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

добавить, что выделенные слои - зональные интервалы рассматриваются как плоские системы, т. е. игнорируется их гидродинамическое взаимодействие, а при расчетах движения внутри слоя - интервала применяются приближенные схемы, которые, как правило, усиливают влияние неколлектора, то, очевидно, в итоге гидродинамическая система становится предельно анизотропной, учет влияния неколлектора ориентирован на усиление его воздействия на процесс. Такой, как нам представляется, односторонний подход к построению моделей неоднородного поля и их анализу не дает возможности объективно оценить технологический процесс и его важнейшие параметры.

Возвращаясь к схемам, на наш взгляд, более Приемлемым, будем считать пласт пространственным телом, локальная Проводимость которого является случайным полем, масштабы корреляции которого достаточно малы по сравнению с характерными масштабами всей системы. Как уже говорилось, если есть основания выделить крупномасштабные неоднородности, то это должно быть сделано, и их влияние следует учесть в модели скорее всего детерМ[1нисти чески.

Для учета влияния мелкомасштабных неодно род ностей следует использовать результаты решения соответствующих задач в средах со случайными неоднородностямн. Перечислим основные этапы такой процедуры, отчетливо сознавая ее некоторую условность, порожденную расчленением общей задачи на части.

Для примера рассмотрим расчет характеристик разработки нефтяного пласта, вскрытого системой добывающих и нагнетательных скважин. Будем полагать, что рассматриваемый процесс достаточно хорошо описывается системой уравнений двухфазной фильтрации, а поскольку процесс достаточно интенсивен, не будем учитывать влияние капиллярных сил. Очевидно, учет мелкомасштабных иеоднородностей в рамках развитой далее теории должен привести к расчетной модели, в которой фигурируют эффективные проницаемость и пористость, в уравнении переноса должны быть учтены дисперсионные эффекты. Расчетная модель должна позволять находить не только средние характеристики, но и флуктуации, по крайней мере, коэффициенты вариации искомых величин.

Таким образом, процедуру расчета можно представить в следующем виде.

Для оценки средних параметров течений следует определить эффективные параметры (проводимость или проницаемость) объекта. При этом необходимо учесть естественную для осадочных пород анизотропию, и, следовательно, вычислить тензор эффективной проводимости.

При вычислении эффективной пористости учитывается объем неколлектора, распределенного в пласте. Если доля неколлектора очень велика, вместе с неколлектором исключается и экранированный коллектор.

Следует найти эффективные или модифицированные фазовые про-НЕШземост» и вычислить диоперсионные члены уравнений переноса. 8

Решив полную систему уравнений двухфазной фильтрации с учетом неоднородностей малого масштаба, найдем средние дебиты или депрессии, среднюю насыщенность и т. д.

Для определения меры флуктуации находятся коэффициенты вариации дебитов и депрессий.

Таким образом, в предлагаемой процедуре учитывается мелкомасштабная неоднородность в рамках традиционных моделей, дополненных эффективными параметрами. Результат расчетов - средние характеристики технологического процесса и коэффициенты вариации важнейших показателей - дебитов или депрессий.

СТАТИСТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ФИЛЬТРАЦИОННОГО ПОЛЯ

Как правило, при гидродинамическом анализе реальных пластовых систем мы располагаем сравнительно небольшой информацией об их свойствах. Существенно то, что объем информации можно увеличить в основном при бурении и исследовании новых скважин, что сопряжено с большими затратами. Поэтому расчетная схема реального процесса всегда носит некоторый, как правило значительный, элемент неопределенности, обусловленный неполнотой информации о пластовой системе, и, следовательно, в этих условиях «точное» предсказание фильтрационных процессов невозможно-Заметная хаотичность устройства порового пространства и его свойств, влияющих на течение жидкости, случайный механизм образования и эволюции пластовых систем, недостаточность информации требуют развития специального аппарата, который при анализе фильтрационных процессов учитывал бы специфичность изучаемых объектов. Совершенно естественно использовать для этой цел» науку о случайных явлениях - теорию вероятностей и математическую статистику.

Однако следует подчеркнуть, что использование статистических методов предполагает построение внутренне непротиворечивой статистической модели фильтрационного процесса. Только ясность и четкость в построении такой модели дают возможность правильно оценить результаты, пределы применимости модели, ее истинное познавательное значение.

Нетрнвиальность рассматриваемой ситуации заключена в том, что сам по себе процесс фильтрации жидкости в фиксированной реальной системе вполне естественно в первом приближении считать детерминированным в том смысле, что многократное юспро-изведенне опытов в этой системе при одном и том же комплексе условий приводит к олинм и тем же результатам (в пределах точности Приборов, используемых в опытах). В то же время существенным представляется элемент случайности, заключенный в соотношениях имеющейся в нашем распоряжении информации о пласте с истинным, детерминированным в указанном смысле рас-, пределением его параметров, как правило неоднородным.

Поскольку источниками информации являются скважины, любые исследования, проводимые на реальной пластовой системе, можно разделить иа локальные и интегральные.

Локальным считается исследование объекта в данной «точке», т. е. в некотором достаточно малом объеме, заключающем достаточно много компонентов структуры н тем самым допускающем устойчивое осреднение по совокупности компонентов. При определении пористости и проницаемости таким объемом, как правило, может служить керн. В некоторых случаях к локальным можно отнести каротажные исследования типа электрометрии. Обобщая, можно сказать, что локальными считаются исследования, проводимые с масштабом осреднения, значительно меньшим характерных размеров изучаемых фильтрационных полей. Опыт показывает, что локальные характеристики реальных объектов обычно довольно резко изменяются от одной «точки» пласта к другой. Поскольку локальные исследования проводятся только в скважинах, общий объем информации, полученной таким образом, чрезвычайно мал по Сравнению с той информацией, которая при локальных исследованиях характеризует весь объект во всех «точках». Экстра-иитерполяция по простракству локальных значений любого параметра может Привести к грубым ошибкам в тех точках, для которых измерения отсутствуют.

Интегральные параметры пласта получают при помощи исследований на скважинах, используя прн этом реальные крупномасштабные процессы движения жидкости или газа в пласте. Хотя характеристики процесса измеряются только в одной точке - скважине, протекание процесса в ней зависит от его хода во всей пластовой системе. Следовательно, прн интерпретации нужно иметь в виду, что та или иная характеристика, полученная в результате анализа процесса, является «интегральной», а, точнее говоря, найденный параметр является функционалом, т. е. числом, зависящим от функции распределения искомого и других параметров по пространству. В этом случае масштабы осреднения сравнимы с характерными размерами изучаемого поля, и можно ожидать, что интегральные параметры содержательнее в информационном отношении, чем локальные. По своей сути интегральные параметры не являются локальными характеристиками, т. е. их нельзя Приписать определенным точкам пространства, а если это делается, то следует учитывать всю условность такой операции.

Таким образом, методы исследования реальных пластовых систем и получаемые при их помощи параметры систем характеризуются существенно различными масштабами усреднения. Им сопутствуют случайные ошибки измерительных приборов и ошибки интерпретации. Отсюда вытекает, что результаты гидродинамического анализа фильтрационных процессов, использующего локальные либо интегральные параметры, будут более или менее грубо отражать свойства реального процесса н в какой-то мере носят случайный характер. Поэтому несомненный интерес представляет изучение случайных результатов расчета в зависимости От характера и полноты используемой информации и выявление связей и отношений расчетов такого рода с параметрами реального детерминированного потока. Изучение статистических свойств