книги из ГПНТБ / Султанов С.А. Контроль за заводнением нефтяных пластов

«вала» соленых погребенных вод, в пласте не формируется радио­ активная оторочка.

Большой резерв повышения эффективности радиогеохимического метода представляет своевременное проведение замеров есте­ ственной радиоактивности. Измерение естественной радиоактивно­ сти необходимо проводить в момент подхода к забоям скважин ра­ диоактивной оторочки пластовых и закачиваемых вод. В условиях Татарии интервал с максимальным значением естественной радио­ активности будет строго соответствовать интервалу заводненных пластов.

10. И С П О Л Ь З О В А Н И Е Р Е З У Л Ь Т А Т О В Р А Д И О М Е Т Р И Ч Е С К И Х И С С Л Е Д О В А Н И Й С К В А Ж И Н для К О Н Т Р О Л Я

З А П Е Р Е М Е Щ Е Н И Е М В О Д О Н Е Ф Т Я Н О Г О К О Н Т А К Т А И К О Н Т У Р О В Н Е Ф Т Е Н О С Н О С Т И

В эксплуатационных скважинах аномалии, получаемые на диа­ граммах радиометрии, могут быть обусловлены не только естест­ венным положением наступающей подошвенной воды, но и другими факторами, возникающими в процессе эксплуатации скважин, на­ пример, подтягиванием конуса воды, прорывом вод из верхних или нижних водоносных горизонтов и т. п. Поэтому, прежде чем исполь­ зовать данные радиометрических исследований, необходимо твердо установить, что аномалии соответствуют положению водонефтяного контакта в пласте. Это может быть подтверждено следующим об­ разом:

1)результатами безводной эксплуатации скважины с перфора­ цией интервала колонны, расположенного выше водонефтяного кон­ такта, определенного методами радиометрии;

2)сведениями о положении ВНК, полученными по данным бо­ кового электрического зондирования во вновь пробуренных сосед­ них скважинах;

3)материалами геолого-промыслового анализа общего харак­ тера перемещения подошвенной воды во времени с использованием

данных геофизики и степени обводненности исследуемого пласта в целом.

Первый способ наиболее прост. Однако несовершенство сущест­ вующих методов капитального ремонта скважин часто приводит к неудачной изоляции подошвенной воды. Иногда капитальный ре­ монт скважин проводится с большим опозданием, достигающим 2— 3 мес после определения водонефтяного контакта. Поэтому посту­ пление воды сразу же после капитального ремонта не всегда ука­ зывает на недостоверность данных радиометрии. Второй способ менее доступен, так как вокруг эксплуатационных скважин пло­ щадь обычно разбурена. Кроме того, в зависимости от степени не­ равномерности движения подошвенной воды положение ВНК по соседним скважинам может различаться иногда на несколько мет­ ров (см. гл. X). Наиболее надежным, хотя и весьма сложным

91

способом, является геолого-промысловый анализ характера движе­ ния подошвенной воды по пласту в целом [136, 137, 143, 145, 168].

Особенно важным при интерпретации данных радиометрии сква­ жин по определению водонефтяного контакта является тщательное изучение возможности образования в эксплуатационных скважинах исследуемого месторождения конуса обводнения. Действительно при небольшом радиусе исследования радиометрических методов (20—40 см) образование конусов обводнения должно резко сни­ жать точность получаемых сведений о естественном положении раздела нефть—вода. Это исключает использование радиометри­ ческих методов в случае образования значительных конусов. Ги­ потетическая схема образования конусов обводнения приведена на. рис. 37. При наличии конусов обводнения в скв. 1, 2 и 3 будет опре-

1 — интервал перфорации.

деляться не истинное положение водонефтяного контакта по линии В—В, а вершины конусов Ки Кг и Кз, что приведет к ошибочному представлению о положении контакта (линии (Ві—ß i) .

Подобная интерпретация данных радиометрии приведет к сле­ дующему:

1)при изоляции подошвенной воды к закрытию значительной нефтенасыщенной части пласта;

2)при установлении режимов закачки и отбора жидкости на отдельных участках залежи к ошибочным заключениям;

3)при подсчете остаточных запасов и коэффициента нефтеот­ дачи к уменьшению их значений.

Поэтому возможность использования радиометрических мето­ дов для определения водонефтяного контакта при образовании ко­ нусов обводнения должна явиться предметом специальных иссле­ дований. Наличие конусов обводнения может быть установлено следующим образом:

1)анализом наблюдающихся темпов обводнения скважин и со­ поставлением материалов анализа с расчетными данными;

2)сопоставлением радиометрических определений водонефтя­ ного контакта в эксплуатационных скважинах, в которых предпо­

92

лагается образование конуса обводнения, с материалами электро­ метрии по соседним, вновь пробуренным скважинам, где конус об­ воднения отсутствует;

3) анализом процесса эксплуатации отдельных скважин, в част­ ности по исследованию содержания воды, отбираемой из скважин, в зависимости от общего дебита и длительности перерыва в экс­ плуатации.

В однородном коллекторе образование конуса воды и полное обводнение скважин по данным гидродинамических расчетов дол­ жно происходить весьма интенсивно [168]. Однако в практике раз­ работки ряда месторождений платформенного типа, где имеется большое число скважин, пробуренных на водонефтяной части за­ лежи, это не наблюдается. Отсутствие значительных конусов об­ воднения также подтверждается сопоставлением большого числа определений контакта нефть—вода в эксплуатационных скважинах по данным радиометрии с материалами электрометрии по соседним, вновь пробуренным скважинам.

Дополнительные сведения об образовании конусов обводнения в эксплуатационных скважинах дает детальный анализ эксплуата­ ции отдельных скважин. При наличии значительных конусов об­ воднения содержание воды в жидкости, отбираемой из скважины, при уменьшении ее дебита и в случаях длительного простоя сква­ жины должно уменьшаться. Кроме того, скорость подъема водо­ нефтяного контакта, определяемая по данным радиометрии, при наличии в скважине конуса обводнения должна отличаться от ско­ рости подъема, установленной на изучаемом участке месторожде­ ния по совокупности электрометрических исследований.

Подобный анализ, выполненный для месторождений ВолгоУральской нефтеносной провинции, показал, что из-за наличия в пласте тонких непроницаемых или плохопроницаемых пропласт­ ков, затрудняющих поднятие подошвенной воды, образования зна­

могут образоваться, и на это следует обратить серьезное вни­ мание.

Наиболее успешно вопросы контроля за процессами заводнения нефтяных пластов стали решаться в последние годы с развитием и широким внедрением в нефтяную промышленность методов ядерной геофизики. Возможность многократных определений водонеф­ тяного контакта методами радиометрии в одних и тех же эксплуа­ тационных скважинах позволяет следить за изменением положе­ ния водонефтяного контакта по всему месторождению, выяснять направление и скорость движения жидкости в пласте. Изучение скоростей и других особенностей перемещения водонефтяного кон­ такта дает возможность установить достоверную картину продви­ жения контуров нефтеносности, а также прогноз темпов и харак­ тера заводнения пластов.

93

Результаты определения ВНК методами радиометрии в эксплуа­ тационных скважинах могут быть использованы для изучения та­ кого важного вопроса, как характер обводнения скважин в зави­ симости от расстояния нижних отверстий интервала перфорации до водонефтяного контакта [49, 158]. Широко используются дан­ ные радиометрических методов при подземных ремонтах по изо­ ляции обводненных пластов и др.

В настоящее время научно обоснованная разработка нефтяных месторождений без контроля за процессами заводнения нефтяных пластов немыслима. Ядерные методы геофизики в комплексе с гео­ лого-промысловыми данными позволяют устанавливать важнейшие особенности процесса заводнения нефтяных залежей, степень выра­ ботки отдельных пластов, выявлять участки залежи, не подвергаю­ щиеся заводнению, определять выработанный (заводненный) объем залежи, текущие промышленные запасы и др. Ядерно-геофнзичес- кие методы дают возможность оценить важнейший показатель раз­ работки нефтяных месторождений коэффициент нефтеотдачи заводненной части залежи. Все это позволяет своевременно и ра­ зумно управлять процессами разработки нефтяных месторожде­ ний.

Результаты использования радиометрических исследований по контролю за разработкой скважин на примере нефтяных месторож­ дений Татарии изложены в работах [84, 115, 143]. Путем длитель­ ного изучения процесса движения водонефтяного контакта и контуров нефтеносности в реальных условиях разработки месторож­ дений платформенного типа с применением законтурного и внутриконтурного заводнений установлены формы и характерные осо­ бенности этого движения по данным радиометрических исследова­ ний скважин. Выявлены причины, обусловливающие ту или иную форму водонефтяного контакта и степень влияния их на текеущий коэффициент нефтеотдачи пластов и на другие процессы эксплуа­ тации залежей. На примере изучения движения водонефтяного контакта, контуров нефтеносности и разработки водонефтяной зоны пласта Ді Бавлинского и горизонта Ді Ромашкинского месторож­ дений показана возможность размещения дополнительных резерв­ ных эксплуатационных скважин, предусматриваемых в современ­ ных проектах разработки нефтяных месторождений.

На основе изучения процесса заводнения пластов решаются во­ просы эффективного контроля, регулирования и дальнейшего со­ вершенствования систем работы нефтяных месторождений. Так, на Ромашкинском месторождении было осуществлено опережаю­ щее заводнение пластов по принципу «снизу вверх», проведено дополнительное «разрезание» площадей нагнетательными скважи­ нами по установленным зонам опережающего движения контуров нефтеносности, дополнительное бурение эксплуатационных сква­ жин на участках отставания водонефтяного контакта, очаговое за­ воднение и др.

94

11. О Ц Е Н К А Э Ф Ф Е К Т И В Н О С Т И П Р О М Ы С Л О В О ­ Г Е О Ф И З И Ч Е С К И Х И С С Л Е Д О В А Н И Й Д Л Я К О Н Т Р О Л Я З А П Р О Ц Е С С О М З А В О Д Н Е Н И Я Н Е Ф Т Я Н Ы Х П Л А С Т О В 1

В настоящее время в эксплуатационных и нагнетательных сква­ жинах крупных нефтяных месторождений проводится большой объем промыслово-геофизических исследований с целью контроля за процессом заводнения нефтяных пластов. Оценка эффективности этих исследований — задача весьма трудная. В существующей практике при попытке решения этой проблемы понятие эффектив­ ности необоснованно подменяется понятием результативности про­ мыслово-геофизических исследований. При этом, под результатив­ ностью Р понимается отношение числа исследований с однознач­ ным заключением а к сумме исследований с неоднозначным заклю­ чением б и безрезультативных в

Параметр Р очевидно отражает геолого-промысловую результа­ тивность геофизических исследований, когда при интерпретации используется весь комплекс исследований, проведенных в сква­ жине, даже если эти исследования выполнялись в разное время. Однако параметр Р не дает никакого представления об эффектив­ ности, целесообразности и рентабельности контроля за разработ­ кой промыслово-геофизическими методами. Эффективность иссле­ дований может быть правильно оценена только на экономической основе.

В оценке эффективности промыслово-геофизических исследова­ ний имеются объективные специфические трудности. Сложность обусловлена тем, что сама «продукция» исследований носит не ма­ териальный, а информативный характер. Особенностью этой «про­ дукции» является и ее двойственность. С одной стороны, геофизи­ ческие работы по своей организационной структуре и формам их ведения носят производственный характер. Поэтому для них пока­ затели себестоимости, производительности труда и рентабельности являются общепринятыми. С другой стороны, по характеру полу­ чаемых результатов эти работы относятся к исследовательской ка­ тегории. Они имеют потенциальную ценность, т. е. создают предпо­ сылки для успешного проведения последующих работ по уменьше­ нию издержек на прирост добычи нефти [83].

Определение ценности промыслово-геофизической «продукции» затрудняется еще и тем, что нелегко оценить все возможные направления ее использования, дающие экономический эффект. Потенциальная ценность геофизической информации не всегда может быть реализована. Однако несмотря на затраченный труд, если информация не использована, то ее ценность равна нулю.

1 Р азд ел написан совм естно с Г . И . Б ад аловы м .

95

Следовательно, ценность геофизической информации отражает ее потребительские качества и характеризуется экономическим эффек­ том, полученным от реализации мероприятий, основанных на знании этой информации. Объему же информации, определяемому затра­ тами общественно необходимого труда, соответствует понятие стои­ мости. В сравнении стоимости получения информации и ее потре­ бительной стоимости заключается сущность оценки экономической эффективности геофизических исследований.

При использовании геофизических методов контроля разра­ ботки нефтяных месторождений стоимость геофизической инфор­ мации может определяться затратами на проведение всего объема геофизических исследований в действующих эксплуатационных и нагнетательных скважинах. При этом следует иметь в виду, что все затраты как на геофизические, так и на промысловые иссле­ дования, а также на подземные операции и ремонтные работы в действующих скважинах относятся к категории текущих затрат, так как они не создают новых капитальных фондов.

Потребительная стоимость геофизической информации может определяться по следующим данным.

1.Дополнительная продукция, полученная в эксплуатационных скважинах на основании результатов геофизических исследований.

2.Предотвращение или уменьшение непроизводительных зат­ рат на:

а) капитальный ремонт обводненных эксплуатационных сква­ жин без точного определения источника обводнения;

б) бесполезную закачку воды по каналам затрубной циркуля­ ции в нагнетательных скважинах.

3.Сопоставление стоимостей получения одной и той же инфор­ мации геофизическими и промысловыми методами.

Вкачестве показателя эффективности геофизических исследо­ ваний может быть принят параметр удельной эффективности зат­ рат на геофизические исследования

где Э — прибыль нефтедобывающего предприятия от применения геофизических исследований; С — затраты на эти исследования.

Величина прибыли в рублях

где В — дополнительная продукция в денежном выражении. Важными экономическими показателями являются срок оку­

паемости затрат (в годах)

и коэффициент эффективности этих затрат

£=1/*ок. (46)

96

Геофизические исследования с целью контроля за разработкой нефтяных месторождений являются рентабельными, если / Эф > 1 . Зная величину параметра / Эф для данного месторождения или пло­ щади, можно определить минимальный критерий рентабельной ре­ зультативности [83] геофизических исследований в процентах

Рассмотрим пример определения эффективности промыслово­ геофизических исследований по контролю разработки ВосточноСулеевской площади Ромашкинского нефтяного месторождения. В эксплуатационных и нагнетательных скважинах этой площади за десять лет исследования проводились 992 раза с целью решения следующих задач контроля разработки: 1) определения подъема ВНК в пластах; 2) выявления обводнения нефтяных пластов без начального ВНК пластовыми и нагнетательными водами; 3) уточ­ нения характера насыщения отдельных пластов-коллекторов; 4) оп­ ределения затрубного движения воды как в эксплуатационных, так и в нагнетательных скважинах; 5) уточнения эффективной мощности отдельных продуктивных пластов; 6) определения уров­ ней вода—нефть и нефть—газ в стволе скважины. Выполнялись также температурные исследования.

Экономическая эффективность определена не по всем геолого­ промысловым результатам, полученным на основании геофизичес­ ких исследований. Проведен расчет минимальной эффективности исследований.

1. По результатам нейтронных исследований в 57 скважинах выявлены и вскрыты дополнительные нефтеносные пласты, из ко­ торых получено 687 171 т нефти. Доход предприятия от этой про­ дукции в денежном выражении составил 5 569 254 руб. Затраты на получение дополнительного продукта равны 269293 руб. Здесь учтены затраты на геофизические исследования, подземные работы в скважинах, перфорацию, промысловую подготовку нефти, внут­ рипромысловую перекачку, поддержание пластового давления, а также издержки простоя скважин при освоении новых пластов. Прибыль по этим результатам составляет: 5569 254 — 269 293 =

=5 299 961 руб.

2.В 45 эксплуатационных скважинах определено обводнение нефти за счет поступления воды по каналам затрубной циркуля­ ции от нижележащих водоносных пластов. Прибыль здесь рассчи­ тывается по сопоставлению затрат на получение информации о за­ трубной циркуляции геофизическими и промысловыми методами. Этот метод расчета следует считать правомерным, так как в су­ ществующей практике исследования по определению затрубной циркуляции силами бригад капитального ремонта скважин прово­ дятся примерно в таком "же объеме, как и геофизическими мето­ дами. В нашем примере на получение информации о затрубной движении воды промысловыми методами пришлось бы затратить7

198 900 руб. Затраты на геофизические исследования и подземные работы по подготовке скважины составили 82 778 руб. Тогда эконо­ мия равна 198 900 — 82 778=116 122 руб. Здесь учтена и экономия за счет уменьшения времени простоя скважин при применении геофизических методов.

3. Нейтронными методами в 40 скважинах определены подъем ВНК в пласте. На исследования и подготовку скважин затрачено

4. С целью выявления интервалов нефтяных пластов, обвод­ ненных в процессе разработки пластовыми водами, нейтронными методами исследованы 30 скважин. В шести из них исследования оказались результативными, по ним и проводится расчет экономи­ ческой эффективности. Ремонтными работами интервалы обводне­ ния изолированы, скважины стали давать безводную нефть. Предо­ твращены непроизводительные затраты на обезвоживание нефти, равные 73 000 руб. Затраты на геофизические исследования 30 сква­

Таким образом, исследования по выявлению интервалов обводне­ ния перфорированных нефтяных пластов оказались убыточными на 15 600 руб.

Геофизическими методами исследовано 69 нагнетательных сква­ жин. В 28 из них установлено затрубное движение воды от нижнего интервала перфорации к нижележащему водоносному пласту. До исследований и ремонта скважин по затрубному пространству было бесполезно закачано 3,8 млн. м3 воды. Непроизводительные затраты составили 961 540 руб. На геофизические исследования этих скважин израсходовано 78 640 руб., на дополнительные иссле­

воды по затрубному пространству нагнетательных скважин соста­ вила 961 540 — 209 970 = 751 570 руб.

6. На рассматриваемой площади кроме указанных выше про­ ведены еще 118 безрезультатных геофизических исследований по решению различных геолого-промысловых задач разработок. На них затрачено 76 950 руб.

На основании результатов затрат и дохода по шести пунктам настоящего примера расчета следует определить эффективность промыслово-геофизических методов'контроля разработки.

Общая величина дохода нефтедобывающего предприятия, полу­ ченная на основании реализации геофизической информации, со­ ставила 6945700 руб. Общая сумма всех затрат на геофизические исследования и промысловые работы, связанные с этими исследова­ ниями, равна 1 480 200 руб. Затраты только на геофизические

98

6 945 700 — 1 480 200 = 5 465 500 руб.

Удельная эффективность затрат на геофизические исследования и работы, связанные с этими исследованиями, согласно формуле (43)

/ Эф= 5 465 500 : 1 480200=3,7.

Следовательно, на 1 руб. затрат получается экономия 3,7 руб. Срок окупаемости затрат

^ок= 1 480 200 : 6 945 700=0,2 года.

Коэффициент эффективности этих затрат

Е — 1 : 0 ,2 = 5 .

Минимальная результативность геофизических исследований, необходимая для обеспечения их рентабельности Ршіп = 27%.

Эффективность промыслово-геофизических исследований по кон­ тролю разработки других площадей и месторождений находится примерно на таком же уровне. Следовательно, геофизические ме­ тоды контроля разработки нефтяных месторождений высокоэффек­ тивны. Объем этих исследований необходимо увеличить.

7*

Как установлено многочисленными экспериментальными и про­ мысловыми исследованиями, закачиваемая в нагнетательные сква­ жины пресная вода в процессе перемещения по пласту осолоняется за счет хлоридов, содержащихся в пластовых и реликтовых водах. В условиях разработки залежей с применением внутриконтурного заводнения, если вода закачивается в полностью нефте­ носные пласты, осолонение ее происходит только за счет хлоридов пород-коллекторов. Поэтому нефть вытесняется фронтом минера­ лизованной воды. Однако зона осолоненной воды невелика. В усло­ виях, например, Ромашкинского месторождения «вал» этой воды составляет около 200—300 м. В зоне перемещения осолоненной воды ВНК по скважинам определяется обычными методами радио­ метрии, а во вновь пробуренных эксплуатационных скважинах — по электрометрии. На поздней стадии разработки нефтяных место­ рождений основная масса скважин начинает обводняться пресной закачиваемой водой. Если появление минерализованной воды не всегда является результатом перемещения в пласте воды и подъ­ ема ВНК, то поступление , в скважину пресной воды неоспоримо свидетельствует о подходе фронта закачиваемой воды.

Обводнение скважин пресной водой прежде всего устанавли­ вается по плотности или химическому составу отбираемой воды, существенно отличающихся от пластовой. Ясно, что интервалы обводнения продуктивного пласта таким образом устанавливать невозможно. При благоприятных условиях заводнение пласта прес­ ной водой можно изучать по радиогеохимическому методу, а во вновь пробуренных на этих участках скважинах — по характеру искажения диаграмм СП.

Следует указать на значительные возможности определения заводнения нефтенасыщенных пластов закачиваемой пресной водой способом временных замеров импульсными нейтронными методами. При регулярных исследованиях скважин удается уловить момент появления «вала» осолоненной воды и зарегистрировать замещение этого «вала» пресной водой. Заводнение пласта осолоненным «ва­

100