, в то время как в целом по участку по первому варианту эта величина значительно меньше и составляет 6.8 тыс. м3. Т.е. эффект по отдельной скважине завышен более чем в 14 раз (!!!).
1. Эффект от ГРП на отдельной скважине должен определяться с учетом работы окружающих добывающих скважин. Определение эффекта только по скважине с ГРП приводит к кратному превышению значения объема дополнительно добытой нефти.
2. Максимальный эффект от применения ГРП достигается при проведении гидроразрыва пласта на удаленных от линии нагнетания добывающих скважинах.
3. Применение ГРП на добывающих скважинах, расположенных вблизи от линии нагнетания, дает кратковременный эффект. Для предотвращения снижения эффективности выработки запасов участка в целом, указанные скважины с ГРП должны выбывать из эксплуатации при достижении обводненности 90% (для условий рассмотренной задачи).
4. Применение ГРП сопровождается значительным ростом объемов попутно добываемой воды, что снижает экономическую эффективность технологии.
Полученные выше результаты указали на ряд принципиальных моментов в оценке эффективности ГРП. Однако, все приведенные выводы относятся к однородному или условно однородному по проницаемости пласту. Рассмотрим, как изменяться выводы по отношению к применению технологии ГРП на зонально-неоднородном по проницаемости пласте.
Предположим, что область пониженной проницаемости вскрывается скважиной, в которой для повышения продуктивности производится гидроразрыв пласта. Рассмотрим два положения такой области относительно ряда нагнетательных скважин - вблизи (скважина WPRD4) и вдали (скважина WPRD2) (рисунок 4.12).
Пусть проницаемость в низкопроницаемой зоне ниже проницаемости пласта в 10 раз.
а. Низкопроницаемая зона пласта находится вблизи от нагнетательных скважин. Рассмотрим несколько вариантов разработки пласта: базовый — без применения ГРП, первый - ГРП проводится на скважине WPRD4, длина трещины меньше диаметра зоны низкой проницаемости (L=50M), второй - ГРП проводится на скважине WPRD4, длина трещины меньше диаметра зоны низкой проницаемости (L=50M), третий - ГРП проводится на скважине WPRD4, длина трещины совпадает с диаметром зоны низкой проницаемости.
Согласно выводам предыдущего раздела, оценка эффективности каждого из вариантов будет проводиться в целом по участку.
На рисунке 4.13 представлены характеристики вытеснения и динамики накопленного эффекта по вариантам применения технологии ГРП. Сопоставление ведется с базовым вариантом.
Характеристика вытеснения (рисунок 4.13 а) показывает, что третий вариант с максимальной длиной трещины характеризуется наименьшей эффективностью, т.к. несмотря на наибольшие накопленные отборы нефти при данном варианте добывается максимальное количество воды. При этом накопленный эффект по достижении обводненности продукции участка более 60% начинает резко снижаться (рисунок 4.13 б). При обводненности 98% накопленный эффект составил: по первому варианту - 4.3 тыс.м , по второму варианту - 9.0 тыс.м , по третьему варианту - 12.6 тыс.м . Объемы дополнительно добытой попутной воды: 1 вариант - 273 тыс.м3,2 вариант - 627 тыс.м3, 3 вариант - 1146 тыс.м3.
Таким образом, технологический эффект от гидроразрыва пласта в низкопроницаемой зоне зависит от длины трещины. Причем, максимальный эффект наблюдается только в начальный период разработки, т.к. после обводнения скважины WPRD4, эффективность выработки участка с применением ГРП резко снижается (рисунок 4.13 в, г).
Зависимость эффекта от ГРП (или прироста НИЗ участка) от длины трещины приведена на рисунке 4.14. Видно, что при длине трещины большей диаметра зоны низкой проницаемости относительный прирост эффекта от ГРП снижается.
Итак, несмотря на увеличение объемов добываемой нефти, эффект от применения ГРП с трещиной различной протяженности сопровождается существенным приростом добычи попутной воды, что снижает экономический эффект от применения ГРП. В данном случае, вопрос о применимости гидроразрыва пласта в низкопроницаемой зоне вблизи от ряда нагнетательных скважин должен решаться на основе расчета технико-экономических показателей. Т.к. вопрос о проведении ГРП в низкопроницаемых зонах в районах интенсивного заводнения остается актуальным для ряда предприятий, ниже мы проделаем технико-экономическую оценку эффективности ГРП.
