Способ интерпретации краткосрочных гидродинамических исследований горизонтальных скважин и скважин с гидроразрывом пласта на неустановившемся режиме фильтрации
METHOD OF SHORT-TERM HYDRODYNAMIC ANALYSIS OF HORIZONTAL WELLS AND WELLS WITH FORMATION HYDRAULIC FRACTURING AT UNSTEADY FILTRATION MODE

Изобретение может быть использовано при интерпретации данных гидродинамических исследований нефтяных горизонтальных скважин или скважин с гидроразрывом пласта на месторождениях с низкими фильтрационно-емкостными свойствами как по причине низкой проницаемости коллектора, так и по причине высокой вязкости нефти.
При классическом подходе интерпретации данных гидродинамических исследованиях такого типа скважин на месторождениях нефти с низкими фильтрационно-емкостными свойствами требуется сверхдлительные продолжительности исследования, достигающие одного года и более, что не является приемлемым для планирования разработки месторождений нефти.
Известные другие решения проблемы недостаточной длительности гидродинамических исследований горизонтальных скважин и скважин с гидроразрывом пласта на дорадиальных неустановившихся режимах фильтрации отсутствуют. Какие-либо аналоги или прототипы предлагаемого решения на данный момент также не существуют.
Целью изобретения является создание возможности проведения интерпретации данных гидродинамических исследований горизонтальных скважин и скважин с гидроразрывом пласта в условиях низких фильтрационно-емкостных свойств продуктивного нефтяного пласта при недостигнутом позднем псевдорадиальном неустановившемся режиме фильтрации, что позволяет снизить на порядок время гидродинамических исследований в сравнении с классическим подходом и что является существенным техническим результатом предлагаемого решения.
Технический результат предлагаемого решения - сокращение времени гидродинамического исследования нефтяных горизонтальных скважин и скважин с гидроразрывом пласта на порядок в условиях низких фильтрационных свойств с одного года и более до нескольких недель. Данный результат является ключевым преимуществом перед классическим подходом к интерпретации данных гидродинамических исследований скважин.
Изобретение решает проблему недостаточной длительности гидродинамических исследований горизонтальных скважин и скважин с гидроразрывом пласта, которые наблюдаются в пластах со сниженными фильтрационно-емкостными свойствами, в основном из-за низкой проницаемости или высокой вязкости нефти.
Сущность изобретения заключается в том, что была найдена единая зависимость между фильтрационными и емкостными параметрами на неустановившемся режиме фильтрации вокруг «линейного стока» (горизонтальная скважина или трещина гидроразрыва пласта). Причем вид этой зависимости может меняться в зависимости от скин-фактора за загрязнение вокруг линейного стока.
При исследовании кривой падения давления требуется относительное постоянство дебита при отработке скважины. При исследовании кривой восстановления давления требуется учет соотношения длительности закрытия скважины к длительности отработки перед исследованием через использование эквивалентного времени.
Благодаря известной связи между фильтрационными и емкостными свойствами вокруг линейного стока появляется возможность проведения интерпретации на раннем линейном режиме фильтрации в условиях отсутствия позднего радиального неустановившегося режима фильтрации.
При классическом подходе к интерпретации данных гидродинамических исследований производится ожидание регистрации позднего псевдорадиального режима фильтрации, позволяющего определить проницаемость рассматриваемого пласта и рассчитать эффективную длину линейного стока (горизонтальная скважина или трещина ГРП). Ожидание позднего псевдорадиального режима фильтрации требует значительного количества времени в условиях применения горизонтальных скважин или трещины ГРП в пласте с низкими фильтрационно-емкостными свойствами. В предлагаемом способе определение проницаемости пласта и эффективной длины линейного стока производится, не дожидаясь позднего псевдорадиального режима фильтрации, путем графического решения системы уравнений на эллиптическом режиме фильтрации вокруг линейного стока благодаря найденным единым зависимостям фильтрационных и емкостных свойств вокруг линейного стока.
Интерпретация данных проводится путем итеративного подбора проницаемости пласта, при которой будет достигнуто постоянство значения линейного стока во времени при использовании известной связи фильтрационных и емкостных свойств пласта при определенном значении скин-фактора за загрязнение. В случае невозможности подбора такого значения проницаемости требуется выбрать связь между фильтрационными и емкостными свойствами пласта для другого значения скин-фактора за загрязнение.
На Рис. 1 показана зависимость фильтрационных свойств от емкостных на неустановившемся режиме фильтрации вокруг линейного стока при различных значениях скин-фактора (S) за загрязнение призабойной зоны пласта.
На Рис. 2 показан диагностический график длины линейного стока во времени исследования, определенный по зависимостям на Рис. 1.
Подробный ход интерпретации следующий:
1. В качестве исходных данных берется информация изменения давления на забое во времени на неустановившемся режиме работы скважины с гидроразрывом пласта (ГРП) или горизонтальной скважины.
2. Далее данные обрабатываются с помощью зависимости, представленной на Рис. 1 для скин-фактора за загрязнение, равного нулю. Обработка заключается в подборе такого значения проницаемости, которое позволит получить постоянное значение эффективной длины линейного стока - Рис. 2. Фактически данный процесс является графическим решением системы уравнений двух неизвестных (длина линейного стока и проницаемость), остальные параметры, входящие в оси Рис. 1 являются известными.
3. При невозможности подобрать проницаемость, которая позволяет стабилизировать значение эффективной длины линейного стока, требуется изменить значение скин-фактора за загрязнение на большее значение и провести обработку данных, используя функцию, учитывающую загрязнение вокруг трещины гидроразрыва пласта или горизонтальной скважины.
Таким образом, интерпретация данных подразумевает итеративный подбор значения проницаемости при определенном значении скин-фактора за загрязнение для удовлетворения условия постоянства значения линейного стока во времени исследования при использовании известной связи фильтрационных и емкостных свойств пласта.
На технический результат влияют следующие параметры:
1. Качество замеров давления в процессе гидродинамических исследований скважин;
2. Точность замера дебита на периоде отработки нефтяной скважины.
Для автоматизированного использования предложенного способа интерпретации данных гидродинамических исследований нефтяных горизонтальных скважин и скважин с гидроразрывом пласта написана программа для ЭВМ. Она осуществляет автоматическую обработку данных гидродинамических исследований скважин по заложенным алгоритмам связи фильтрационных и емкостных свойств пласта вокруг линейного стока при различных скин-факторах за загрязнение.
Пользователю необходимо произвести итеративный перебор значения проницаемости пласта, а также, если потребуется, дополнительно осуществить перебор значения скин-фактора за загрязнение. Корректным найденным решением будет являться такое значение проницаемости пласта, при котором длина линейного стока стремится к константе во времени исследования. На Рис. 2 показан диагностический график длины линейного стока во времени исследования, определенный по зависимостям, указанными на Рис. 1.
В связи с тем, что обработка данных производится в автоматическом режиме, то время, затрачиваемое пользователем программного продукта на итеративный перебор проницаемости и скин-фактора за загрязнение, незначительно.
Изобретение впервые было применено при анализе данных гидродинамических исследований нефтяного пласта АЧ18-1 Ямбурского месторождения на скважине №186, где был проведен 500 тонный гидроразрыв пласта. Учитывая, что проницаемость пласта крайне низкая, около 0.1 мДарси, а также что проектная длина трещины составляет около 500 метров, то достижение радиального режима фильтрации на допустимых временах исследования не представляется возможным - требуется более одного года на ожидание получения данных, которые возможно проинтерпретировать классическим методом. Поэтому потребовалось применение специального подхода к интерпретации данных. В результате использования новой методики интерпретации было определено, что проницаемость пласта составляет около 0,05 мДарси, полудлина трещины составляет 50 метров. Полученные результаты объяснили низкий коэффициент продуктивности не заниженным значением проницаемости, а невысоким значением длины трещины ГРП - около 100 м.
На Рис. 3 указаны результаты интерпретации для скважины №186, где был проведен 500 тонный гидроразрыв пласта, по результатам которой определена 100 метровая эффективная длина трещины ГРП в периоде до 2-х суток исследования (плановая длина - 500 метров). При классическом подходе интерпретации данных осуществить это было невозможно. В результате были приняты своевременно мероприятия по улучшению технологии проведения ГРП.
Также способ впоследствии использовался при анализе данных гидродинамических исследований скважин по другим месторождениям: Вынгапуровское и Самбургское.