Использование данных промысловой геофизики для контроля за разработкой нефтяных и газовых месторождений

При контроле за разработкой месторождений углеводородов опе­рируют с большим объемом геолого-геофизической и промысловой информации. При этом отдельные виды деятельности могут быть ре­ализованы с использованием ЭВМ. Методики обработки зависят от типа отложений, свойств пластового флюида, назначения скважины (добывающая, нагнетательная, наблюдательная, пьезометрическая и т. п.), особенностей конструкции скважины, подземного оборудова­ния, обводнения скважины и других факторов. К середине 90-х го­дов было разработано несколько систем автоматизированной интер­претации, применяемых в промышленности.

В связи с разнообразием геологических и технологических усло­вий измерений, системы интерпретации должны обладать большой гибкостью и использовать разнообразные подходы. Так, например, в системе «Прайм», ориентированной на нефтяные месторождения, предусмотрены три варианта интерпретации:

практически полностью автоматизированная интерпретация с пакетным режимом обработки информации,

визуальная интерпретация, когда ЭВМ под контролем интерпре­татора выполняет ряд технических операций (визуализация и преоб­разование диаграмм, хранение данных, заполнение форм отчетности),

использование экспертной подсистемы, осуществляющей ин­терпретацию по признакам и правилам, соответствующим различ­ным состоянием пласта и скважины.

Общие принципы организации автоматизированной обработки данных ГИС-контроль определяют следующие факторы:

большой объем информации, включающей, кроме интерпре­тируемых диаграмм, другие геофизические, а также технологичес­кие данные по скважине, по истории ее эксплуатации. Многократ­ный рост информации происходит из-за необходимости выполнения периодических измерений на разных режимах работы скважины;

комплексность решаемых информационно-измерительной си­стемой задач: от хранения, преобразования и визуализации данных до собственно интерпретации, представления результатов и их вы­вода на разнообразные внешние устройства (в формах, требуемом разными заказчиками);

интерпретация непосредственно на скважине для немедлен­ного использования промысловыми службами, например, для выбо­ра мероприятий капитального ремонта скважины, перфорации ко­лонн и т. п.

В связи с этим обрабатывающая система должна допускать ее ис­пользование не только опытными интерпретаторами, но и персона­лом производственных партий.

Основные задачи интерпретации данных ГИС-контроля:

контроль за изменением газо- и нефтенасыщения пластов; ко­личественная оценка фильтрационно-емкостных параметров, в том числе значений текущих коэффициентов насыщения;

выделение интервалов притока и поглощения флюида (рабо­тающих пластов); определение фазовых дебитов в этих интервалах, построение профилей притока и поглощения;

определение пластовых давлений;

оценка истинных и расходных характеристик газожидкостной смеси в стволе скважины;

контроль технического состояния скважин: герметичность заколонного пространства и подземного оборудования; выявление и оценка заколонных перетоков; работа фильтров и перфорированных интервалов

При интерпретации данных геофизических исследований в процессе разработки месторождения важна принципиальная комплексность подхода для решения той или иной задачи. Примером комплексного подхода к решению задач контроля разработки является обрабатывающая система «Геккон», ориентированная на обработку данных по эксплуатационным и наблюдательным скважинам газовых, газоконденсатных, газонефтяных и нефтяных месторождений, а также подземных хранилищ газа (ПХГ). Примеры типичных задач, решаемых интерпретатором в системе «Геккон» с использованием комплекса методов [А. И. Ипатов, М.И. Кременецкий]:

определение дебитов работающих пластов по результатам механической (или термокондуктивной) расходометрии с привлечением термо- и барометрии. В автоматическом режиме определяется распределение плотности и состава двухфазного потока в стволе скважины по барометрии, влагометрии и плотностеметрии.

определение поинтервальных дебитов, пластовых давлений и коэффициентов дросселирования по измерениям расходомера, манометра и термометра на нескольких установившихся режимах отбора.

определение пластовых давлений и фильтрационных парамет­ров пластов по измерениям расходомера и манометра с привлечени­ем термометрии при нескольких установившихся режимах эксплу­атации.

определение по комплексу газогидродинамических исследова­ний: расходных параметров и состава многофазного потока; емкостных и эксплуатационных параметров потока; дебита газа по расходограмме.

оценка плотности и состава двухфазной смеси по барометрии (или плотностеметрии) с привлечением термометрии.

оценка плотности и состава трехфазной смеси по градиенту дав­ления (или плотностеметрии) и влагометрии.

Совместная обработка данных расходометрии и барометрии (или плотностеметрии) с привлечением термометрии для газожидкостного потока.

Интерфейсом программы предусмотрены запросы у пользовате­ля значений ряда параметров, используемых при решении отдель­ных задач (давление, температура, минерализация вод, коэффици­енты пористости и насыщения для опорных пластов, минералогичес­кий состав продуктивных пластов и др.). Данные могут быть заимствованы системой из результатов работы блоков, предназна­ченных для интерпретации других методов или даже тех же мето­дов, но зарегистрированных в другое время — например, до начала их обводнения или после обводнения.

Система «Геккон» является универсальной программой, обеспе­чивающей не только сложные алгоритмы интерпретации, но и редактирование диаграмм (учет результатов метрологии датчиков, увязка глубин, масштабирование цифро-аналоговых диаграмм), их преобразование (дифференцирование, сглаживание, нормализацию и т. п.). Развитие системы автоматизированной обработки данных ГИС-контроля позволило сделать их частью общей системы интер­претации данных ГИС с использованием стандартных технических возможностей по хранению, поиску и оформлению информации.

К такого рода системам нового поколения относятся: «DV-koht-роль» (Центральная Геофизическая Экспедиция — г. Москва); мо­дули системы «Камертон»: «Контроль» и «Гидра-Тест» (РГУ НГ им. И.М. Губкина); усовершенствованная система «Прайм» в сово­купности с модулем «Гидрозонд» (БГУ); зарубежные аналоги: «SPRInt» и «BorFlow» компании Шлюмберже, обрабатывающие комплексы фирмы «Kappa Engineering» и др.