Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

[ 0 ] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94

статистическая гидродинамика

Разнообразные примеры анализа фильтрационных процессов дают основание считать, что статистический подход - содержательное II плодотворное средство изучения явления переноса жидкостей и газов в неоднородных средах, позволяющее создать эффективные методы описания и прогноза фильтрационных процессов.

Остановимся кратко на практических аспектах применения статистических методов исследования фильтрационных течений в неоднородных средах, ограничившись при этом задачами, связанными с разработкой нефтяных месторождений.

Практика убедительно свидетельствует, что неоднородность пластов оказывает сильное влияние на происходящие в них процессы. Естественно, что теория проектирования и анализа разработки должна со всей возможной полнотой и точностью учитывать это обстоятельство. К сожалению, имеются принципиальные трудности, из которых отметим две главные.

Во-первых, истинная структура неоднородного пласта недоступна непосредственному изучению с необходимой детальностью. Она плохо изучена на ранних этапах исследования месторождения, в период проектирования его разработки. Заметим, что, вопреки иногда высказываемому мнению, пласт остается в значительной Степени непознанным объектом и на поздней стадии разработки месторождения.

Во-втОрых, современные методы проектирования и анализа разработки, созданные для расчета технологических показателей, не Приспособлены для непосредственного учета деталей строения залежи. В частности, не удается учесть влияние отдельных включений, а также структуры неоднородности, если она достаточно сложна.

Указанные трудности целесообразно преодолевать следующим образом.

Во-первых, Грубые детали структуры объекта разработки, доступные непосредственному наблюдению, например крупные зоны, на которые можно разбить пласт, уверенно выделяемые пласты или прослои отражаются в модели непосредственно. Во-вторых, мелкомасштабные детали в распределении проницаемости и пористости следует учитывать в рамках статистического подхода, вводя так называемые эффективные параметры-эффективную проницаемость, пористость, модифицированные фазовые проницаемости и т. д. Получение их связано с решением соответствующих фильтрационных задач в средах со случаЙ1[ЫМ11 пеодпородностями.

в практике проектирования такой подход в несколько измененном виде связан с рассмотрением сравнительно несложных расчетных моделей [i введением ряда некоторых поправочных коэффициентов типа коэффициента охвата воздействием, коэффициента охвата заводнением и т. д. [15]. Такой подход практически приемлем, и вся проблема сводится к тому, насколько конкретно используемые коэффициенты адекватны строению залежи и осуществляемому процессу.

Прежде чем перейти к описанию предлагаемого способа учета неоднородности, целесообразно рассмотреть несколько подробнее строение реальных неоднородных объектов и возможные пути их моделирования. Естественно, что многообразие условий формирования залежей не позволяет описать достаточно просто и универсально неоднородную структуру. Далее под объектом будет пониматься однопластовая система, ограниченная уверенно выделяемыми реперами - покрышками, непроницаемыми для жидкости. Будем считать, что толщина системы мало меняется по площади, а неоднородность ее определяется изменчивостью коллекторскнх н емкостных параметров, т. е. проницаемости и пористости. Очевидно, их можно Трактовать как функции трех переменных х, у. г.

Значительное влияние на интересующие нас процессы оказывают те области пласта, которые резко отличаются по проводимости или пористости от основной его части. Если исключить из рассмотрения области очень высокой проводимости, то наибольшее влияние на процесс оказывают области настолько низкой проводимости, что их, конечно, условно можно считать неколлектором. Будем полагать, что проницаемость таких областей равна нулю. Чрезвычайно важно знать пространственное расположение зон неколлектора, поскольку именно оно решающим образом влияет на процесс разработки. По-видимому, можно без больших погрешностей считать, что в пределах одного пласта, а именно этот случай мы и рассматриваем, доля неколлектора в объеме сравнительно невелика, во всяком случае меньше доли коллектора. В противном случае скорее всего этот пласт следовало бы расчленить на части, прослои или слои, в которых доля коллектора была бы больше доли неколлектора. Если к расчленению нет оснований, а неколлектор распределен хаотически, такой пласт вряд ли Представляет собой объект, разработка которого целесообразна.

Таким образом, мы пришли к следующей схеме. Пласт представляет собой пространственное тело-коллектор, в котором распределены включения неколлектора. Говоря о теле-коллекторе, можно считать его, в свою очередь, неоднородным, например, можно выделить слои, зоны, которые могут быть неоднородными. Переходя к распределению в пространстве включений неколлектора, будем считать, что неколлектор представляет собой отложения глин либо сильно заглинизированных песчаников. Принято считать, что такие отложения соответствуют относительно спокойным частям бассейна, в котором происходило осадконакопление. 6

Естественно полагать, и это подтверждается непосредственными наблюдениями на обнажениях, а также изучением пластовых систем, что чем больше толщина глинистого слоя, тем в среднем больше и его другие размеры. Иными словами, существует положительная корреляция между временем сравнительно постоянного режима выноса материала и осадконакопления и размером области, на которой этот осадок распространен. Поэтому трудно-ожидать такой ситуации, когда в достаточно мощном пласте существует зона - область неколлектора, толщина которой равна толщине всего пласта. С другой стороны, трудно ожидать такой с[[туации, когда сравнительно маломощный слой неколлектора простирается на всей площади пласта или на значительной его части. Таким образом, естественно принять следующую схему. Неколлектор распределен в коллекторе в виде сравнительно тонких линз, как правило изолированных одна от другой. Тело коллектора является связным. Маловероятной представляется система, в которой часть пространства-коллектор со всех сторон окружена неколлектором. Если бы в таком коллекторе была нефть, было бы непросто объяснить, каким же образом она там оказалась. Для этого пришлось бы привлечь гипотезы, делающие такой случай не очень вероятным.

Приведенная в работе [48] информация о распределении непроницаемых слоев в кембрийских песчаниках, изученных на уступе обнажения зоны Хаггара и слагающих месторождение Хасси-Мес-сауд. представляет собой уникальный материал, характеризующий неоднородность реальной системы. Как указано в [48], маломощные глинистые Прослои в песчаниках имеют очень небольшое распространение по площади (в среднем порядка 10 м). Поскольку эти прослои могут играть роль непроницаемых барьеров и, следовательно, влиять на циркуляцию закачиваемого газа, необходимо было определить их размеры. Отметим, что столь простые сведения, легко получаемые при полевой съемке, нельзя получить в результате бурения. Действительно, количество глинистых горизонтов в двух скважинах, пересекающих толщу, практически оди-накою. Не располагая информацией о пространстве между скважинами, легко Предположить, что эти глинистые горизонты кор-релируются между собой и, следовательно, тянутся на многие сотни метров, тогда как изучение обнажений показывает, что это абсолютно неверно. Пример этот показывает, как опасно полагаться на корреляцию между скважинами независимо от того, о чем идет речь: о глинистых слоях илн пластах другого типа.

Это высказывание, сделанное на основе изучения достаточно типичной и реальной ситуации, в определенной мере объясняет происхождение таких понятий, как линза, полулинза коллектора в теле неколлектора, вводимых в результате летальной корреляции тонких слоев или, как иногда говорят, зональных интервалов. По-видимому, такие конструкции являются в основном сл»дствнем используемого метода корреляции и интерполяции. Если к этому