Fursov_A.Ya_._Novye_napravleniya_v_modelirovanii_gazoneftyanyh_zalezhey
.pdfАкаде.мические чте1111Я
Acaclemic fectш·ing
FEDERAL AGENCY ON EDLICATION
ТНЕ GLIВI<IN RUSSIAN STATE UNIVERSIТY
OF OIL AND GAS
A.J. FURSOV
NEW DIRECTIONS IN ТНЕ OIL
POOL MODELING
PuЬlishers <<Oil and Gas>>
Gubkiп Russian State University of Oil and Gas
Moscow, 2006
2
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
РОССИЙСКИЙ l'ОСУААРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
НЕФТИ И ГАЗА им. И.М. ГУБКИНА
А.Я. ФУРСОВ
НОВЫЕ НАПРАВАЕНИЯ В МОДЕАИРОВАНИИ
ГАЗОНЕФТЯНЫХ ЗААЕ)КЕЙ
Издательство <<Нефть и газ•> pry нефти и газа им. И.М. Губкина
Москва, 2006
3
УАК 65.304.13
Ф95
Фурсоn А.Я. Новые направления n моделираnании Ф95 газанефтяных залежей / Серия <<Академические чтения>>.
Вьш. 44. -М.: 000 <<Изд-nо <<Нефть и газ>> РГУ нефти и газа
им. И.М. Губкина, 2006. - 28 с.
Доклад состоялся 19 февраля 2004 г. Доложенная работа вы
полнена совместно с А.А. Румянljевым. Докладчикдоктор геоло
го-минералогических наук, академик АГН, член-корреспондент
РАЕН, директор Центр::! гсологи•1еских исследов::lпий ОАО
<<ВНИИнсфть>>.
Редак:gионнал коллегия
А.И. Владимираn
В.А. Винокураn Г.М. Сорокин
И.Г. Фукс
Редактор серии - М.А. МЕДВЕДЕВА
©Фурсов АЯ, 2006
©РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2006
4
Морфологические особенности газанефтяных залежей оп ределяют площадные и объемные характеристики зон различно го насыщения: газанефтяные (ГН), газонефтеводяные (ГНВ), неф тегазовые (НГ), нефтеводяные (НВ) и чисто нефтяные (ЧН). Эти
зоны обозначают различные технологические поля месторожде ния и позволяют оценить качество запасов. lJенность запасов за
лежи в первую очередь зависит от доли запасов в ЧНЗ.
В остальных зонах контактность флюидов, обладающих раз ными физическими свойствами, сильно осложняет прочесе раз работки из-за развития явления конусаобразования и смещения
запасов нефти в газовую шапку и подошвенную воду. Предупреждение этих прочессов или минимизация их влия
ния составляют основу всех технологий, используемых при эксп
луатации газанефтяных залежей.
Основным геологическим элементом этих технологий явля ется классифиr<ация запасов по контактности флюидов, позволя
ющая в пределах каждой зоны разделить запасы на контактные и
неконтактные, в зависимости от распределения внутрипластово
го неколлектора в нефтяной оторочке (Н.Я. Медведев, 1997). В
результате удается получить локмьную характеристику защищен
ности нефтяной оторочки от конусаобразования в разрезе каж
дой скважины, детализировать структуру запасов по контактнос ти флюидов. Последним шагом в оценке защищенности нефтя ной оторочки от воздействия газовой шапки и подошвенной воды будет, очевидно, учет не только вертикальной составляющей дви жения флюидов через контакты, обусловливающей конусообра
зование, но и латермьной составляющей.
5
При наклоне слоев по отношению к контактам разрез сква
жины может быть закрыт по вертикальному н::tправлению, но открыт по латерали. Это обстоятельство приводит к необходи
мости рассм<привать закрытость разреза в заnисимости от направ
ления движ:ения флюида: вдоль слоя или вдоль направления на
пластования пород. В далr,нейшем, учитывая, что напр<шление
наnластования пород в npeдeлZix пласта отклоняется от вертика
ли на первые десятки с::tнтиметров, для кр::tткости будем говорить
о nертикальном движ:ении флюидов.
Взаимный наклон слоев и контактоn можно охарактеризо вать с помощью р::tзли<Jных показателей. Наибольший интерес представляет толщина разреза нефтяной оторо<Jки, которая от
о~кает слои пород, считая от поверхности контакт<~, при прохож
дении от одной скn<~>кины к другой. Эту вели<Jину будем в д<~ль
нейшем называть связанной толщиной. В ее предел<Jх р<~сполага
ются слои нород, пересек::~ющие контакт и выходящие в газоnую
ш<~ш<у или подошвенную воду, иными словами, слои пород, свя
зывающие нефтяную оторо<Jку с газовой шапкой или подошвен ной водой в латеральном н;шраnлении.
К<~рта связанных толщин строится для заданной модели на пластования пород по ближайшим скважинам. Карта связанных
толщин мож.ет строиться как в изолиниях, показьшающих уклон
слоев по отношению к контактам, так и в векторной форме: век торы показьшают направления уклона слоев и его вели<Jину. На рис. 1 представлен смешанный вариант карты: связанные толщи
ны отображены с помощью изолиний, а направление по восста
нию пород указано стрелками. По этим направлениям движутся
основные потоки нефти, смещаемые в прочессе разработки в га
зовую шапку.
Интерпретачия карт связанных толщин достато<Jно проста.
В нагнетательной скважине связанная толщина относится к сло
ям нефтяной оторо<Jки, из которых n области влияния этой сква
жины формируются латеральные перетоки нефти в газовую шапку
или подошвенную воду. В добывающих скважинах в пределах свя
занных толщин нолучают развитие латеральные прорьшы газа или
подошвенной воды.
6
Из результатов численного моделирования проуесса разра ботки известно, что в однородном анизотропном пласте с гори
зонтальной плоскопараллельной геометрией среды и контактов объем перетоков может изменяться в очень широких пределах n зависимости от положения интервалов перфорауии. Совершен
но о•1еnидно, что при тех же условиях n расчлененном пласте с
линзоnидным размещением неколлекторов объем перетокоn бу дет меньше. Объем перетоков еще уменьшится, если все некол лекторы разместить в nиде выдержанных слоев. Уменьшение объе ма. перетоков при линзовидном и послойном размещении непро
ниуаемых пород связано с увеличением макроанизотропии сре
ды. Если н:1рушить плоскопараллелЬную геометрию среды - раз nернуть среду по отношению к контактам на некоторый угол,
объём перетоков во всех трех случJях повысится (рис. 2). Наиболь шее увеличение произойдет для среды с послойным размещени
ем непрониуаемых слоев, наименьшее - для однородной анизот
ропной среды.
Перетоки достигнут максимальных значений во всех тех случа ях, когда слои пород будут пересекать оторочку по диагонали между нагнетательной и добывающей скважинами от одного контакта к
другому.
Эффект увеличения перетоков легко прослеживается для
сред, имеющих регулярное строение (чередование коллектор неколлектор) или близких к ним по своему строению (случайное распределение линз неколлектора). В средахснерегулярным стро
ением провести сравнение затруднительно, так как при наклоне
слоев дополнительно изменяются параметры газовой шапки, не
фтяной оторочки и подошвенной воды - моделируемая среда
становится другой. В нерегулярных средах объем перетоков мо жет изменяться в широких пределах и быть в расчлененных раз
резах как больше, так и меньше объема перетоков из нерасчле
ненных разрезов.
Из этих примеров следует важный вывод: объем перетоков в неоднородной среде начинает быстро изменяться уже при ма лых углах наклона и может оказаться как меньше, так и больше,
чем в однородной среде. Следовательно, для оченки величины
8