2014-02-13
18751
Эффективность процесса вытеснения нефти водой по промысловым данным выражается так называемыми характеристиками вытеснения нефти водой, представляющими собой зависимости нефтеотдачи от объема внедрившейся в залежь воды. Характеристика вытеснения для нефтяной залежи более полно характеризует эффективность разработки нефтяной залежи, чем, например, коэффициент нефтеотдачи. Характеристика вытеснения по нефтяной залежи отражает историю разработки нефтяной залежи, отчетливо показывал эффективность процесса вытеснения в любой момент разработки и является очень удобной формой для изучения характера и особенностей разработки и обводнения нефтяной залежи. Характеристика вытеснения показывает не только достигнутую нефтеотдачу по залежи, но и при каком расходе рабочего агента (воды) получена достигнутая нефтеотдача.
Характеристики вытеснения нефти водой могут быть выражены в различных модификациях.
Основными характеристиками можно считать зависимости:
| Вид характеристики | Авторы |
| 1.Qж/Qн=A+B*Qв 2.Qн=A+B/Qж 3.Qн=A+B/√Qж 4.Qн=A+B*(Qж)c 5.Qн=A+Bqн/qв 6.Qн=A+B*LnQж 7.Qн=A+B*LnQв 8.Q=A+B*Ln(q/q) 9.Ln(Qв/Qн)=A+B*Qн 10.Qж/Qн=A+B*Qж 11.(Qж/Qн)2=A+B*(Qж)2 12.Qв/Qн=B(Qн-A)/(C-Qн) 13.Qн=A+B*(Qв/Qж) 14.Qн=A[1-B*exp(-C*Qж)] | Назаров, Сипачев Камбаров Пирвердян Казаков Черепахин, Мовмыга Сазонов Максимов Гарба, Цимерман Французский институт нефти Сипачев, Пасевич Захаров Борисов Давыдов Шавалиев |
Здесь большие буквы, накопленные значения нефти, воды, жидкости, маленькие – текущие значения.
|
|
|
Коэффициенты, А, В, С – постоянные коэффициенты, определяемые путем обработки фактических данных методами математической статистики.
С помощью этих зависимостей можно:
1. Определить ожидаемые извлекаемые запасы нефти и сравнить их с утвержденными.
2. Определить эффективность от внедрения различных физико-химических и гидродинамических методов, направленных на повышение нефтеотдачи пластов и интенсификацию добычи нефти.
Для всех характеристик строится зависимость между параметрами, входящими в уравнение, которая на последнем участке аппроксимируется прямой линией. Далее экстраполируют эту прямую, в предположении, что прямолинейность сохраняется.
Рассмотрим некоторые, наиболее часто применяемые более подробно.
Характеристика вытеснения Максимова. Они выражаются уравнением показательной кривой:
Qн=В+А*LnQв
где Qн и Qe - накопленное количество добытой из залежи соответственно нефти и воды, Aи B - параметры, величина которых зависит от природных условий нефтяных залежей, а также от технологии их разработки.
В полулогарифмических координатах характеристика вытеснения превращается в прямую линию, что подтверждается тем, что при логарифмировании уравнения, она обращается в линейную функцию.
|
|
|
Характеристика вытеснения Максимова может быть представлена также в следующем виде:
Или
, где
η – текущая нефтеотдача пласта;
Qзап – геологические (балансовые) запасы нефти в залежи;
qж и qн – текущая добыча соответственно жидкости и нефти;
fв – текущая обводненность продукции, доли единицы.
Характеристика вытеснения Сазонова. Она также выражается уравнением показательной функции:
Qн=А+В*LgQж, где
Qж - накопленное количество добытой из залежи жидкости, остальные обозначения прежние. В полулогарифмических координатах она также превращается в прямую линию. Аналогично, характеристики вытеснения Сазонова можно представить в следующем виде:
или
В характеристиках вытеснения Максимова и Сазонова величина lga = tga - угловому коэффициенту прямой в системе координат Qн и lgQe или l gQж. Эта величина называется показателем эффективности процесса вытеснения, lgb - отрезок, отсекаемый на оси абсцисс.
Характеристика вытеснения Назарова-Сипачева. Она также основана на наличии зависимости накопленной добычи нефти (жидкости) от накопленной добычи
воды. В системе координат 
и Qв эта зависимость представляет собой прямую линию.
Поскольку величина углового коэффициента b равна:
,
то характеристику вытеснения Назарова можно представить в следующем виде:
Характеристика вытеснения Камбарова. Она выражается следующим уравнением гиперболического типа:
т.е. тоже основана на наличии зависимости накопленной добычи нефти ст накопленной добычи жидкости. Относительно текущей нефтеотдачи зависимость выражается следующим образом:
Имеются и другие виды характеристик вытеснения. Все они легко строятся по фактическим данным, а также их можно получить теоретическим путем, используя различные методики расчета процесса вытеснения нефти водою в пористой среде. На осях абсцисс может откладываться значение добытой жидкости или воды, или закачка воды, выраженная в объеме пор залежи, или в объеме пор активных запасов нефтяной залежи (безразмерное время).
Характеристики вытеснения используются для прогноза добычи и динамики обводненности по нефтяным залежам. При этом могут быть два случая. В первом случае нефтяная залежь находится в разработке и имеется начальный участок характеристики вытеснения. В этом случае производится экстраполяция характеристики вытеснения в системе координат, где она является линейной, или используются вышеприведенные формулы. Во-втором случае, нефтяная залежь еще не вступила в разработку или начальный участок очень мал. В этом случае, исходя из μо новой залежи, выбирается прогнозная характеристика вытеснения и расчеты выполняются по этой характеристике вытеснения.
Характеристики вытеснения используются для подсчета извлекаемых запасов нефти по залежи. Запасы могут быть определены по приведенным формулам, если значения fв при расчете принять за конечную обводненность, определенную из экономических соображений.
Характеристики вытеснения используются также для определения эффективности и дополнительной добычи нефти за счет различных геолого-технических мероприятий, новых технологий, методов увеличения нефтеотдачи пласта и т.д. Если геолого-техническое мероприятие способствует получению дополнительной добычи нефти, то это вызывает отклонение характеристики вытеснения в сторону оси координат. Дополнительная добыча нефти определяется как разница фактических и расчетных показателей, полученных линейной экстраполяцией на одинаковый объем жидкости или воды.
Характеристики вытеснения также широко используются для анализа разработки нефтяной залежи, так как в характеристиках вытеснения находит отражение весь сложный и многогранный процесс вытеснения нефти водой в пористой неоднородной среде в систему скважин.
|
|
|
Совершенно очевидно, что все эти зависимости не могут одинаково корректно использоваться для разных условий месторождений. Были неоднократные попытки установить пределы применимости каждой зависимости и автоматизации выбора наиболее приемлемой для конкретных геолого-физических и промысловых условий объекта. Ряд характеристик может применяться на средней стадии разработки месторождений, другие на поздней. В частности, учеными института Гипровостокнефть, делались работы по установлению пределов применимости характеристик вытеснения по обводненности например. Так, на основании обработки большого промыслового материала по месторождениям Урало-Поволжья, были сделаны выводы, что характеристика Сазонова может применяться при обводненности продукции 60-70%, Максимова 80%. Была создана программа, позволяющая осуществить автоматический переход с одной характеристики на другую при достижении обводненности перехода. Но надо иметь в виду, что каждый конкретный объект должен рассматриваться индивидуально, т.к. только статистическая выборка промысловых данных не может дать корректной оценки процесса разработки. Не случайно ни в одном руководящем документе нет однозначных рекомендаций по использованию той или иной характеристики. На точность прогноза влияют: геолого-физические параметры, стадия разработки, количество точек на кривой на участке аппроксимации.
Недостатками характеристик вытеснения являются:
1. все они получены эмпирическим путем на основе обобщения промысловых данных ограниченного количества месторождений
2. к каждому пласту необходимо подбирать свою характеристику
3. достоверность прогноза зависит от временного интервала в предпрогнозный период, четких критериев выбора оптимального периода не существует
4. отсутствует надежный механизм разделения эффекта от нескольких разновременных мероприятий по ПНП (пример).
Несколько рекомендаций для применения характеристик вытеснения с целью определения эффективности мероприятий по ПНП и ИДН:
|
|
|
1. Практически все характеристики вытеснения работают при обводненности от 50%. Применение их на более ранней стадии необоснованно.
2. Для построения аппроксимационной зависимости выбирается прямолинейный участок кривой, но не менее 5-6 и не более 10-12 точек.
3. Т.к. объективных критериев отбора характеристик не существует, расчет ведется как минимум по 3 зависимостям, по которым коэффициент детерминации (или корреляции) наиболее близок к 1.
4. Определение эффекта – средняя по нескольким рассчитанным зависимостям.
