3.3.5 Управление на основе технологических карт

Управление есть выработка и осуществление целенаправленных управляющих воздействий на объект, с помощью которых можно перевес­ти систему из одного состояния в другое [41]. Оперативное управление на­зывается регулированием. Вопросам управления разработкой нефтяных месторождений посвящено значительное число работ [42]. Можно вы­делить несколько видов управления разработкой нефтяной залежи. Наибо­лее распространенная форма это управление по интегральным показате­лям. Ими могут служить карты, таблицы и графики, полученные на основе ПДМ, и характеризующие текущее состояние разработки. Это наиболее интуитивно понятный и доступный способ принятия решений. Другой вид управления по интегральным показателям - управление по различным кри­териям разработки. Самым сложным и трудоемким видом является про­граммное управление разработкой на основе вариантных расчетов, прово­димых с помощью ПДМ. Остановимся более подробно на каждом из видов оперативного управления разработкой.

Одним из наиболее распространенных видов оперативного управле­ния разработкой нефтяной залежи с помощью ПДМ является принятие решений на базе карт текущего состояния разработки. Нами разработана технология гидродинамических расчетов и получения серии карт разра­ботки. Все эти карты характеризуют различные стороны технологического процесса, дополняют друг друга и могут использоваться для анализа теку­щего состояния разработки, контроля процесса продвижения нагнетаемых вод и выделения областей, не вырабатывающихся при существующей сис­теме разработки.

Можно выделить следующие виды технологических карт:

• текущей и накопленной плотности отбора нефти, воды, жидкости и закачки;

• текущей и накопленной компенсации отборов закачкой;

• текущей нефтенасыщенности, балансовых и извлекаемых запасов;

- изобар по промысловым данным и восстановленных по геолого- фильтрационной модели;

- гидропроводности пласта и др.

Рассмотрим более подробно основные виды технологических карт, использующихся при управлении разработкой.

Карты плотности отбора пластовых флюидов

Карты текущей и накопленной плотности отбора нефти, воды, жид­кости и закачки являются базовыми картами. Они характеризуют равно­мерность отборов и закачки по площади залежи. Размерность отбора пла­стовых флюидов в тыс. т/га. Карты рассчитываются в соответствии с мето­дикой, изложенной в работе [43], сущность которой заключается в равно­мерном распределении отборов флюидов по площади залежи. Распределе­ние отборов по площади, рассчитанное по данной методике, не зависит от равномерности размещения скважин. Поэтому карты плотностей отбора в значительной степени отличаются от карт, получаемых путем интерполя­ции дебитов скважин. Из карт текущих плотностей отбора нефти, воды и закачки можно сделать выводы о том, что наибольшие плотности отбора нефти располагаются в высокопродуктивных зонах залежи, имеющих наибольшую плотность начальных балансовых запасов. Зона максималь­ных отборов нефти совпадает в плане с зоной максимальных текущих отборов воды, а наиболее значительные отборы нефти совпадают в плане с зоной максимальных накопленных отборов нефти. На рисунке 35 (а, б, в) представлены карты накопленной плотности отбора нефти, воды и закачки для пласта БС₁₀ Западно-Сургутского месторождения. Такое распределе­ние характерно и для многих объектов ОАО "Сургутнефтегаз". Таким образом, наиболее ценной информацией, получаемой по картам текущих и накопленных плотностей отбора нефти, воды и закачки является распреде­ление отборов нефти по площади. Следует добиваться равномерности отборов нефти по площади и соответствия отборов нефти текущим запасам.

Карты компенсации отборов закачкой

Карты текущей и накопленной компенсации отборов закачкой являются производными по отношению к картам плотностей отбора и закачки. Они характеризуют, как это следует из названия карт, компенсацию закач­ки oтборами нефти и жидкости по площади залежи. Размерность карт - доли единицы. Такие карты дают более наглядную и объективную инфор­мацию по сравнению с табличными значениями. Можно оценить равномерность компенсации отбора закачкой и соответствие компенсации запасам, обводненности добывающих скважин и в целом оценить эффективность методики распределения закачиваемой воды по нагнетательным скважинам. На рисунке 36 (а, б) приведены карты текущей и накопленной компенсации отборов закачкой для пласта АС₁₂ Нижне-Сортымского ме­сторождения.

Рисунок 34 – Геофизические данные по пласту БС₁₀ Федоровской площади [36]

Рисунок 35 - Карты накопленной плотности отбора нефти (а), воды (б) и закачки (в) для пласта БС₁₀ Западно-Сургутского месторождения [36]

Карты текущей нефтенасыщенности

Карты текущей и конечной нефтенасыщенности являются базовым видом технологических карт, получаемых с помощью ПДМ. Они являются основой для получения целого ряда производных карт, а также исходной информацией для расчета текущей нефтенасыщенности и выработки запа­сов по блокам.

Оценка распределения нефтенасыщенности зависит не только от технологии разработки и геолого-промысловых условий, но и от методики гидродинамических расчетов. Различные методы расчета карт текущей нефтенасыщенности изложены ранее. Все изложенные методы обеспечивают полный баланс между отборами нефти, жидкости и закачкой жидкости в пласт.

Карта конечной нефтенасыщенности

Карта конечной (остаточной) нефтенасыщенности рассчитывается на основе методик, приведенных ранее. По методике, основанной на расчете текущей нефтенасыщенности по обводненности продукции, можно задаваться различными условиями - конечной обводненностью продукции скважин, экономически рентабельным дебитом по нефти при различных дебитах скважин по жидкости и др.

Карты запасов нефти

Карты запасов нефти являются производными карты текущей нефте­насыщенности и карт геологических параметров. Среди них целесообразно выделить следующие виды:

карта текущих (т.е. на заданную дату) балансовых запасов нефти (пластовые условия) - рассчитывается как произведение карт текущей неф­тенасыщенности, эффективной нефтенасыщенной толщины и пористости нефтенасыщенной части;

карта начальных извлекаемых запасов (пластовые условия) - рас­считывается как карта разности между картами начальных балансовых за­пасов и картой конечных запасов нефти;

карта отобранных запасов нефти на заданную дату (пластовые условия) - рассчитывается как карта разности начальной и текущей (на за­данную дату) нефтенасыщенности с последующим перемножением в уз­лах сеточной области значений карт эффективной нефтенасыщенной тол­щины и пористости нефтенасыщенной части;

карта текущих извлекаемых запасов нефти (пластовые условия) - рассчитывается как карта разности текущей и конечной нефтенасыщенностей с последующим перемножением в узлах сеточной области значений карт эффективной нефтенасыщенной толщины и пористости нефтенасы­щенной части;

карта конечных неизвлекаемых (т.е. на конец разработки) запасов нефти (пластовые условия) - рассчитывается как произведение карт конеч­ной нефтенасыщенности, эффективной нефтенасыщенной толщины и по­ристости нефтенасыщенной части.

На рисунке 37 (а, б, в) представлены карты текущих балансовых запасов нефти, текущих извлекаемых запасов и отобранных запасов на заданную дату для пласта BС₁ Западно-Сургутского месторождения.

Суммарная величина начальных запасов нефти, рассчитанная на ос­нове карт, должна быть близкой к оценке, утвержденной в Центральной комиссии по запасам. В то же время нужно обратить внимание на то, что начальное, текущее и конечное распределение запасов нефти в пласте согласованию в ЦКЗ не подлежит. Это дает возможность расчета распреде­ления запасов по площади и разрезу залежи по различным методикам.

Величина накопленного отбора нефти может быть получена из геолого-промысловой отчетности, а также путем расчетов:

а) как интегральная величина по карте отобранных запасов;

б) как интегральная величина по карте накопленных отборов нефти. Значения из отчетности и рассчитанные величины должны приблизительно совпадать между собой.

Это значит, что одной и той же величине запасов нефти могут соответствовать различные варианты их распределения по площади и разрезу.

Карты изобар

Карты изобар показывают энергетическое состояние пластовой системы и могут быть рассчитаны по различным методикам.

Одна из методик, описанная ранее, восстанавливает отсутст­вующие значения забойных и пластовых давлений по промысловым данным. Программная реализация этой методики, представленная ранее, позволяет рассчитывать карты забойных давлений и карты изобар по промысловым данным. Карты забойных давлений носят вспомогательный, иллюстративный характер и служат, например, для оценки качества карт изобар. На рисунке 38 а показана карта забойных давлений пласта АС₁₁ Маслиховского месторождения. На рисунке 38 6 приведена карта изобар для того же объекта на ту же дату. На карте изобар нанесены диаграммы текущих дебитов и приемистости. По картам можно проследить взаимосвязи между измеренными значениями забойных и пластовых давлений, объемами те­кущих отборов и закачки.

Рисунок 36 - Карты текущей и накопленной компенсации отборов закачкой для пласта АС₁₂ Нижне-Сортымского месторождения [36]

Рисунок 37 - Карты текущих балансовых запасов нефти (а), текущих извлекаемых запасов (б) и отобранных запасов (в) на заданную дату для пласта БС, Западно-Сургутского месторождения [36]

Наибольшей информативностью обладают карты изобар, восстанов­ленные по геолого-фильтрационной модели. К их достоинству следует от­нести то, что они служат интегральным показателем процесса. При расче­тах увязываются между собой такие характеристики как дебиты скважин по жидкости, пластовые и забойные давления. На рисунке 39 (а, б) представлены типичные карты изобар, восстановленные по геолого-фильтрационным моделям Маслиховского месторождения (пласт АС₁₁) и Восточно-Моховой площади (юг) Федоров­ского месторождения (пласт БС₁₀). Из приведенных карт можно сделать вывод о том, что карты восстановленных изобар позволяют рассчитать не только местную воронку депрессии, расположенную в области нагнета­тельных и добывающих скважин, но и выявить региональные области вы­соких и низких пластовых давлений. По карте восстановленных изобар на­блюдается возрастание давления в рядах нагнетательных скважин и пони­жение - в добывающих рядах. Причем чем больше объемы закачиваемой воды, тем больше область распространения высоких пластовых давлений. В области бездействующих нагнетательных скважин происходит снижение пластового давления. Фиксируется также снижение величины пластового давления в областях отборов жидкости, не компенсируемых объемами на­гнетаемой воды, и другие характерные особенности распределения пласто­вого давления.

Карты гидропроводности

Определенной информативностью обладают также карты полей гид­ропроводности, являющиеся необходимой составляющей гидродинамиче­ских расчетов. Эти карты часто имеют и самостоятельное значение. Инте­ресны также производные от карты гидропроводности - карты проводимо­сти по нефти и воде, а также карты проницаемости. В частности, на рисунке 40 (а, б) представлены типичные карты гидропроводностей для пласта БС₁₀ Восточно-Моховой площади (юг) Федоровского месторождения, рас­считанные на различные даты. Для облегчения сравнения на карты выне­сены диаграммы текущих дебитов жидкости и премистости нагнетатель­ных скважин. Цветными сегментами показана доля (желтый) нефти в продукции (голубой). Из приведенных карт видно, что высокие расчетные значения гидропроводности пласта совпадают с большими дебитами скважин по жидкости. В областях с высокой гидропроводностью резко возрастает обводненность продукции. Это свидетельствует о преимущественной фильтрации воды по зонам с высокой гидропроводностью.

На рисунке 41 (а, б) представлены карты проницаемости для того же объекта, рассчитанные на различные даты методом идентификации гидропроводности пласта. По этим картам можно проследить изменение прони­цаемости в призабойных зонах скважин.

Рисунок 38 - Карта забойных давлений (а) и карта изобар (б) на одну дату для пласта АС₁₁ Маслиховского месторождения [36]

Рисунок 39 - Карты изобар, восстановленные по геолого-фильтрационной модели - пласт А₁₁ Маслиховского месторождения (а) и пласт БС₁₀ Восточно-Моховой площади (юг) Федоровского месторождения (б) [36]

Рисунок 40 - Карты гидропроводности для пласта БС₁₀ Восточно-Моховой площади (юг) Федоровского месторождения, рассчитанные на различные даты [36]

Рисунок 41 - Карты проницаемости для пласта БС₁₀ Восточно-Моховой площади (юг) Федоровского месторождения, рассчитанные на различные даты методом идентификации гидропроводности пласта [36]