Файл: Геофизический и гидродинамический контроль эксплуатации неоднородных коллекторов на основе инвариантных параметров в скважинах с высокотехнологичным заканчиванием.pdf

12
К
РАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во
введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулирована цель и определены основные задачи исследований, указаны методы решения поставленных задач, показаны научная новизна и практическая значимость работы. Проведен краткий обзор опубликованного материала, посвященного тематике диссертационной работы.
В первой главе описаны критерии отнесения запасов залежей к трудноизвлекаемым, одним из которых является низкая проницаемость коллекторов. Также в главе раскрывается смысл понятия «геологическая неоднородность» с целью акцентирования внимания на том факте, что любая залежь углеводородов обладает сложным строением,
проявляющимся в неоднородности пластов, слагающих её. В поддержку данного факта в тексте главы диссертации приведён ряд примеров залежей месторождений, характеризующихся определёнными типами геологической неоднородности.
Особое внимание автор уделяет роли наличия зон трещиноватости в формировании фильтрационной неоднородности продуктивных пластов. По этой причине приведён обзор имеющихся на сегодняшний день геофизических методов изучения трещиноватости на микро- и макроуровнях.
Системы трещин могут иметь естественную природу или создаваться искусственно путём гидроразрыва пласта. Последнее утверждение характерно для разработки низкопроницаемых пластов-коллекторов технологией горизонтального бурения скважин. Несмотря на то, что к настоящему времени накоплен обширный опыт в исследовании пластов с низкой проницаемостью, автор отмечает, что эффективный контроль разработки подобных объектов, осложненных зональной неоднородностью фильтрационных свойств по простиранию, требует комплексного применения и анализа результатов исследований ПГИ, ГИС и ГДИС.
Вторая глава посвящена анализу информативных возможностей гидродинамических исследований и основных неопределенностей, возникающих при их интерпретации, в рамках использования классической

13 модели ГС с МГРП. Согласно данной модели пласт рассматривается как единый объект, который описывается базовыми динамическими и фильтрационными параметрами (пластовым давлением, распределением проницаемости по простиранию, интегральным скин-фактором). При этом гидродинамическая связь пласта со скважиной осуществляется только через систему трещин.
Приток к горизонтальной скважине с МГРП характеризуется несколькими последовательно сменяющими друг друга режимами течения: ранним линейным, ранним псевдорадиальным, поздним линейным, поздним псевдорадиальным. В тексте главы рассмотрено влияние на формирование и диагностику перечисленных режимов течения таких факторов, как послеприток, низкая проницаемость пласта (Рисунок 1), границы дренирования, связанные с интерференцией соседних скважин.
Рисунок 1 – Результаты ГДИС в ГС с МГРП, вскрывающих пласты различной
проницаемости: 5 мД (а), 1.5 мД (б), 1.25 мД (в) и 0.3 мД (г)
По результатам данного анализа автором диссертационной работы было установлено, что в условиях низкой проницаемости пласта при типичной длительности гидродинамических исследований (менее 200 часов) и плотности сетки по ГДИС уверенно диагностируются только ранние линейный и

14 псевдорадиальный режимы фильтрации. Изучение поведения давления в эти промежутки времени имеет важное преимущество, так как в этом случае отсутствует интерференция между трещинами ГРП по пласту.
Так как основной особенностью дренирования пласта при режимах течения, являющихся наиболее ранними по времени (особенно линейного), является отсутствие гидродинамического взаимовлияния трещин, то в этот период горизонтальный ствол с многостадийным ГРП можно рассматривать как систему сложных трещин. Исходя из данного утверждения в тексте главы приводятся типы трещин сложной геометрии, а также анализ информативности ГДИС при дренировании пласта этими трещинами.
На основе данного анализа отмечено, что, как и для трещин сложной конфигурации, так и для системы трещин ГС с МГРП, в однородном по проницаемости пласте в интервале раннего линейного режима течения прослеживается идентичность поведения кривых давления, то есть общая площадь поверхности всех трещин системы является параметром инвариантности (параметром, остающимся постоянным при изменяющемся условии – различие полудлин трещин).
Как было отмечено в первой главе, на практике пласт имеет сложное геологическое строение, которое, в частности, проявляется в неоднородности фильтрационных свойств пласта как по разрезу, так и по площади, и тем самым оказывает влияние на интерпретационную модель ГДИС.
По этой причине в
третьей главе рассмотрен наиболее близкий к реальности случай – пласт представляет собой неоднородный слой, то есть совокупность анизотропных зон, отличающихся проницаемостью в горизонтальной и в вертикальной плоскостях.
На основе данной модели были проанализированы поведения полей давления в горизонтальных скважинах с МГРП, существенное влияние на которое оказывают различие в длинах трещин системы и изменчивость фильтрационных свойств зон пласта.

15
Результаты данного анализа позволяют подтвердить существование комплексных параметров (инвариант)
,
являющихся комбинацией полудлин трещин и средних проницаемостей пласта в зоне каждой из них.
Кроме того, на основе результатов моделирования удалось подтвердить правомерность использования приближенных формул для оценки локальных нестационарных расходов по каждому из портов (в периоды раннего радиального и линейного течения), являющихся аналогами уравнения Дюпюи.
Совокупность данных факторов позволили автору диссертационной работы разработать алгоритмы интерпретации данных ГДИС, ГИС и ПГИ с целью оценки индивидуальных параметров трещин и фильтрационных свойств локальных зон пласта, которые дренируются этими трещинами. При этом результаты исследований ГДИС являются основной информацией, а ГИС и ПГИ выступают в качестве дополнительной. По ГИС открытого ствола информацией служат ёмкостные свойства коллектора и профиль проницаемости, а по ПГИ – профиль притока или приемистости.
Четвертая глава посвящена опробованию предложенной автором методики комплексной интерпретации данных гидродинамических и промыслово- геофизических исследований горизонтальных скважин с многостадийным гидроразрывом пласта на реальных объектах, характеризующихся высокой степенью геологической неоднородности.
Материалы, приведенные в данной главе, подтверждают, что предложенная модель вскрытия неоднородного пласта горизонтальной скважиной с многостадийным ГРП отражает особенности дренирования реальных сложнопостроенных геологических объектов, и может быть использована для обоснования рекомендаций по выравнивания профиля притока (приемистости) и интенсификации добычи.
Автором были проанализированы промыслово-геофизические и гидродинамические исследования не менее чем в 100 горизонтальных скважинах с МГРП на объектах разработки четырёх месторождений, существенно

16 отличающихся геологическим строением: Царичанского, Вынгапуровского,
Приобского и Новопортовского.
Раздел 4.1 главы посвящен дополнительному анализу соответствия предложенной автором модели реальным особенностям геологического строения залежей, выражающиеся как в сильной изменчивости коллекторских свойств по разрезу и по площади, так и в невыдержанности (линзовидность) коллекторов.
Основой анализа послужила характеристика условий, при которых происходило их осадконакопление, с целью выявления особенностей строения залежи и её литологического состава.
Особенностью геологического объекта разработки Царичанского
месторождения (колганская толща) является частое переслаивание песчаников и алевролитов с прослоями аргиллитов и известняков, слагающих толщу, которое обусловило образование сложной мозаики взаимопереходов, включений, замещений этих пород как по разрезу, так и по латерали. В этом случае прибрежно-морские условия осадконакопления определили регрессивное строение отложений – в основании пласта залегают маломощные глинистые разности пород, кровельная часть сложена преимущественно песчаниками мелкозернистыми.
Выбранный для анализа геологический объект разработки Новопортовского
месторождения (коллектора новопортовской толщи ахской свиты и тюменской свиты) представлен различными по возрасту терригенными продуктивными отложениями (нижнемеловые и среднеюрские).
Среднеюрские отложения, более ранние, представлены осадками континентального бассейна. Изменение строения этих отложений происходит в северо-восточном направлении за счёт увеличения доли глинистого материала в разрезе. В сложившихся условиях осадконакопления пласты представлены преимущественно песчаниками с прослоями алевролитов или, довольно часто, их переслаиванием с подчиненным значением глинистых разностей. В целом по отложениям среднеюрских отложений можно заключить, что они

17 характеризуются неоднородным, сложным структурно-литологическим строением, а продуктивные пласты не выдержаны по площади.
В свою очередь, нижнемеловые отложения также характеризуется сложным распределением песчаного и глинистого материала, невыдержанностью по разрезу и по площади песчано-алевритовых коллекторов преимущественно в северном направлении за счёт глинизации проницаемых пластов и разреза в целом. Сформировавшаяся микро- и макронеоднородность нижнемеловых отложений обусловлена осадконакоплением, которое происходило в прибрежной зоне заливно-лагунного побережья в условиях определенной отгороженности лагун от открытого моря. В этой зоне аллювиальных фаций эпохи лагунного режима формировались тонкослоистые полосчатые мелкозернистые песчаники и алевролиты с характерными текстурными особенностями и с разнообразной по форме слоистостью.
В представленных обстановках осадконакопления как для среднеюрских, так и для нижнемеловых отложений, неоднородность внутреннего строения пластов-коллекторов выражается в закономерном ухудшении фильтрационно- емкостных свойств с увеличением их глубины залегания.
Осадконакопление геологического объекта, Вынгапурского месторождения
(терригенные отложения продуктивного горизонта БВ8 мегионской свиты), происходило на склоне шельфа при постоянной проградации береговой линии и смещении источников привноса материала. Сформировавшаяся в таких условиях резкая дифференцированность песчано-глинистых отложений, выражающаяся в высокой расчленённости, линзовидности и невыдержанности коллекторов
(диапазон изменения толщин 0,8-50 м), как по площади, так и по разрезу, обусловила геологическую неоднородность и в то же время особенность геологического строения объекта.
Несмотря на отсутствие единообразия в условиях осадконакопления и в геологическом строении вышеописанных объектов, их общность заключается в сложнопостроенной структуре залежи, отвечающей условиям применения разработанной автором методики совместной интерпретации геофизических

18
(ГИС, ПГИ) и гидродинамических (ГДИС) исследований скважин на основе модели пласта с зональной неоднородностью.
Структура последующего изложения, посвященного анализу результатов исследований скважин на перечисленных объектах, выстроена следующим образом.
В разделах 4.2 и 4.3 детально рассмотрены результаты исследований ГДИС и ПГИ соответственно с акцентом на информативные возможности этих методов на отдельных этапах анализа (при литологическом расчленении разреза и выделении коллекторов, выделении зон макронеоднородности, количественной оценке параметров профиля притока и приемистости, определении фильтрационных свойств пластов и характеристик совершенства вскрытия и прочее).
В разделе 4.4 приведены результаты комплексной интерпретации данных
ГИС, ПГИ и ГДИС, выполненных в горизонтальной скважине с МГРП
Вынгапуровского месторождения. Интерпретация выполнена на основе разработанных автором и изложенных в предшествующих главах диссертации алгоритмов и обладает максимальной информативностью.
В соответствии с предложенными алгоритмами проведена интерпретация результатов ГДИС – выполнена диагностика ранних режимов течения в период отсутствия взаимовлияния трещин МГРП между собой и количественная оценка инвариантных гидродинамических параметров, соответствующих данным режимам.
Далее на основе полученных инвариантных параметров с использованием данных ПГИ (доли портов МГРП в притоке/приёмистости) и ГИС (профиль проницаемости интервала пласта, который вскрыт трещинами МГРП) определялись индивидуальные полудлины трещин (или соотношения между ними) и средние проницаемости зон (по результатам оценки вклада каждой зоны пласта в суммарную проницаемость, определённую по ГДИС), дренируемых трещинами.

19
Результаты интерпретации позволили заключить следующее:
• разработанная автором модель вскрытия горизонтальной скважиной с многостадийным ГРП пласта с зональной неоднородностью, подробная характеристика которой дана в разделе 3.1, корректно описывает поведение гидродинамико-геофизических параметров в исследуемых скважинах;
• предложенная автором методика совместной интерпретации геофизических и гидродинамических исследований скважин может быть успешно использована для определения индивидуальных фильтрационных характеристик зон пласта и геометрических параметров системы трещин
МГРП в горизонтальных скважинах.
Применение методики позволило определить фильтрационные характеристики зон пласта и геометрических параметров трещин, а также рекомендовать выравнивание профиля приемистости и выполнение повторного
ГРП для обеспечения рациональной выработки пласта.
Эффективность повторного ГРП представлена на рисунке 2 (последняя колонка
, отражающая разновременные профили распределения температуры по стволу скважины от 29.02.2016), который показывает, что по результатам термометрии доля приёмистости порта №6 возросла до 83%-ов за счёт существенного увеличения длины трещины.
В заключительном разделе 4.5 рассмотрены ситуации, когда в роли объектов с контрастным притоком выступают не трещины МГРП, а локальные работающие зоны пласта – сегментное вскрытие (перфорация горизонтальной скважины в нескольких локальных интервалах).
Основные результаты, полученные автором в рамках данной исследовательской работы, описаны в
заключении и состоят в следующем.
Изучены особенности фильтрационных потоков в коллекторах, дренируемых трещинами сложной геометрии, предложена классификация трещин на основе особенностей формирования и условий диагностики режимов фильтрации, отличающихся симметрией линий тока.

20
Рисунок 2 – Результаты мониторинга температуры в циклах закачки рабочей
жидкости. Оранжевым цветом выделены интервалы портов ГРП. Последние
колонки отражают разновременные профили распределения температуры по
стволу в циклах закачки рабочей жидкости до (20.02.2016) и после (29.02.2016)
повторного ГРП (в шифрах кривых указаны дата и время регистрации
температуры)
Обоснована зависимость продуктивности вскрываемого трещинами пласта от геометрических параметров трещин, характеризующих их форму и размеры.
Выполнено моделирование полей скоростей и давлений в горизонтальной скважине с многостадийным ГРП, вскрывающей пласт с зональной неоднородностью трещинами, отличающимися длиной.

21
На основе результатов моделирования сформулированы условия диагностики ранних режимов течения с радиальной и линейной симметрией линий тока. Обоснованы критерии выбора интервалов времени для диагностики вышеперечисленных режимов течения по данным ГДИС в зависимости от размеров трещин, расстояния между трещинами и проницаемости коллектора.
Предложены обоснованные моделированием и результатами экспериментов в скважине комплексные инвариантные параметры, являющиеся комбинацией геометрических характеристик трещин и фильтрационных свойств коллектора, отвечающих за динамику изменения во времени давления в процессе гидродинамических исследований и определяющих информативные возможности ГДИС.
На основе изученных закономерностей дренирования коллекторов в горизонтальных скважинах с многостадийным ГРП разработаны способы совместной количественной интерпретации результатов гидродинамических и промыслово-геофизических исследований, предполагающие:
• количественное определение по результатам ГДИС комплексных инвариантных параметров, отражающих интегральные фильтрационные свойства пласта и геометрические характеристики дренирующих его макротрещин;
• оценку индивидуальных размеров трещин и фильтрационных свойств дренируемых ими локальных зон пласта с привлечением данных ГИС в открытом стволе (фильтрационных свойства коллектора) и ПГИ в действующей скважине (профиль и состав притока).
Установлено, что разработанная автором модель пласта с зональной неоднородностью фильтрационных свойств может быть использована для широкого спектра реальных объектов добычи, характеризующихся высокой степенью геологической неоднородности (обусловленных главным образом, условиями осадконакопления отложений).
Проанализированы промыслово-геофизические и гидродинамические исследования не менее чем в 100 эксплуатационных горизонтальных скважинах