Методика количественного анализа эффективности систем заводнения и результаты ее апробации

Заводнение — ключевая технология разработки нефтяных залежей. Основными проблемами организации эффективного заводнения являются:
• компенсация отборов закачкой в целом по участкам может быть близка 100% и более, но пластовое давление вблизи отдельных добывающих скважин может падать;
• влияние нагнетательных скважин на добычу нефти часто не соответствует ожиданиям;
• режимы работы нагнетательных скважин задаются интуитивно, основной критерий — максимум закачки воды вместо обеспечения максимума добычи нефти;
• гидродинамическое регулирование системами разработки используется недостаточно эффективно и без достаточного обоснования.
Основным инструментом проектирования и мониторинга систем заводнения нефтяных место¬рождений является моделирование нефтяных резервуаров (пластов). Методы моделирования реализованы в виде компьютерных программ (ECLIPSE, VIP, YuSim) и применяются для моделирования нефтяных пластов и технологических ячеек, проектирования систем разработки и заводнения.
Однако анализ эффективности реальных систем заводнения на основе традиционных сеточных методов моделирования затруднен. Несовершенство контроля и управления заводнением обусловлено следующими причинами:
1. Аналитические методики идеализированы и пригодны только для регулярных систем скважин и канонических резервуаров.
2. Традиционные сеточные методы не дают понимания процессов перемещения нефти вытесняющими агентами и не позволяют оценить их количественно.
Среди методов моделирования особое место занимает метод линий тока — эффективный метод моделирования процессов заводнения. С использованием моделей линий тока удается количественно оценивать эффективность систем заводнения. Такие количественные оценки абсолютно необходимы для инженерного анализа, оптимизации систем заводнения и гидродинамического регулирования системами разработки.
Метод линий тока позволяет рассчитывать следующие параметры, необходимые для реализации методики количественного анализа систем заводнения:
1. Коэффициенты взаимовлияния нагнетательных и добывающих скважин по потокам жидкости, нефти, воды:
где nsl — число линий в пучке линий тока от скважины i к скважине p;
— поток фазы j от скважины i по линии тока k в скважине p;
qp— общий дебит скважины p;
n — число фаз.
2. Определять зоны дренирования каждой из скважин и поровые объемы, дренируемые каждой из скважин;
3. Проводить трассировку линий тока, рассчитывать скорость движения фронта обводнения вдоль линий тока и время прорыва воды.
С использованием получаемых результатов может быть предложена следующая методика количественного анализа эффективности систем заводнения:
1. Расчет компенсации отбора закачкой с разделением по добывающим скважинам и степени участия в этом процессе индивидуально каждой из нагнетательных скважин;
2. Контроль сбалансированности систем заводнения;
3. Классификация нагнетательных скважин по эффективности

4. Классификация добывающих скважин по эффективности

5. Расчет коэффициента охвата по объему
Здесь Epe, Eip, Eie — коэффициенты охвата вытеснением потоками из-за контура к нефтяным скважинам, потоками от нагнетательных к нефтяным скважинам и от нагнетательных скважин за контур соответственно.
Ожидаемые результаты применения методики:
1. Выявление критических нагнетательных скважин, определяющих компенсацию отборов закачкой в конкретных добывающих скважинах с целью поддержания пластовых давлений и обеспечения необходимых депрессий.
2. Повышение охвата воздействием с целью целенаправленного вытеснения остаточных подвижных запасов и повышения КИН. Обоснованный выбор перевода добывающих скважин под нагнетание, оптимизация заводнения и увеличение составляющей Eip в формуле для коэффициента охвата.
3. Уменьшение обводнения продукции скважин, предупреждение ранних прорывов воды, выявление и устранение нерациональных циклов воды между нагнетательными и добывающими скважинами.
4. Обоснованный выбор технологических режимов нагнетательных скважин. Балансировка системы заводнения в результате изменения режимов работы нагнетательных скважин с целью упорядочения потоков флюидов между нагнетательными и добывающими скважинами.
5. Выявление неэффективных нагнетательных скважин для перераспределения или сокращения объемов закачки.
Апробация методики проведена на примерах Приграничного, Двуреченского, Западно-Полуденного и участка Советского месторождений Томской области.
ЛИТЕРАТУРА
1. Борисов Ю. П., Рябинина З. К., Воинов В. В. Особенности проектирования разработки неф¬тяных месторождений с учетом их неоднородности. — М.: Недра, 1976. — 285 с.
2. Ковалев В. С., Житомирский В. М. Прогноз разработки нефтяных месторождений и эффек¬тивность систем заводнения. — М.: Недра, 1976. — 247 с.
3. Full-Field Modeling Using Streamline-Based Simulation: 4 Case Studies / R. O. Baker, F. Kuppe, S. Chugh. et al. — SPE 66405.
4. Thiele M. R. Streamline Simulation, in proceedings of the 6th International Forum on Reservoir Simulation September 3rd-7th, 2001. Schloss Fuschl, Austria.
5. Sclumberger GeoQuest: Frontsim Reference Manual — 2002A Release, Schlumberger, Houston (2003).
6. Streamsim Technologies: 3DSL User Manual — Version 2.20, San Francisco — Calgary. July, 2004.
м