Лабораторные исследования керна

Постановка и актуальность задачи
 ОФП необходимы на этапе
– Проектирования системы
заводнения (моделирование)
– Эксплуатации (объяснение
динамики обводнения,
предсказание ВНФ)
– Мониторинга разработки и
бизнес-планирования
 Множество методов получения ОФП –
какой выбрать? Зависит от
– Типа решаемой задачи –
моделирование, эксплуатация
– Типа, параметров резервуара –
терригенный, естественнотрещинноватый, однородныйнеоднородный
– Режим разработки – заводнение,
естественное законтурное ППД,
газовая шапка
– Наличия месторождений-аналогов
Обзор литературы
 Лабораторные исследования керна на фазовую проницаемость пород
– Создание базы данных результатов измерений
– Проблемы применимости лабораторных кривых ОФП на практике
 Многофазный апскейлинг – методы, решения, применение в моделировании
– Возможен ли «правильный» апскейлинг?
– Проблемы применимости в адаптации ГДМ
 Измерение фазовых проницаемостей пород в добывающих скважинах, основанное
на интерпретации ГДИС, ГИС
– Аналитические решения ДУ для цикла «закачка-восстановление давления-добыча»
– Совместное использование каротажей сопротивления и ГДИС для оценки ОФП
 Расчет фазовой проницаемости по данным нормальной эксплуатации скважин
– Анализ эффективности системы заводнения
– Расчет ОФП по данным МЭР
База данных лабораторных исследований керна
 Статья SPE 109018 – “Искусственный интеллект предсказывает
относительную фазовую проницаемость гигантских карбонатных
резервуаров”, автор - Сауд Аль-Фаттах (Saudi Aramco)
 Лабораторные данные измерений фазовой проницаемости породколлекторов Саудовской Аравии (8 месторождений, около 3500
измерений) собраны в единую базу данных, аппроксимация нейронной
сетью
 Высокая точность предсказания по сравнению с обычными корреляциями
 Проблемы связанны с применением нейронных сетей - выбор
переменных, алгоритма обучения сети, добавление данных в базу
Лабораторные исследования керна – проблемы
 Статья SPE 107209 – «Использование
результатов опробования на бурильных
трубах (DST) и промысловых исследований в
моделировании фазовых проницаемостей
коллекторов», автор Джон Мэтьюз и др,
Imperial Colledge, Лондон
 Месторождение Maureen, Великобритания,
Северное море, разработка с 1984 по 1999
год (ликвидировано)
 Проблема
• Концевые точки фазовых
проницаемостей по керну не
согласуются с результатами
интерпретации ГИС и ПГИ
• Значения обводненности,
предсказанные по керновой кривой
фракционального потока, не
подтверждаются, скважины работают
безводной нефтью
 Причина – неправильная работа с керном,
разрушение глин (иллита), лабораторные
результаты непредставительны
Многофазный апскейлинг
 Апскейлинг - это перемасштабирование свойств модели при переходе от
геологической модели к гидродинамической с целью уменьшения количества ячеек
 Две стадии апскейлинга
– От керна – к осадочным структурам, «геологический» этап апскейлинга фазовых,
получение «псевдофазовых», обычно игнорируется инженером по причине
недооценки важности и пр.
– От геологической модели – к гидродинамической, уменьшение количества ячеек
на 2-3 порядка, часто вместо 2х-3хфазного производится лишь однофазный
апскейлинг
Многофазный апскейлинг
 Большое количество методов получения псевдокривых ОФП (Kyte
and Berry 1975, Stone 1991, Pickup, Sorbie, Corbett, Darman 1990наст. время)
 «Правильность» выбора метода апскейлинга меняется от случая к
случаю, зависит от сил, доминирующих в процессе вытеснения –
гравитационные, вязкие, капиллярные
 Многие методы базируются на физичных, но необоснованных
предположениях (например, взвешивание давлений в ячейках по
фазовой проницаемости или пористости в методе К&B)
 Но ни один из методов не гарантирует получение правильного
ответа
Фазовые проницаемости по ГДИ
 Статья SPE 103271, «Аналитическое решение
для ГДИ типа закачка-восстановление
давления-добыча», автор Ши Чен, Университет
в Талса, и др.
 В работе получено точное аналитическое
решение для давления в последовательности
ГДИ «закачка-восстановление давлениядобыча» на однородном пласте с
совершенным вскрытием
 Кривые ОФП предполагаются степенными,
подбираются так, чтобы адаптировать
замеренные давления
 Преимущества метода
– ОФП определяются для пласта в целом и в
пластовых условиях, до начала разработки
– Быстрота и малозатратность по сравнению
с керновыми исследованиями
 Проблемы
– Сложность в проведении, дизайне
– Отсутствие подрядных организаций,
использующих такие методы
интерпретации (голая теория)
Фазовые проницаемости по ГДИ и ГИС
 Статья SPE 116068, 2008 год, «Определение двухфазных потоковых свойств в пластовых
условиях посредством наблюдения за движением флюида в призабойной зоне»,
автор – Фикри Кучук, Шлюмберже, и др.
 В работе представлен метод определения потоковых свойств призабойной зоны
многослойного (неоднородного) пласта с использованием данных:
1) временных замеров сопротивления пород, давления и дебита прибором Electrode
Resistivity Array (ERA), Шлюмберже
2) замера профиля притока-приемистости, стандартного каротажа
3) проницаемости пород по керну
 В эксперименте в пласт производится несколько циклов закачки пресной воды с
последующим восстановлением давления, при этом продвижение фронта
пластовой соленой воды фиксируется посредством каротажа сопротивления
 Интерпретация результатов измерений основана на решении уравнений диффузии
и стационарных уравнений Максвелла, учитывается гистерезис капиллярных кривых,
создан симулятор
 Технология с успехом применяется в карбонатных коллекторах месторождений
Саудовской Аравии
Анализ данных добычи при заводнении и матбаланс
 Книга Waterflooding, автор Don Wolcott, 1999
 Анализируется зависимость ВНФ от конечного значения накопленной добычи,
используется следующее уравнение:
 Отношения фазовых проницаемостей и фракционального потока по
предполагаемому степенному закону:
 Очень простой и достоверный метод анализа эффективности заводнения
 Проблема – сначала добыча, потом фазовые (а проектировщикам хотелось бы
наоборот)
Расчет краевой точки ОФП по воде на основе данных нормальной
эксплуатации добывающих скважин
 Источник – одноименное методическое руководство, 2008 год, автор - Ситников
Александр Николаевич, КНТЦ
 Исходные данные – коэффициенты продуктивности скважин и обводненность
 Применена степенная функция для кривых ОФП, рассмотрен частный случай
логнормального распределения проницаемости
 Получен результат – ОФП апроксимируются почти прямыми линиями между
краевыми точками
 Достоинства – простота применения
 Недостатки
– Проблемы расчета Кпр
• Расчет Кпр по нормальной эксплуатации не учитывает скин, реальные Рпл
• В Кпр не учтены геологические особенности и параметры разработки (сетка,
форма-связность тел в смысле фактора формы Дитца)
– Рассмотрен лишь частный случай логнормального распределения
проницаемости, частны случай вида кривых ОФП
– Не учитывается причина обводнения, при выборе скважин для анализа во внимание
принимается лишь динамика ВНФ
– Сначала добыча, потом фазовые (ОФП a-posteriori, а проектировщикам хотелось
бы наоборот)