Проектирование разработки месторождений углеводородного сырья. Лекция 9

1.

Проектирование
разработки
месторождений
углеводородного сырья
(лекция 9)

2.

• Характеристики вытеснения

3.

Вопросы
прогнозирования
уровней добычи нефти из скважин и
оценки возможности извлечения
нефти представляли интерес и в XX
веке и в конце XIX века. В первых
публикациях, посвященных этому
вопросу,
приводится
принцип
падения уровней отбора нефти из
скважины на постоянную величину в
процентном отношении от добычи
нефти за предыдущий период.

4.

В 1955 ГОДУ Г.Т.БУДОВЫМ (РАБОТНИК ГОСПЛАНА)
БЫЛА ИЗДАНА МЕТОДИКА ПЛАНИРОВАНИЯ УРОВНЕЙ ДОБЫЧИ
НЕФТИ,
КОТОРАЯ
В
ОБЩЕРАСПРОСТРАНЕННОЕ
ДАЛЬНЕЙШЕМ
ПОЛУЧИЛА
НАЗВАНИЕ
МЕТОДИКА
–
ГОСПЛАНА. РАСЧЕТ УРОВНЕЙ ДОБЫЧИ НЕФТИ ПО ЭТОЙ
МЕТОДИКЕ
ВЕДЕТСЯ
ПО
ПЕРЕХОДЯЩИМ
И
НОВЫМ
СКВАЖИНАМ. ПО ПЕРЕХОДЯЩИМ СКВАЖИНАМ ДИНАМИКА
ДОБЫЧИ
НЕФТИ
ПОДСЧИТЫВАЕТСЯ
ПО
ПРОЦЕНТУ
ИЗМЕНЕНИЯ (ПАДЕНИЯ) ДОБЫЧИ. ДОБЫЧА НЕФТИ ИЗ НОВЫХ
СКВАЖИН
РАССЧИТЫВАЕТСЯ
ДЕБИТА
СКВАЖИН
И
ИСХОДЯ
ВРЕМЕНИ
ИЗ
ОЖИДАЕМОГО
РАБОТЫ.
ПРОЦЕНТ
ИЗМЕНЕНИЯ ДОБЫЧИ НЕФТИ В ЭТОЙ МЕТОДИКЕ ЯВЛЯЕТСЯ
НЕ ПОСТОЯННОЙ ВЕЛИЧИНОЙ, А МОЖЕТ ИЗМЕНЯТЬСЯ В
ЗАВИСИМОСТИ
НЕФТИ.
ОТ
ИЗМЕНЕНИЯ
ТЕХНОЛОГИИ
ДОБЫЧИ

5.

В дальнейшем, с началом широкого
внедрения
заводнения
нефтяных
месторождений, появились методы прогноза
добычи нефти, основанные на использовании
зависимости добычи нефти от отборов
жидкости, воды, обводненности, дебитов
скважин по жидкости, объемов закачки воды.

6.

Под характеристикой вытеснения понимается двумерная
зависимость, характеризующая динамику показателей разработки.
В технической литературе часто под характеристиками вытеснения
называют статистические методы, хотя ничего общего со статистикой
нет. Нет выборки случайных величин, соответственно нет дисперсии и
других
характеристик
вытеснения
называют
мат
статистики.
корреляционными
Иногда
характеристики
зависимостями
или
эмпирическими зависимостями. Это также не верно, так как
корреляционная связь наблюдается при анализе какой то величины по
многим данным, например при разработке многих месторождений.
Эмпирические
же
зависимости
наблюдений, эмпирическим путем.
получаются
по
результатам

7.

Это может быть добыча нефти, воды,
жидкости или закачка (накопленная или
текущая),
дебиты
нефти,
жидкости,
приемистости, обводненность. Эти параметры
характеризуют относительное время, время
выработки запасов нефти, которое не связано с
абсолютным временем. Относительное время не
зависит от даты открытия месторождения,
возможными остановками в эксплуатации
месторождения.
Такие
характеристики
вытеснения применимы для режима вытеснения
нефти водой.

8.

Цели использование характеристик
вытеснения:
– оценка извлекаемых запасов нефти при
неизменной системе разработки
– оценка технологической эффективности от
проведенных геолого-технических
мероприятий
– расчет технологических показателей
разработки

9.

Если
в
зависимости
содержится
параметр суточный – дебит нефти, жидкости
или обводненность, то принято считать что
это дифференциальная зависимость. Если
только накопленные параметры, то –
интегральная зависимость. Накопленный
параметр
можно
перевести
в
дифференциальные, а дифференциальные в
накопленные путем интегрирования.

10.

• Л.С. Лейбензоном в 1959 году предложено
кривую падения добычи нефти описывать
зависимостью:
• Qн = а * е-в*Т
• где Qн – добыча нефти, Т – время работы
скважины, а и в – постоянные
коэффициенты.
• Позже, А.В.Копытов предложил
использовать кривую падения в виде:
• Qн = а + в/Т

11.

• Интегральные характеристики вытеснения.
• Г.А.Говорова и З.К.Рябинина. Труды ВНИИ, вып. 10,
1957. К обоснованию прогноза обводнения пласта.
• Qв = а + в * Log Qн
• М.Б.Назаретов Нефтяное хозяйство, №10, 1960.
Некоторые закономерности процесса обводнения
• Qв = (m * Qн + n) / (q – Qн)
• М.И.Максимов. Геология нефти и газа №3, 1959. Метод
подсчета извлекаемых запасов нефти в конечной стадии
эксплуатации нефтяных пластов в условиях вытеснения
нефти водой.
• Qн = а + в* Log Qв
• Эту связь автор наблюдал в условиях лабораторных
опытов на моделях пласта при вытеснении нефти водой.

12.

• Б.Ф.Сазонов. 1972.
• Qн = а + в* Log Qж
• С.Н.Назаров, Н.В.Сипачев. 1972.
• Qж / Qн = а + в * Qв
• А.М.Пирвердян. 1970
• Qн = а + в / Qж-1/2
• Г.С.Камбаров. 1974
• Qн = а + в / Qж-1
• А.А.Казаков. 1976
• Qн = а + в / Qж-с
• Г.Т.Мовмыга, В.М.Найденов
• Qж / Qв = а + в * Qн

13.

• И.И.Абызбаев.
• Qн = в * Qж-с
• Д.К.Гайсин. 1985
• Qн / Qж = а + в * Qн
• Французский институт. 1972
• Qв / Qн = а + в * Qж
• А.В.Давыдов
• Qн = а + в * Qв / Qж

14.

• Дифференциальные характеристики
вытеснения.
• В.Д.Лысенко
• qн = а + в * Qн
• Ф.А.Гарб, Э.Х.Циммерман
• Qн = а + в * Ln (qн / qв)
• Log fн = а + в * Log Qж
• Г.Т.Мовмыга
• fн = а + в * Qн

15.

• В принципе все известные характеристики
вытеснения можно привести в координаты
накопленная добыча нефти (Qн) – накопленная
добыча жидкости (Qж). И тогда они будут
монотонно возрастающие, и большинство иметь
асимптоту, характеризующую извлекаемые запасы
нефти при бесконечной промывке. Это семейство
логарифмических
кривых,
экспоненциальных,
степенных, параболических и более сложных,
составных кривых, обладающих вышеприведенным
свойством. Отсюда ответ на вопрос, а сколько
существует характеристик вытеснения, звучит так,
столько, сколько существует различных функций
(не только элементарных), удовлетворяющих
принципу монотонного возрастания.

16.

• Известны
четыре
исследователя,
занимавшиеся
вопросами
изучения
характеристик вытеснения. Обобщающая
работа
И.Д.Амелина,
«Определение
извлекаемых
запасов
нефти
по
характеристикам вытеснения с учетом
эксплуатации
залежей
до
предела
рентабельности», М., ВНИИОЭНГ, РНТС
Нефтепромысловое дело, 1982, №5.

17.

• Первая
кандидатская
диссертация,
посвященная проблеме использования
характеристикам вытеснения выполнена
А.М.Шавалиевым
«Методы
прогнозирования и оптимизация добычи
нефти
по
разрабатываемым
месторождениям», Уфа, 1983. Автором
показана возможность преобразования
интегральных характеристик вытеснения в
дифференциальные и наоборот.

18.

• В 1987 году была защищена кандидатская
диссертация А.В.Давыдовом на тему «Методы
прогнозирования
технологических
показателей разработки нефтяных залежей в
терригенных коллекторах на поздней стадии.»
Диссертация четко определяет характеристику
вытеснения, не путая ни со статистическими
методами, ни с корреляционными, ни с
эмпирическими. Предложена характеристика
вытеснения – зависимость накопленной
добычи
нефти
от
водо-жидкостного
отношения.

19.

• В 1990 году защищена кандидатская
диссертация
на
тему
«Методы
прогнозирования коэффициента нефтеотдачи и
технологических
показателей
разработки
нефтяных месторождений в поздней стадии
эксплуатации.» Автором предлагаются две
характеристики
вытеснения
–
метод
БашНИПИнефть и Гайсина Д.К., Тимашева
Э.М.
Автором составлена программа,
позволяющая
рассчитывать
извлекаемые
запасы нефти по 12 характеристикам
вытеснения.

20.

• Причем не следует забывать, что начальный
участок может быть безводным, поэтому
зависимость
кусочная,
с
начальным
прямолинейным участком. Один специалист
насчитал 61 характеристику вытеснения, а ктонибудь может и больше. При необходимости
можно придумать еще не один десяток
монотонно возрастающих функций. При этом
постоянными
коэффициентами
можно
проводить адаптацию к факту. Количество
постоянных коэффициентов в основном два,
хотя может быть и три, а при использовании
более сложных зависимостей еще больше,
например использование кривых Безье.

21.

• Так сколько же существует характеристик
вытеснения? Прежде чем ответить на этот вопрос
проанализируем какими свойствами обладают
характеристики
вытеснения.
Интегральные
характеристики вытеснения, построенные в
координатах накопленная добыча нефти от
накопленной добычи жидкости, должны быть
монотонно возрастающие. Тангенс угла наклона в
любой точке этой кривой характеризуют долю
нефти в этот момент времени. При 100%
обводненности
продукции
кривая
в
этих
координатах становится горизонтальной. Причем,
если масштаб координат одинаков, то прямая под 45
град характеризует безводную добычу нефти, и
поэтому кривая не может иметь уклон более 45
град.

22.

Накопленная нефть от накопленной жидкости
12
Накопленная нефть
10
8
6
4
2
0
0
5
10
15
20
Накопленная жидкость
25
30
35