- •Эффективность применения технологий с использованием виброволнового воздействия на добывающих скважинах нгду "Елховнефть" ао "Татнефть"
- •Эффективность применения технологий с использованием виброволнового воздействия для нагнетательных скважин нгду "Елховнефть" ао "Татнефть"
- •10.1. Опытно-промысловые работы и внедрение технологий вдхв и впв в различных нефтепромысловых регионах
- •Обработки)
- •Оценки методом б.Ф. Сазонова
- •10.2. Опытно-промысловые работы по испытанию технологии изоляции водо- и газопритоков в скважинах
- •10.3. Опытно-промысловые работы и внедрение технологии кавернонакопления в карбонатных коллекторах
- •Исходные данные модели прогноза технологической эффективности обработок добывающих скважин
- •И взвешенных твердых фаз продуктивных пластов в поле упругих колебаний
- •2 .1. Поведение остаточных фаз нефти и воды и изменение относительных проницаемостей фаз.
- •В нефтеводонасыщенных коллекторах при виброволновом воздействии
- •3.1.1. Моделирование фильтрационных процессов с использованием искусственных пластинчатых образцов пористой среды
- •3.1.2. Исследование процессов вытеснения нефти на моделях продуктивного пласта с использованием искусственных и естественных кернов
- •3.1.3. Довытеснение нефти в условиях изменения физико-химических свойств вытесняющих флюидов
- •3.2. Исследование капилярной пропитки нефтенасыщенных кернов под воздействием упругих колебаний
- •3.2.2. Процесс капиллярной пропитки в условиях, приближенных к пластовым
- •3.3. Пьезопроводность пористых сред в поле упругих колебаний
- •3.4.Изменения структурно-реологических свойств пластовых жидкостей при наложении колебаний
- •3.5. Фильтр анионные изменения проницаемости пористой среды и процессы декольматации под воздействием упругих колебаний1
- •3.5.2. Проницаемость пористых сред при фильтрации взвешенных глинистых примесей
- •3.5.3. Изменения проницаемости пористых сред в процессах реагентной декольматации
- •4.1. Коллекторские свойства и смачиваемость поверхности поровых сред
- •4.2. Исследование структуры порового пространства нефтенасыщенных кернов
- •4.3. Микроскопические исследования поверхности твердой фазы и кольматанта поровых сред
- •4.4. Атомно-адсорбционныи анализ образцов коллекторов и кольматантов
- •5.1. Резонансное возбуждение упругих колебаний в скважине с использованием погружных отражателей трубных волн
- •Принципиальная
- •Режима возбуждения скважины с использованием полых погружных отражателей-фильтров
- •Коле- баний на перфорированном интервале скважины в зависимости от толщины полых отражателей. Частота колебаний, Гц:
- •5.2. Резонансный режим низкочастотного излучения, связанный с перфорационными характеристиками скважины
- •Колебательной энергии скважинного генератора в пласте мощностью
- •Колебательной энергии скважинного генератора в пласте мощностью
- •Технические данные приборов
- •Уровня сигнала в измерительных скважинах по частоте упругих
- •6.1. Оценка достижения виброусталости цементного кольца скважин
- •Давления а в зависимости от избыточного статического давления Ар (репрес сии или депрессии) на забое скважины:
- •7.1.1. Стендовые исследования гидродинамических генераторов колебаний.
- •7.1.2. Разработка новых гидродинамических генераторов колебаний на основе вихревых центробежных форсунок1
- •Технические характеристики скважиииых генераторов колебаний типа гд2в, используемых в технологиях с применением виброволнового воздействия
- •9.1.1. Обоснование и промысловое обеспечение технологических операций
- •9.1.2. Вариант технологии с использованием струйного насоса (вдхв)
- •По технологии вдхв:
- •9.1.3. Вариант технологии с использованием пенных систем (впв)
- •9.2. Технология изоляции водо-и газопритоков в скважинах
- •9.3. Технология кавернонакопления в карбонатных коллекторах1
- •9.4. Технология повышения продуктивности водозаборных скважин
- •0 25 50 75 /Гц 0 25 50 75 /Гц Рис. 9.4.1. Фазовая скорость с и затухание трубных волн 5/50 на продуктивном интервале необсаженной скважины. Проницаемость порис-
- •9.5. Приготовление обратных
- •9.6. Использование виброволнового
- •Воздействия для инициирования
- •И интенсификации скважинной гидродобычи
- •Железных руд и других полезных ископаемых1
- •Оглавление
- •Глава 1. Физические основы виброволнового метода
- •Глава 2. Моделирование состояния жидких и взвешенных твердых фаз продуктивных пластов в поле упругих колебаний 23
- •Глава 3. Экспериментальные исследования фильтра ционных процессов и релаксационных явлений в нефтеводонасыщенных коллекторах при виброволновом воздействии 41
- •Глава 10. Результаты опытно-промысловых работ и вне дрения технологий интенсификации добычи нефти и других полезных ископаемых с применением виброволнового воздействия 279
- •Глава 11. Прогнозирование эффективности скважинных обработок 334
- •Глава 12. Перспективы использования виброволнового воздействия при разработке месторождений нефти и других полезных ископаемых 350
- •Список литературы
- •Введение
- •Заключение
10.3. Опытно-промысловые работы и внедрение технологии кавернонакопления в карбонатных коллекторах
Возможность создания в ПЗП каверн-накопителей с использованием виброволнового воздействия впервые была испытана в 1998 г. на скв. 6609, вскрывающей карбонатный пласт турнейского яруса Ново-Елховского нефтяного месторождения АО "Татнефть".
В результате проведенных технологических мероприятий получен весомый прирост производительности скважины -дебит скважины возрос от 1,3 до 8,3 т/сут. Скважина была обработана 06.98 г., далее скважина в 1998 г. функционировала со среднесуточным дебитом в 7,2 т/сут в течение 183 сут, суммарная дополнительная добыча - 1316 т. В 1999 г. скважина продолжала работать со среднесуточным дебитом 5,8 т/сут, на 01.01.2000 г. работа ее продолжалась, а суммарная дополнительная добыча нефти за 1998 и 1999 гг. составила 3329 т.
В 1999 г. технология кавернонакопления с применением виброволнового воздействия была внедрена на шести скважинах Ново-Елховского месторождения, вскрывающих карбонатные коллекторы турнейского яруса (пласт С™) (табл. 10.3.1).
329
Таблица 10.3.1
Результаты работ по кавернонакоплению в карбонатных коллекторах Ново-Елховского месторождения АО "Татнефть"
Номер скважины |
Дата обработки |
До обработки |
После обработки |
Прирост дебита нефти, т/сут |
Дополнительная добыча нефти на 01.07.99 г., т |
||
Дебит нефти, т/сут |
Обводненность, % |
Дебит нефти, т/сут |
Обводненность, % |
||||
6609 6638 6607 15293 713 7251 |
06.98 г. 02.99 г. 02.99 г. 03.99 г. 06.99 г. 06.99 г. |
1,3 0,8 4,4 2,1 1,7 0,2 |
13 7 29 16 7 10 |
8,3 6,7 7,5 4,6 5,0 3,9 |
0 6 0 20 7 5 |
7,2 5,9 3,1 2,5 3,3 3,7 |
2466 682 222 218 88 68 |
В результате проведенных мероприятий достигнуто весьма заметное увеличение дебитов скважин от 2,5 до 7,2 т/сут при снижении обводненности практически по всем скважинам. Все скважины на 01.10.99 г. работали без существенного падения продуктивности, в том числе и скв. 6609, обработанная в 1998 г. Дополнительная добыча нефти составила более 6000 т.
Полученные результаты свидетельствуют о высокой эффективности разработанной авторами технологии. В настоящее время проводятся работы по усовершенствованию технологии с учетом использования новых скважинных генераторов колебаний типа ГД2В и планируются значительные объемы внедрения.
10.4. РЕЗУЛЬТАТЫ ОБРАБОТОК ВОДОЗАБОРНЫХ СКВАЖИН
В 1998 г. на месторождении Тулва Пермской области были проведены 16 обработок водозаборных скважин. Результаты виброволновых обработок приведены в табл. 10.4.1. Для возбуждения упругих колебаний в скважинах применяли гидродинамический генератор типа ГЖ, настроенный на максимально низкую рабочую частоту. В качестве рабочей жидкости в режиме циркуляции использовали аэрированную (с использованием компрессора) воду. Это позволило осуществить комплексное виброволновое и депрессионное воздействие на водоносные песчаные пласты.
ззо
Таблица 10.4.1
Результаты виброволновых обработок водозаборных скважин на месторождении Тулва Пермской области
Номер |
Интервал |
Забой,м |
Дебит, м^сут |
|
скважины |
пласта, м |
до обработки |
после обработки |
|
37 |
6 |
16 |
400 |
430 |
38 |
6 |
16 |
200 |
250 |
39 |
6 |
16 |
430 |
540 |
40 |
6 |
16 |
160 |
860 |
41 |
6 |
16 |
430 |
860 |
44 |
6 |
16 |
200 |
210 |
45 |
6 |
16 |
660 |
820 |
46 |
6 |
16 |
620 |
790 |
47 |
6 |
16 |
420 |
490 |
48 |
6 |
16 |
1150 |
1570 |
49 |
6 |
16 |
1440 |
1730 |
50 |
6 |
16 |
640 |
820 |
52 |
6 |
16 |
480 |
540 |
53 |
6 |
16 |
260 |
320 |
58 |
6 |
16 |
150 |
600 |
59 |
6 |
16 |
330 |
350 |
В результате проведенных работ на всех 16 скважинах получены достаточно хорошие результаты, при этом дебиты отдельных скважин возросли в 3—5 раз и более. Вместе с тем были выявлены определенные технические ограничения конструкции генератора колебаний типа ГЖ применительно к обработке водозаборных скважин, которые не позволили в полной мере выявить достоинства технологии и получить еще более весомые результаты. Это - их недостаточно эффективная работа при малых давлениях подачи рабочей жидкости, а также невозможность снижения частоты генерации до требуемой оптимальной. В дальнейшем полученные в ходе работ данные были учтены при разработке более эффективного и "гибкого" гидродинамического генератора типа ГД2В.
В перспективе работы по виброволновым обработкам будут продолжены в Башкортостане, Татарстане, в Московской области, Западной Сибири и др.
331
10.5. РЕЗУЛЬТАТЫ ОТПЫТНЫХ РАБОТ
ПО ИНИЦИИРОВАНИЮ ИНТЕНСИФИКАЦИИ
СКВАЖИННОЙ ГИДРОДОБЫЧИ ЖЕЛЕЗНЫХ РУД
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГЕНЕРАТОРОВ КОЛЕБАНИЙ ТИПА
ГЖ НА ШЕМРАЕВСКОМ МЕСТОРОЖДЕНИИ
КУРСКОЙ МАГНИТНОЙ АНОМАЛИИ
На Шемраевском месторождении (Белгородская область) богатых железных руд Курской магнитной аномалии (КМА) выполнялись опытно-промысловые исследования с целью оценки возможности использования мощных упругих колебаний для инициирования и интенсификации скважинной гидродобычи железных руд.
Месторождения богатых железных руд КМА являются продуктом древних кор выветривания площадного и линейного типов, образовавшихся на выходах докембрийских железистых кварцитов. Их суммарные запасы превышают 60 млрд т. Руды характеризуются высоким качеством. Рудные тела протяженные, мощность пластов достигает сотен метров. Окисленные богатые железные руды, расположенные между окисленными кварцитами и зоной вторичной цементации, характеризуются общим содержанием железа 65-68 %.
Горно-геологические условия залегания богатых железных руд сложные и являются главным препятствием для вовлечения месторождений в эксплуатацию традиционными способами. Руды находятся на больших глубинах и сильно обводнены. Их физическое состояние изменчиво, а существенная доля руд представлена неустойчивыми разновидностями. Они обладают невысокой прочностью и рассматриваются в качестве потенциальной рудной базы для СГД.
Опытно-промысловые работы проводились совместно с П.Д. Гостюхиным и В.Г. Тарасенко по заданию ОАО "Гидро-руда" с целью оценки возможности использования мощных упругих колебаний для инициирования и интенсификации скважинной гидродобычи железных руд. В качестве объекта испытаний была выбрана скв. 4Т. Внешний вид устья скважи-
332
ны, оборудованной для гидродобычи железных руд, показан на рис. 10.5.1.
Работы проводились в интервале глубин 676-720 м. Продуктивный пласт представлен перемежаемостью плотных, имеющих прочность на одноосное сжатие до 6 МПа и пористых руд (прочность на одноосное сжатие порядка 3 МПа), сцементированных контактовым цементирующим материалом - шамозитом.
333
Рис. 10.5.1. Внешний вид устья скв. 4Т Шемраевского месторождения, оборудованной для гидродобычи железной руды
Испытания проводились с помощью специально разработанного гидродинамического генератора типа ГЖ повышенной
334
мощности. Параметры его представлены в гл. 9 (см. табл. 9.6.1).
Воздействие на продуктивный пласт осуществлялось на глубинах 686, 691, 696, 709 м. Ранее на этих интервалах проводились мероприятия по традиционной технологии СГД. Положительных результатов не было достигнуто (нулевой выход пульпы). Генератор вместе с резонатором спускали в скважину на трубах НКТ диаметром 89 мм, через которые осуществлялась подача жидких рабочих агентов. В качестве пульпоподъ-емной колонны использовали трубы диаметром 219 мм, башмак которых находился на глубине 676 м. Давление в системе 8,0-10,0 МПа, расход воды 15,0-20,0 л/с, подача воздуха для подъема пульпы с загрузкой на глубине 400 м 960 м3/ч.
В процессе работы наблюдали заметный вынос пульпы пульсирующего характера со средними характеристиками 150-180 м3/ч, плотность пульпы изменялась в пределах 1020-1040 г/л, рудный материал был представлен мелкозернистым и тонкозернистым мартитом. Отмечались также зерна шамозита. По окончании испытаний генератор с резонатором были извлечены на поверхность и осмотрены. Повреждений и износа не было обнаружено. Испытания показали, что использование виброволнового воздействия привело к извлечению рудного материала из горизонта, который до этого не реагировал на попытки добычи по традиционной технологии.
Проведенные опытные работы показали перспективность использования мощных скважинных гидродинамических генераторов колебаний для интенсификации скважинной гидродобычи железных руд. В ходе испытаний получены данные для дальнейшего усовершенствования метода, определены направления научно-исследовательских, опытно-конструкторских и опытно-промышленных работ с целью создания технологии промышленной скважинной гидродобычи с использованием виброволнового воздействия.
335
ГЛАВА
11
ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СКВАЖИННЫХ ОБРАБОТОК
Д ля осуществления высоких технико-экономических показателей разработки необходимо определение научно обоснованных критериев организации технологических мероприятий, применение автоматизированной системы целевой обработки масштабной геолого-промысловой информации, оперативно представляющей объекты для проведения работ и устанавливающей конкретные технические рекомендации по назначению технологии обработок скважин, целесообразности сочетания виброволнового воздействия с каким-либо реагент-ным воздействием и оптимальному режиму обработки по конкретной скважине.
Технологический эффект виброволнового воздействия определяется совокупным влиянием множества разнородных геолого-физических и технологических параметров, таких, например, как проницаемость, пористость, глинистость и карбо-натность пласта, вязкость пластового флюида, толщина продуктивных интервалов пласта, забойное и пластовое давление, начальная и текущая продуктивность, режимы виброволнового воздействия и др. Поэтому для исследования данного процесса и адекватного выбора прогнозирования его показателей необходимо использовать компьютерные модели, построенные с использованием методов многофакторного статистического анализа.
В гл. 11 описывается прогнозное моделирование, осуществленное в рамках системного подхода к выбору объектов, назначению технологических операций, реагентов, общей орга-
334
низации внедренческих работ, реализованное при ОПР и внедрении технологий на Ново-Елховском месторождении АО "Татнефть".
На основе накопленной информации по исходным геолого-физическим и технологическим параметрам проведенных вышеописанных опытно-промышленных работ осуществляли прогнозное моделирование процесса обработки ПЗП с использованием метода главных компонент [58].
Преимущества данного подхода особенно проявляются на начальных этапах пробного моделирования при необходимости учета в модели большого количества факторов и недостатке числа "наблюдений". Применение метода главных компонент позволяет заменять совокупность большого числа взаимосвязанных признаков на некоторую совокупность относительно малого числа некоррелированных параметров - обобщенных факторов процесса главных компонент с сохранением всей информации об изменчивости процесса.
Для моделирования процесса обработки нагнетательных скважин, вскрывающих девонские и бобриковские пласты Но-во-Елховского месторождения, было определено восемь переменных - факторов процесса, оказывающих влияние на показатель процесса - приращение коэффициента удельной приемистости. Это - удельная максимальная приемистость скважины по истории работы, удельная приемистость на момент перед обработкой, отношение значения пластового давления к гидростатическому, общая толщина продуктивных интервалов, коэффициент вариации толщин продуктивных интервалов, средневзвешенный коэффициент пористости, коэффициент депрессии режима виброволновой обработки, число ком-плексирования с реагентными операциями. Коэффициент удельной приемистости - коэффициент приемистости, отнесенный к 1 м толщины продуктивного интервала пласта, наиболее адекватно учитывает эффект осуществляемого воздействия непосредственно на среду коллектора призабойной зоны скважины. Коэффициент депрессии режима обработки, отношение забойного давления режима виброволнового воздействия к гидростатическому давлению глубины интервала перфорации определяют характер процесса очистки призабойной зоны (количественное выражение режима депрессии или репрессии на пласт). Коэффициент вариации толщин продуктивных интервалов скважины и другие подобные параметры ка-
335
чественно оценивают неоднородность пластов и изменчивость геолого-промысловых параметров объекта.
В табл. 11.1 представлены исходные данные по проведенным на Ново-Елховском месторождении виброволновым обработкам нагнетательных скважин с различными геолого-физическими и технологическими условиями.
На первом этапе осуществляется корреляционный анализ
Таблица 11.1
Исходные данные модели технологической эффективности
процесса обработки нагнетательных скважин, вскрывающих
пласты девонского и бобриковского горизонтов Ново-Елховского
нефтяного месторождения
Номер сква- |
Параметры процесса |
||||||||
жины |
У |
х\ |
х2 |
хЪ |
х4 |
х5 |
хб |
xl |
се |
523 |
0,10 |
1,11 |
0,11 |
0,96 |
4,00 |
0,00 |
19,30 |
1,23 |
1,00 |
3189 |
0,00 |
1,15 |
0,26 |
1,10 |
3,00 |
0,33 |
14,50 |
1,00 |
2,00 |
3086 |
0,21 |
2,10 |
0,37 |
1,06 |
5,00 |
0,32 |
17,70 |
1,05 |
2,00 |
3093 |
0,10 |
0,15 |
0,00 |
0,97 |
8,00 |
0,69 |
17,00 |
0,98 |
1,00 |
2518 |
0,71 |
0,47 |
0,14 |
1,13 |
3,00 |
0,00 |
18,00 |
1,80 |
2,00 |
745 |
1,22 |
0,41 |
0,00 |
0,98 |
3,00 |
0,00 |
23,00 |
0,40 |
4,00 |
2122 |
0,22 |
0,22 |
0,00 |
1,25 |
4,00 |
0,00 |
17,30 |
1,10 |
1,00 |
4428 |
0,03 |
0,15 |
0,03 |
1,09 |
3,20 |
0,25 |
19,00 |
0,40 |
3,00 |
4437 |
0,11 |
1,79 |
0,04 |
1,12 |
2,40 |
0,50 |
19,90 |
0,40 |
3,00 |
134 |
0,08 |
0,63 |
0,02 |
1,07 |
14,0 |
0,33 |
15,00 |
0,20 |
3,00 |
689 |
0,41 |
0,86 |
0,10 |
1,09 |
5,60 |
0,40 |
19,80 |
0,25 |
2,00 |
4468 |
0,60 |
0,43 |
0,15 |
1,06 |
6,40 |
0,23 |
18,00 |
1,10 |
3,00 |
8432 |
0,19 |
0,67 |
0,23 |
0,91 |
3,90 |
0,23 |
17,50 |
1,10 |
3,00 |
7214 |
0,09 |
0,79 |
0,19 |
0,99 |
2,80 |
0,00 |
22,00 |
0,24 |
4,00 |
7267 |
0,07 |
0,43 |
0,14 |
0,80 |
3,60 |
0,00 |
19,50 |
0,20 |
4,00 |
7180 |
0,16 |
0,68 |
0,15 |
0,81 |
3,00 |
0,00 |
21,00 |
1,20 |
1,00 |
7184 |
0,47 |
2,50 |
0,14 |
0,81 |
1,40 |
0,00 |
22,00 |
1,23 |
2,00 |
7203 |
0,07 |
0,43 |
0,09 |
0,81 |
6,00 |
0,00 |
23,00 |
1,24 |
1,00 |
7277 |
0,24 |
0,72 |
0,10 |
0,86 |
2,00 |
0,00 |
21,00 |
1,16 |
2,00 |
7279 |
0,11 |
2,10 |
0,21 |
0,96 |
4,20 |
0,00 |
20,20 |
1,03 |
1,00 |
7281 |
0,39 |
1,40 |
0,10 |
0,87 |
2,00 |
0,00 |
20,50 |
1,15 |
2,00 |
7301 |
0,42 |
1,20 |
0,16 |
0,89 |
2,00 |
0,00 |
19,90 |
1,12 |
2,00 |
7375 |
0,10 |
0,80 |
0,10 |
0,72 |
3,00 |
0,00 |
22,20 |
1,40 |
2,00 |
Примечание. |
у — приращение коэффициента удельной приемистости |
||||||||
после обработки, 10"'м |
7(сут-МПа);х1- |
- удельная максимальная приемистость |
|||||||
скважины по истории работы, |
10 м /(сутМПа); х2 — удельная приемистость на |
||||||||
момент перед вибровоздействием, м7(сутатмм^ |
; хЗ — коэффициент пластового |
||||||||
давления (отношение пластового давления к гидростатическому); х4 - |
- общая |
||||||||
толщина продуктивных интервалов, м |
;x5-i |
«юффициент вариации |
толщин |
||||||
продуктивных i |
пггервалов; хб - |
- средневзвешенный коэффициент пористости, |
|||||||
%; xl — коэффициент депрессии режима виброобработки; х8 — |
число комплек- |
||||||||
сирования с физико-химическими мероприятиями. |
|
|
|
||||||
336
исходного материала. Результаты расчетов выборочных
337
Таблица 11.2 Корреляционная матрица
Показатель и |
Коэффициенты корреляции |
Средние значения |
Среднеквадратичные |
||||||||
факторы |
У |
х\ |
х2 |
хЪ |
хЛ |
х5 |
хб |
xl |
xS |
отклонения |
|
у |
1,000 |
-0,055 |
-0,170 |
0,096 |
-0,190 |
-0,238 |
0,281 |
0,098 |
0,272 |
0,27 |
0,28 |
х\ |
-0,055 |
1,000 |
0,512 |
-0,127 |
-0,294 |
-0,043 |
0,138 |
0,137 |
-0,164 |
0,92 |
0,66 |
х2 |
-0,170 |
0,512 |
1,000 |
-0,111 |
-0,232 |
-0,093 |
-0,152 |
0,262 |
-0,020 |
0,12 |
0,09 |
хЗ |
0,096 |
-0,127 |
-0,111 |
1,000 |
0,245 |
0,434 |
-0,604 |
-0,227 |
0,061 |
0,97 |
0,13 |
х4 |
-0,190 |
-0,294 |
-0,232 |
0,245 |
1,000 |
0,478 |
-0,505 |
-0,295 |
-0,021 |
4,15 |
2,67 |
х5 |
-0,238 |
-0,043 |
-0,093 |
0,434 |
0,478 |
1,000 |
-0,565 |
-0,337 |
0,028 |
0,14 |
0,20 |
хб |
0,281 |
0,138 |
-0,152 |
-0,604 |
-0,505 |
-0,565 |
1,000 |
0,032 |
0,066 |
19,45 |
2,33 |
xl |
0,098 |
0,137 |
0,262 |
-0,227 |
-0,295 |
-0,337 |
0,032 |
1,000 |
-0,656 |
0,91 |
0,45 |
х8 |
0,272 |
-0,164 |
-0,020 |
0,061 |
-0,021 |
0,028 |
0,066 |
-0,656 |
1,000 |
2,22 |
1,00 |
Таблица 11.3
Показатель |
Критерии надежности коэффициентов корреляции |
||||||||
и факторы |
У |
х\ |
х2 |
хЪ |
х4 |
х5 |
хб |
xl |
х8 |
У |
1,00 |
0,27 |
0,84 |
0,46 |
0,95 |
1,21 |
1,46 |
0,47 |
1,41 |
xl |
1,00 |
1,00 |
3,33 |
0,62 |
1,54 |
0,21 |
0,68 |
0,67 |
0,81 |
х2 |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
0,54 |
1,17 |
0,45 |
0,74 |
1,35 |
0,10 |
хЗ |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
1,25 |
2,57 |
4,57 |
1,15 |
0,30 |
хА |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
2,97 |
3,25 |
1,55 |
0,10 |
х5 |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
3,98 |
1,82 |
0,14 |
хб |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
0,15 |
0,32 |
xl |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
5,53 |
х8 |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
338
коэффициентов
корреляции и их критерии надежности,
оценивающие
достоверность полученных коэффициентов
корреляции,
приведены в виде корреляционной матрицы
и матрицы критериев
надежности (табл. 11.2 и 11.3).
Анализ полученных результатов показывает, что существует зависимость между выбранными показателем эффективности виброволнового воздействия и геолого-технологическими факторами. При этом также наблюдается существенная корреляция между факторами процесса, т.е. данные обладают свойствами мультиколлинеарности. Это затрудняет проведение анализа и определение коэффициентов корреляционных моделей. Трудно установить, какие факторы влияют наиболее существенно и определить степень этого влияния. В результате регрессионного анализа получена линейная зависимость, прогнозирующая показатель при заданных значениях факторов. Критериями надежности данной модели являются мера идентичности и коэффициент множественной корреляции, характеризующие часть дисперсии показателя, которую описывает данная регрессия, F - отношение, характеризующее меру надежности данного выражения (в сравнении с процентилями распределения Фишера), оценка несмещенности и доверительные интервалы (вычисленные с помощью распределения Стьюдента), характеризующие ошибки предсказания. Числовые значения этих критериев приведены в табл. 11.4.
Наличие большого числа факторов (восемь) при небольшом числе наблюдений (23 скважины) делает необходимым для увеличения надежности прогнозной модели отбрасывание некоторого их числа, однако затруднительно определить влияние этого отсечения методом регрессионного анализа. Это вызвало необходимость следующего этапа моделирования - применения метода главных компонент.
На этом этапе появляется задача замены исходных взаимосвязанных признаков на некоторую совокупность не-
Таблица 11.4 Результаты регрессионного анализа по исходным факторам процесса
И
скомое
уравнение регрессии для показателя у:
у = -0,22+
-0,1612x6+
+0,03x7
Мера идентичности: 0.09 Коэффициент множественной корреляции: 0,30
F-критерий: 0,97
Критерий несмещенности: 0,269
Доверительный интервал (90 %): 0,394 Попадание: 91,304
339
коррелированных параметров. Число этих новых переменных в целях увеличения надежности регрессионной модели желательно уменьшить, но при этом достаточно большая часть информации об изменчивости исследуемого процесса должна быть в них сохранена. Данная задача решается методом главных компонент, который позволяет сжать исходную информацию, описать исследуемый процесс меньшим, по сравнению с исходным набором параметров, числом обобщенных факторов - главных компонент. Эти новые переменные отражают внутренние, объективно существующие закономерности, не поддающиеся непосредственному наблюдению.
В качестве исходной информации для метода используется полученная ранее корреляционная матрица (см. табл. 11.2), применяемая как ступень для дальнейшего анализа исходных признаков. Задача заключается в линейном преобразовании т признаков Х\, Х2, ...,Хт в новый набор случайных величин К\, К2, ..., Кт, что делает их некоррелированными и располагает в порядке убывания их дисперсий. При этом подавляющую долю дисперсии, которая характеризует изменчивость процесса, обычно содержат первые несколько компонент. Выделенные компоненты рассчитываются для исходных объектов, при этом по группируемости объектов - скважин в координатах главных компонент извлекается ценная дополнительная информация, позволяющая классифицировать объекты по заданному признаку. Регрессионная модель, в которой в качестве переменных факторов используются главные компоненты, позволяет устранять отмеченные выше трудности.
В результате проведенного компьютерного анализа было извлечено восемь компонент процесса. Полученная матрица весов переменных - исходных факторов, входящих в главные компоненты, собственные значения главных компонент и вклады компонент в общую дисперсию приведены в табл. 11.5. Первая компонента объясняет 34 % всей дисперсии, вторая - 22 %. Основную долю дисперсии процесса (72 %) описывают три первые главные компоненты. Отметим, что относительно малое число первых главных компонент, накапливающих основную дисперсию процесса, еще раз свидетельствует о сильной коррелированности исходных факторов.
340
Таблица 11.5 Результаты анализа процесса обработок скважин методом
компонент
главных
Показатель |
Главные компоненты процесса обработки ВДХВ нагнетательных скважин |
|||||||
процесса |
к\ |
к2 |
кЗ |
к4 |
к5 |
Кб |
к! |
к8 |
х\ |
-0,419 |
0,427 |
0,584 |
0,292 |
0,379 |
0,207 |
0,173 |
-0,007 |
х2 |
-0,333 |
0,539 |
0,610 |
-0,034 |
-0,414 |
-0,035 |
-0,222 |
0,055 |
хЗ |
0,679 |
0,268 |
0,098 |
-0,540 |
0,308 |
0,210 |
-0,091 |
0,135 |
х4 |
0,725 |
0,098 |
-0,223 |
0,468 |
-0,275 |
0,318 |
0,006 |
0,139 |
х5 |
0,750 |
0,271 |
0,146 |
0,283 |
0,226 |
-0,449 |
-0,021 |
0,097 |
хб |
-0,706 |
-0,566 |
-0,048 |
0,174 |
0,241 |
0,012 |
-0,181 |
0,240 |
xl |
-0,558 |
0,590 |
-0,447 |
-0,169 |
-0,131 |
-0,109 |
0,202 |
0,203 |
х8 |
0,258 |
-0,660 |
0,584 |
-0,174 |
-0,240 |
-0,054 |
0,222 |
0,131 |
|
|
Собственные числа главных компонент |
|
|||||
|
2,712 |
1,732 |
1,337 |
0,766 |
0,669 |
0,406 |
0,211 |
0,166 |
|
|
Вклады компонент в обилую |
дисперсию |
|
||||
|
0,339 |
0,217 |
0,167 |
0,096 |
0,084 |
0,051 |
0,026 |
0,021 |
|
Накопленные доли дисперсий по главным компонентам |
|||||||
|
0,339 |
0,555 |
0,723 |
0,818 |
0,902 |
0,953 |
0,979 |
1,000 |
Анализ матрицы весов главных компонент позволил провести классификацию обобщенных факторов процесса. Так, в первую главную компоненту с наибольшими весами входят коэффициент пластового давления, общая толщина продуктивных интервалов, коэффициент вариации толщин продуктивных интервалов и средневзвешенный коэффициент пористости. Ее можно классифицировать как обобщенную гидро-проводность скважины. Вторая главная компонента с наибольшими весами включает коэффициент депрессии режима виброволновой обработки, число комплексирования с реа-гентными операциями. Ее следует классифицировать как обобщенный фактор виброволнового режима обработки. Третья главная компонента процесса с наибольшими весами включает число комплексирования с физико-химическими мероприятиями и факторы, определяющие "восприимчивость" скважины к проведению физико-химического воздействия, -максимальную приемистость и удельную приемистость скважины на момент перед воздействием. Ее можно классифицировать как обобщенную характеристику физико-химического компонента воздействия.
Каждая главная компонента выражается через исходные факторы процесса в виде
341
ДИ1
где air - элементы матрицы весов главных компонент (см. табл. 11.5); jc, - переменные факторы процесса; Vr - собственные значения главных компонент.
В табл. 11.6 представлены главные компоненты, рассчитанные для набора исходных факторов промысловых объектов.
На основе полученных результатов извлекается ценная информация по "распознаванию" промысловых объектов по признаку эффективности для проведения виброволновых обработок скважин. На рис. 11.1 представлено распределение обработанных нагнетательных скважин девонских и бобриковских пластов в координатах первых главных компонент. Видно, что все скважины весьма отчетливо разделяются на три группы: группу скважин с высоким эффектом (приращение коэффици-
Таблица 11.6
Главные компоненты, рассчитанные по исходным факторам обработки нагнетательных скважин
процесса
Номер сква- |
Главные компоненты по исходным факторам процесса |
|||||||
жины |
к\ |
к2 |
кЗ |
к4 |
к5 |
Кб |
к! |
|
523 |
-4,06 |
-5,58 |
-0,73 |
6,08 |
5,71 |
4,31 |
-13,80 |
34,33 |
3189 |
-2,83 |
-4,40 |
0,25 |
4,23 |
4,18 |
3,02 |
-9,11 |
27,41 |
3086 |
-3,31 |
-5,06 |
0,25 |
6,55 |
4,95 |
5,14 |
-11,06 |
33,73 |
3093 |
-1,98 |
-4,85 |
-1,63 |
7,94 |
3,05 |
6,20 |
-12,69 |
34,45 |
2518 |
-3,87 |
-5,52 |
-0,52 |
4,45 |
4,88 |
2,96 |
-11,75 |
33,27 |
745 |
-1,71 |
-8,48 |
0,54 |
5,54 |
6,22 |
3,12 |
-15,11 |
40,21 |
2122 |
-3,29 |
-5,18 |
-1,03 |
5,11 |
4,71 |
3,99 |
-12,95 |
31,51 |
4428 |
-3,57 |
-6,78 |
0,15 |
4,89 |
5,02 |
2,94 |
-13,04 |
34,05 |
4437 |
-1,20 |
-6,67 |
1,00 |
5,30 |
6,70 |
2,91 |
-12,54 |
34,80 |
134 |
0,34 |
-4,81 |
-1,24 |
10,85 |
-0,53 |
11,48 |
-9,08 |
37,04 |
689 |
-3,28 |
-6,36 |
-0,31 |
7,12 |
5,12 |
5,21 |
-14,35 |
36,32 |
4468 |
-2,67 |
-5,93 |
-0,42 |
6,57 |
3,27 |
5,37 |
-11,31 |
36,12 |
8432 |
-3,30 |
-5,85 |
0,15 |
5,13 |
4,14 |
3,43 |
-10,78 |
33,21 |
7214 |
-4,55 |
-8,06 |
0,91 |
5,35 |
6,07 |
3,16 |
-14,31 |
38,46 |
7267 |
-3,66 |
-7,35 |
0,69 |
5,28 |
4,59 |
3,44 |
-12,34 |
35,30 |
7180 |
-4,74 |
-6,32 |
-0,80 |
5,80 |
6,40 |
3,28 |
-15,65 |
35,83 |
7184 |
-5,62 |
-6,67 |
0,65 |
5,51 |
8,09 |
2,84 |
-13,97 |
36,69 |
7203 |
-4,42 |
-6,87 |
-1,52 |
7,99 |
5,77 |
5,56 |
-17,37 |
41,26 |
7277 |
-1,89 |
-6,77 |
-0,18 |
4,96 |
6,53 |
2,43 |
-14,60 |
35,76 |
7279 |
-1,36 |
-5,66 |
-0,25 |
6,82 |
6,49 |
5,04 |
-14,05 |
35,55 |
7281 |
-1,86 |
-6,44 |
0,14 |
5,10 |
6,75 |
2,77 |
-13,63 |
35,00 |
7301 |
-4,67 |
-6,28 |
0,11 |
4,87 |
6,39 |
2,66 |
-13,38 |
34,14 |
7357 |
-5,03 |
-7,03 |
-0,45 |
5,92 |
6,49 |
3,15 |
-15,24 |
38,50 |
342
ента удельной приемистости АКшр > 0,3), группу скважин со средним эффектом (приращение АКпр от 0,09 до 0,24) и группу скважин с низким эффектом воздействия (АКпр < 0,09).
Данный результат позволяет с достаточной надежностью осуществлять оптимальный выбор скважин для проведения высокоэффективных обработок, а также назначать необходимые режимные операции по требуемой депрессии на пласт и необходимости дополнительных химреагентных воздействий.
Следующим этапом моделирования является регрессионный анализ на основе определенных главных компонент. Полученные результаты представлены в табл. 11.7. Сравнение данных таблицы с соответствующими данными, установленными в результате регрессионного анализа по исходным факторам, показывает увеличение надежности по F-критерию и уменьшение доверительных интервалов, отвечающим одина-
Рис. 11.1. Распределение скважин в координатах главных компонент модели эффективности виброволновых обработок нагнетательных скважин с использованием технологий ВДХВ и BIIB:
1 — группа скважин сильного эффекта обработки (ДАГпр > 0,3); 2 — группа скважин среднего эффекта обработки (АКЩ от 0,09 до 0,24); 3 - группа скважин слабого эффекта обработки (ДАГпр < 0,09)
343
ковым
уровням значимости. Однако наиболее
существенно то, что новое регрессионное
уравнение построено на переменных,
являющихся
некоррелированными обобщенными
геолого-промысловыми параметрами,
которые получены по вкладу в общую
дисперсию и комплексно, в сжатом виде,
описывают особенности рассматриваемого
процесса, что позволяет повышать
надежность и точность прогнозирования.
Для моделирования процесса обработки добывающих скважин, вскрывающих девонские и бобриковские пласты Но-во-Елховского месторождения, было определено 10 переменных - факторов процесса, оказывающих влияние на показатель процесса - приращение удельного дебита после обработки: максимальный дебит по нефти скважины по истории работы, дебит жидкости на момент перед обработкой, обводненность продукции перед виброволновым воздействием, общая толщина продуктивных интервалов, коэффициент вариации толщин продуктивных интервалов, средневзвешенная пористость продуктивного интервала, средневзвешенный коэффициент неф-тенасыщенности продуктивного интервала, коэффициент пластового давления, коэффициент депрессии режима обработки, число комплексирования с физико-химическими мероприятиями.
В табл. 11.8 представлены исходные данные по проведенным на Ново-Елховском месторождении виброволновым
Таблица 11.7 Результаты регрессионного анализа по главным компонентам процесса
И скомое уравнение регрессии для показателя у: у = -0,31+ -0,0068x2+
0,09x3
Мера идентичности: 0,12 Коэффициент множественной корреляции: 0,34
F-критерий: 1,33
Критерий несмещенности: 0,264
Доверительный интервал (90 %): 0,388 Попадание: 91,304
Доверительный интервал (75 %): 0,186 Попадание: 60,870
3 44
Таблица 11.8
