МОДЕЛИРОВАНИЯ НЕФТЯНЫХ ЗАЛЕЖЕЙ

MODELING OIL DEPOSITS

АННОТАЦИЯ

В данной статье рассмотрены основные аспекты моделирования нефтяных залежей.

ABSTRACT

This article discusses the main aspects of modeling oil deposits.

Ключевые слова: ФЕС (Фильтрационно - емкостные свойства).

ГИС – геофизические исследования скважин, комплекс физических методов, используемых для изучения горных пород в околоскважинном и межскважинном пространствах.

Keywords: FES (Filtration - capacitive properties).

GIS - geophysical studies of wells, a set of physical methods used to study rocks in near-well and inter-well spaces.

Цифровые геолого-технологические модели являются инструментом контроля, управления и оптимизации разведки и разработки месторождений. С их помощью проводятся подсчет запасов нефти и газа, проектирование мест расположения и порядка ввода в эксплуатацию скважин, прогноз технологических показателей, оценка полноты выработки запасов, прогнозирование энергетического состояния залежи.

Построение моделей месторождений является относительно молодым направлением в прикладной нефтегазовой геологии, возникнув и развиваясь более 15 лет. Как самостоятельное, оно оказалось возможным и необходимым благодаря следующим основным факторам:

• развитию смежных областей геологического знания — обработки и интерпретации данных 3D сейморазведки, сиквенс-стратиграфии, технологий проведения и интерпретации методов ГИС, а также гидродинамического моделирования,

• появлению мощных рабочих станций, позволяющих выполнять сложные математические расчеты с быстродействием и визуализацией результатов, обеспечивающих цикл построения трехмерных моделей (загрузка, корреляция, построение карт и кубов ФЕС, визуализация, анализ данных, экспорт графики),

• накоплению обширного опыта двумерного геологического моделирования и подсчета запасов в нефтегазопромысловой геологии.

Впервые на отраслевом уровне задача построения трехмерных геологических и гидродинамических моделей при проектировании разработки российских месторождений углеводородов была поставлена в Регламенте по проектированию (1996 г.), что послужило толчком к массовому построению таких моделей.

Большую роль в развитии 3D геологического моделирования сыграли постановление Центральной комиссии по разработке о необходимости построения 3D геологических и гидродинамических моделей при создании проектных документов, а также подготовка отраслевых документов в области 3D моделирования.

Результаты геолого-технологического моделирования не являются статическими. Они обновляются и дополняются по данным дополнительных исследований и получения новой информации об изучаемом объекте, в том числе об изменении ФЕС коллекторов при разработке месторождений.

Для эффективного применения современных технологий углеводородоизвлечения необходима детальная информация, как о природных физических свойствах нефтегазового пласта, так и об их техногенных изменениях при воздействиях на залежи.

Потенциальная продуктивность скважин и углеводородоотдача пластов достигаются, когда в процессе заканчивания скважины и во время ее эксплуатации не происходит ухудшения фильтрационных свойств пластов-коллекторов. Однако на практике такого не бывает. Важным обстоятельством является то, что изменение природных физических свойств нефтегазового пласта начинается уже с момента его вскрытия разведочными скважинами. В ряде случаев по этой причине скважины оказываются непродуктивными.

Поэтому актуально изучение изменений ФЕС пород-коллекторов при разработке месторождений нефти и газа. Геолого-промысловый анализ разработки месторождений показал, что состояние околоскважинных зон может оказывать существенное влияние на продуктивность скважин и нефтеотдачу пласта.

Эти изменения связаны с образованием глинистых корок, зон кольматации, а также проникновения фильтрата в пласт. Отдельным фактором является разработка пласта методом заводнения.

Изучение околоскважинных зон проводилось на протяжении нескольких десятилетий при решении вопросов развития ГИС, промысловой геологии, бурения, разработки залежей и интенсификации углеводородоизвлечения.

Необходимость изучения свойств околоскважинных зон подчеркивается тем, что в работающей скважине основная часть энергии на продвижение жидкости к забою скважины тратится в непосредственной ее окрестности. Например, при притоке жидкости к скважине, находящейся в центре кругового пласта радиусом 400 м, половина энергии тратится в зоне пласта скважины радиусом всего 5 м. В такой ситуации при разработке месторождений с низкопроницаемыми коллекторами даже при высоком качестве заканчивания скважин нет оснований ожидать больших дебитов. Поэтому необходимо искать пути снижения потерь энергии пласта при движении пластового флюида в околоскважинной зоне.

Большой вклад в изучение динамики свойств пород в процессе разработки внесли российские ученые. Ими установлены зависимости пористости и проницаемости горных пород от эффективного напряжения для упругих и неупругих деформаций. Аналогичные исследования проводились и западными учеными.

В информации о физических свойствах пластов существенную роль играет фактор времени. Следовательно, для эффективного использования скважинной информации при обосновании технологий углеводородоизвлечения необходимы сведения об изменениях физических свойств пласта и околоскважинных зон во времени. Для этого необходима «динамическая петрофизика», позволяющая изучать физические свойства в динамике и давать необходимый инженерный прогноз.

Доказана необходимость учета напорных, гравитационных, капиллярных, диффузионных и технологических факторов при изучении закономерностей изменения физических свойств пласта при вскрытии и разработке залежей.

Цифровые трехмерные геолого-технологические модели являются инструментом разведки, контроля и управления разработкой месторождений нефти и газа. На их основе осуществляются оценка геологических и извлекаемых запасов и полноты их выработки, проектирование мест расположения скважин, прогноз технологических показателей, энергетического состояния залежи, обосновывается оптимальная стратегия освоения ресурсов углеводородов.

Потенциальная продуктивность скважин достигается, когда в процессе заканчивания скважины и во время ее эксплуатации не происходит ухудшения фильтрационных свойств.

Однако поражение пласта происходит на всех этапах его вскрытия и освоения, что обуславливает необходимость учета причин и характера изменения свойств коллекторов при проектировании разработки залежи с целью увеличения продуктивности скважин.

Проектирование разработки месторождений нефти и газа опирается на результаты моделирования залежей. Традиционно для их построения применяются статические свойства коллекторов (общая пористость и абсолютная проницаемость), которые не характеризуют фильтрационные процессы в пласте.

Для повышения точности проектирования системы выработки запасов углеводородов требуется определение характеристик, отражающих особенности фильтрации флюидов в процессе разработки месторождений, поэтому актуальна разработка методик, моделей и алгоритмов расчета фильтрационно-емкостных свойств (эффективной пористости, эффективных и относительных фазовых проницаемостей), капиллярных давлений, удельной продуктивности скважин во времени.

Список литературы:

1. Косков В.Н., Косков Б.В., Юшков И.Р. Определение эксплуатационных характеристик продуктивных интервалов нефтяных скважин геофизическими методами: учеб. пособие. – Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2010. – 137 с.
2. Гудок Н.С., Богданович Н.Н., Мартынов В.Г. Определение физических свойств нетеводосодержащих пород // М.: Недра-Бизнесцентр, 592 с, 2007.
3. Разработка нефтяных месторождений: учеб.-метод. пособие / Н.Б. Сопронюк; Самар. гос. техн. ун-т. – Самара, 2004. – 65 с.
4. Добрынин В.М., Венделыптейн Б.Ю., Кожевников В.А. Петрофизика (Физика горных пород) // М.: Недра, 2004.
5. Геофизические исследования скважин. Справочник мастера по промысловой геофизике (под ред. В.Г.Мартынова, Н.Е.Лазуткиной, М.С.Хохловой) // М.: Инфра-Инженерия, 2009.
6. Грищенко М.А., Бикбулатова Т.Г. Современные подходы к моделированию насыщенности при создании геологических и фильтрационных моделей // Нефтяное хозяйство, №12, с. 18-21,2008.