Fursov_A.Ya_._Novye_napravleniya_v_modelirovanii_gazoneftyanyh_zalezhey

11еретоков необходимо учитьшать неоднородность среды и раз­

мер углов, характери:Jующих озаимное положение контактов и

слоев.

Влияние наклона слоев по отношению к газажидкостным

контактам может выраж;:tться не только в увеличении риск;:t

преждевременных прорывов газа и воды к забоям эксплу;:tтауи­

онных скважин, в увеличении риска перетоков нефти в газовую

шапку и подошвенную воду, но и в сниж:ении эффективности воз­

действия.

При наклоне слоев в однородной среде происходит потеря осевой вертикалi,ной симметрии в распределении свойств пород по отношению к распределению флюидов. Аля компенсауии асим­

метрии необходимо организовать асимметричное воздействие,

если используется симметричная расстановка скважин, и наобо­

рот.

Иная ситуауия возникает в расчлененном пласте, так как здесь бывают ситу:сщии, когда компенсировать асимметрию в рас­ пределении потоков флюидов невозможно из-за наличия непро­ ниуаемых слоев сильноглинистых пород. В этих случаях возник;:t­

ет необходимость воздействия как <Iерез газовую шапку и нефтя­

ную часть пласта, так и через подошвенную воду.

Рассмотрим несколько простых примеров работы девяти­

точечного элемента разработки в расчлененном однородном ани­

:ютропном пласте.

При конформном залегании слоев по отношению к контак­

там воздействие от :шкачки передается по напластованию пород

по всей толщине оторо'IКИ симметрично во все стороны. Эффек­ тивность воздействия максимальная. Однако достатоqно повер­

нуть схему напластов;:tния пород на некоторый угол по отноше­

нию к контактам (рис. 3,а), как от воздействия уентральной на­ гнетательной сква)кины отсекается часть толщины нефтяной ото­

рочки в шести сква)кинах. Эффективность воздействия снижает­

ся, так как часть энергии тратится на персмещение нефти в газо­

вую шапку и подошвенную воду, а распределение воздействия по

площади становится асимметричным. На рис.3,6 показан слу<IаЙ,

когда воздействие на все сква)кины, расположенные вкрест про-

10

стирания пород, отсутствует. Воздействие на эти скважины мо­

жет персдаваться непосредственно только от нагнетате-!1-ьных

скважин, расположенных n соседних 9-точечных элементах, а так­

же опосредоnанно - через газовую шапку и подошвенную nоду.

Эффективность воздействия - минимальная, так как полез­ ная работа совершается только в направлении двух скважин, рас­

положенных на линии простиранил пород от IJентральной нагне­

тательной скважины. Значительная часть энергии закачки тра­

тится на персмещение запасов нефти в виде перетоков в газовую

шапку и подошвенную воду.

Несмотря на всю условность этих схем, их рассмотрение пред­

ставляет интерес в принципиальном плане, так как позволяет в

сконцентрированном виде вылвить основные негативные явле­

ния, происходящие при разработке ГНЗ, и предложить геотехно­

логическую классификацию блоков нефтяной оторочки и запасов нефти, учитывающую эти явления.

Блок нефтяной оторочки с определенной на нем схемой рас­ становки сквюкин будем называть геотехнологическим блоком.

Классификация запасов нефти по степени их контактнести с газом и подошвенной водой использует в качестве объекта разрез скважины. В кмксификаiJИИ запасов, учитывающей как конуса­

образование, так и латеральные перетоки, объектом выступают блок залежи и его разрезы.

Существует два класса блоков, строение которых принiJИ­

пиально отличается друг от друга наличием или отсутствием сло­

ев, секущих нефтяную оторочку.

Блоки пород, в которых можно выделить слои, секущие не­

фтяную оторочку, но не выходящие в газовую шапку и подошвен­

ную воду в граниiJах блока, относятся к первому классу блоков, а

те блоки, в которых присутствуют слои, выходящие в газовую

шапку и подошвенную воду, образуют второй класс.

Слои, секущие нефтяную оторочку, но не вых~длщие за ее

пределы в граниiJах блока, будем в дальнейшем называть слоями,

связанными внутри нефтяной оторочки, а слои, выходящие за ее

пределы в сторону газовой шапки и подошвенной воды, - слоями,

12

связанными с газоnой шапкой и подошвенной водой (рис. 4). Выше

этих слоев по разрезу залегают слои нефтяной оторочки, связан­ ные только с газоnой шапкой, а снизу подстилают слои, связанные

только с подошвенной водой.

Несколько условно в первом классе блоков можно выделить

блоки, в которых углом наклона слоев по отношению к контак­

там можно пренебречь, потому что слои, связанные нефтяной

оторочкой, занимают практически весь объем оторочки (I тип). Остальные блоки, в I<оторых присутстnуют слои, связанные не­ фтяной оторочкой, относятся к типу Il.

При увеличении наклона слоев доля связанных нефтяной оторочкой слоев падает до нуля и во втором классе блоков появ­ ляются слои, пересекающие оторочку со стороны как ГНК, так и

ВНК (III тип). При дальнейшем росте угла наклона слоев верти­

кальная толщина слоев, связанных с газовой шапкой и подошвен­

ной водой, становится настолы<о большой, что в пределах блока

становится возможным выделить зону, разрез которой будет пред­

стаnлен только этими слоями (IV тип).

В качестве объекта классификаqии можно использовать не только блоки, но и разрезы (сечения) геотехнологических блоков. Классификаqия разрезов (сечений) идентична классификаqии бло­

ков.

Имеет смысл отметить, что состаn и толщины связанных сло­

ев в различных сечениях блока будут разными, так как зависят от длины и направления сечения. Любой блок включает в себя раз­ резы, начиная с 1типа и коН'Iая типом, к которому принадлежит

этот блок. Так, блок IV типа, будучи рассечен по линии простира­

ния пород, дает 1тип разреза, в котором нет слоев, пересекаю­ щих контакты. В сечении блока nкрест простирания имеем IV тип

разреза.

Следовательно, рассматривая блок как упорядоченное мно­ жество разрезов (сечений), мы можем вести описание блока в терминах классификаqии блоков и классификаqии разрезов од­

новременно.

В колонке а на рис. 4 предстаnлена классификаqия геотехно-

13

логических блоков и система слоев, выделяемых в этих блоках. В

колонке б показаны слои, выделенные в разрезе между двумя сква­

жинами, которые расположены по линии падения пород. В ко­

лонке 8 дано описание блока через азимутальную диаграмму, ко­

торая показьшает, как изменяются состав и толщины слоев раз­

личного вида, выделенные в нагнетательной скважине в сечениях

блока, которые проходят через эту скважину. Азимутальная ди­

аграмма дает качественное представление о реакции нефтяной

оторочки на принятую схему воздействия.

Запасы геотехнологического блока, находящиеся под воздей­

ствием от закачки вытесняющего агента, имеет смысл разделить

на две большие категории:

-способные формировать перетоки при приложении воздей­

ствия;

-не способные формировать перетоки.

В свою очередь первая категория запасов распадается на три вида, способные формировать перетоки:

-вертикальные;

-латеральные;

-и вертикальные, и латеральные.

И, наконеч, в каждом виде запасы различаются направлени­

ем смещения нефти - в газовую шапку и/или в подошвенную воду. Запасы, способные формировать латеральные перетоки, со­ гласно принятой классификации слоев, расположены в связанных

с газовой шапкой и/или подошвенной водой толщинах нефтяной

оторочки.

Так, например, для блока нефтяной оторочки, разрез кото­ рой представлен н~расчлененной толщей коллектора, все запасы относятся к категории запасов, из которых формируются пере­

токи. Если слои коллектора в таком разрезе наклонены по отноше­

нию к контактам, то из разреза такой оторочки будут формировать­

ся вертикальные и латеральные перетоки - одновременно в газо­

вую шапку и подошвенную воду.

В геотехнолоrических блоках, представленных на рис. 4, в

16

Структура запасов по линиям падения-восстания н nростирания слоев

однородном анизотропном пласте объем перетоков нефти в газо­

вую шапку и подошвенную воду будет достигать наибольших зна­

чений по направлениям восстания и падения пород и иметь наи­

меньшие значения по линии простирания пород. Реальный объем

перетоков при этом может изменяться в широких пределах. Со­ ответственно значения КИН будут постепенно изменяться от

максимума по направлениям восстания и падения пород до ми­

нимума по линии простирания. В сильно несднородном расчле­ ненном пласте эта зависимость будет искажаться как в ка"lествен­

ном, так и в количественном плане.

В соответствии с вышеизложенным становится возможным

оченить структуру запасов нефтяной оторочки по перетокам не­

фти по основным направлениям: линии падения - восстания по­

род и линии простирания.

В табличе представлена структура запасов для Лянторского газанефтяного месторождения. Структура характеризует типич­ ный геотехнологический блок, средний по своим показателям, и

17

показьшает распределение запасов, способных формировать пе­

ретоки разного вида по двум основным направлениям - по лини­

ям rшдения-восстания и простирания пород.

Аянторское месторождение введено в эксплуатацию в 1978 г. На месторождении реализована площадная 9-точечная обращен­ ная система разработки. Скважины размещены по cen<e 400 х 400 м. Способ эксплуатачии скважин фонтанный, механизированный.

Разработка Лянторского месторождения характеризуется зна­ чительным отбором газа и высоким темпом обводнения продук-

1JИИ.

Из представленных результатов следует, что объём запасов, способных формировать перетоки по линии падения-восстания

слоев, в 2,5 р;1за болi,ше, чем по линии простирания. Отсюда вид­

но, насколько nажной является задача перенаправления пото­

ков флюидов с линии падения-восстания слоев на линию прости­

рания для уменьшения реального объёма перетоков.

Основной челью изложенных выше материалов было стрем­

ление наказать теоретическую возможность влияния малых уг­

лов наклона слоев по отношению к контактам на поюватели раз­

работки. Аанные, приведеиные ниже, показьшают на примере

Лянторского месторождения не только возможность, но и нали­

чие связей между геологическими характеристиками ГНЗ и про­

мыеловыми данными.

Все добывающие скважины на ГНЗ могут быть разбиты на

четыре группы:

работающие без прорывоn подошвенной воды;

работа которых осложнена вертикальными и латеральны­

ми прорывами;

n которых проявляются только вертикальные прорывы

воды;

с латеральным прорьшом.

Однако далеко не все скважины из этих четырех групп могут быть безошибочно идентифичированы, так как реальный объем

18

прорьнюn зависит не только от геологического строения р:врез:1

скnюкин, но и от rеолоrо-промыслоnой обстановки IJ ]ХlЙоне этой скважины, ее технического состояния. При идентификации скп:-~­

жин по типам прорьшоn неизбежно Iюзникают ошибки, которые

приводят к "размазыванию" корреляционных связей мсж.ду ;шали­

зируемыми характеристиками.

На рис. 5, а и б показаны зависимости, построенные но скr~:l­

жин::tм, n которых nероятносп, nертикалJ,ных прорьшов ноло­

шnенной nоды имеет минимальное значение, так к:-~к толщина

экранирующего неколлектор::t н;:~ уровне ВНК в этих скштжинах

преnышает 2 м.

На этих же заnисимастях выделены скважины, nсроятностi,

латеральных прорьшоn n которых имеет максимальнос :шачение,

так как нижняя часть интерnала перфора!JИИ в этих сква1кинах

располагается n пределах, сnязанных с подошвенной nолой n тол­

щинах нефтяной оторочки. Для скnаж:ин с высокой вероятнос­ тью латеральных прорывоn подошвенной nоды наблюдаются обычные корреляiJионные зависимости, хотя и слабые из-за того,

что не nce влияющие на заnисимасть факторы можно убрать бс:~

риска оказаться n ситуаiJИИ, когда коли•1естnо данных окюкется

недостаточным для анализа влияния геологической характерис­ тики на промыслоnые показатели. При уменьшении вероятности

латеральных прорьшоn разброс данных уnсличиnается. Записю..ю­

сти приобретают nид сектора.

Зависимости, построенныепоnсем скважинам (рис. 5, !3 и;),

демонстрируют еще больший р;:~зброс данных - границы секто­

раn расширяются, однако характер заnисимости при этом не ис­

кажается.

Последнее обстоятельство позnоллет использоnать подоб­ ные заnисимости для подтnерждения существоnания связей меж­ ду геологическими характеристиками ГНЗ и промыслоnыми дан­ ными даже n тех случаях, когда идентификауия доминирующего nида прорьша становится nесьма непростым делом. Примером

19