RU2307379C1

RU2307379C1 - Method for gas deposit monitoring

Info

Publication number: RU2307379C1
Application number: RU2006106313/28A
Authority: RU
Inventors: Олег Петрович Андреев (RU); Олег Петрович Андреев; Сергей Каснулович Ахмедсафин (RU); Сергей Каснулович Ахмедсафин; Александр Иосифович Райкевич (RU); Александр Иосифович Райкевич; Игорь Александрович Зинченко (RU); Игорь Александрович Зинченко; Григорий Евсеевич Кривицкий (RU); Григорий Евсеевич Кривицкий; Евгений Федорович Безматерных (RU); Евгений Федорович Безматерных; Сергей Александрович Кирсанов (RU); Сергей Александрович Кирсанов; Юрий Федорович Моисеев (RU); Юрий Федорович Моисеев
Original assignee: ООО "Ямбурггаздобыча"
Priority date: 2006-03-01
Filing date: 2006-03-01
Publication date: 2007-09-27

Abstract

FIELD: geophysical industry, particularly use of gravitational prospecting methods for gas deposit development control.

SUBSTANCE: method involves performing periodical observation of gravity change in gravimetric points by arranging two point types, namely basic and regime ones, within the limits of gas deposit, wherein basic gravimetric points are arranged within production well cluster and adapted to determine extracted gas volume, reservoir pressure drop and gas-water surface movement from data obtained during development survey, and regime gravimetric points are located in deposit areas not drained by production wells; determining dependence between gravity change and above development parameters from periodical observations in basic points; using the obtained dependences to determine current gas reserves in deposit, gas distribution and fluid mass movement over total deposit area from determined gravity in regime points.

EFFECT: increased reliability and efficiency of gravitational gas deposit development control in time and volume.

2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области добычи нефти и газа, а именно для контроля разработки газовых месторождений.The invention relates to the field of oil and gas production, namely to control the development of gas fields.

Известен способ контроля эксплуатации газовых залежей, основанный на проведении в пределах площади месторождения или подземного газохранилища повторных наблюдений за изменениями силы тяжести, которые выполняют на долговременных гравиметрических пунктах, стабильно закрепленных на местности, и по изменениям поля силы тяжести судят о явлениях и процессах, происходящих в залежи (см. Файтельсон А.Ш., Золина С.П. "Использование режимных гравиметрических исследований для контроля за эксплуатацией газовых залежей и уточнения элементов их строения", Обзорная информация, серия "Геология и разведка газовых и газоконденсатных месторождений", Москва, 1984, Выпуск 11, с.2, 15-17).A known method of monitoring the operation of gas deposits, based on conducting within the area of a field or an underground gas storage, repeated observations of changes in gravity, which are performed on long-term gravimetric points stably fixed on the ground, and the changes in the field of gravity are used to judge the phenomena and processes that occur in deposits (see Veitelson A.Sh., Zolina SP "Use of regime gravimetric studies to monitor the operation of gas deposits and to clarify the elements of their oenia ", Overview, series" Geology and exploration of gas and gas condensate fields ", Moscow, 1984, Issue 11, p.2, 15-17).

Однако в способе отсутствуют конкретные критерии для выбора частоты повторных наблюдений, размещения долговременных гравиметрических пунктов, а истолкование результатов наблюдений основано на качественном их анализе, что не позволяет достичь высокой эффективности и результативности контроля.However, the method lacks specific criteria for choosing the frequency of repeated observations, the placement of long-term gravimetric points, and the interpretation of the results of observations is based on their qualitative analysis, which does not allow to achieve high efficiency and effectiveness of the control.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ гравитационного контроля месторождений углеводородов и подземных хранилищ газа, выбранный в качестве прототипа, при котором контроль за распределением и перемещением масс флюидов в недрах осуществляется по изменениям значений силы тяжести, измеряемым циклически в течение всего периода эксплуатации месторождения телеуправляемыми гравиметрами, которые размещают в отработанных разведочных скважинах (см. патент SU 1299318, кл. G01V 7/00, 27.06.1995).Closest to the proposed invention is a method of gravitational control of hydrocarbon deposits and underground gas storages, selected as a prototype, in which the distribution and movement of fluid masses in the bowels is controlled by changes in gravity values, measured cyclically throughout the entire period of the field’s operation by remote-controlled gravimeters, which are placed in used exploratory wells (see patent SU 1299318, class G01V 7/00, 06/27/1995).

Способ имеет те же недостатки - отсутствуют правила выбора скважин для проведения наблюдений и не определены приемы получения количественных характеристик отработки залежи. Кроме этого, количество разведочных скважин на месторождении ограничено, а их расположение может быть неоптимальным для целей контроля, поэтому обеспечить данным способом полноценный и эффективный мониторинг всего месторождения не удается. Также способ сложен в реализации и требует больших затрат, так как предполагает использование дорогостоящих скважинных гравиметров на все время эксплуатации месторождения.The method has the same disadvantages - there are no rules for choosing wells for observations and methods for obtaining quantitative characteristics of the development of the reservoir are not defined. In addition, the number of exploratory wells in the field is limited, and their location may not be optimal for control purposes, therefore, this method cannot be fully and effectively monitored for the entire field. Also, the method is difficult to implement and requires high costs, as it involves the use of expensive borehole gravimeters for the entire life of the field.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является оптимизация приемов получения количественных характеристик отработки залежи, а именно количества газа в месторождении, его распределения и перемещения его масс в залежи.The problem to which the present invention is directed, is the optimization of methods for obtaining quantitative characteristics of the development of deposits, namely the amount of gas in the field, its distribution and the movement of its masses in the deposits.

Техническим результатом, достигаемым при реализации изобретения, является повышение достоверности и эффективности гравитационного контроля отработки газового месторождения во времени и пространстве его объема.The technical result achieved by the implementation of the invention is to increase the reliability and efficiency of gravitational control of the development of a gas field in time and space of its volume.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что способ мониторинга разработки газовых месторождений включает проведение в течение всего периода эксплуатации месторождения циклических наблюдений за изменениями силы тяжести на гравиметрических пунктах, при этом в пределах месторождения размещают два типа пунктов наблюдения - базисные, которые размещают в пределах кустов эксплуатационных скважин, где по данным промыслово-геофизических исследований определяются объем отбора газа, падение пластового давления и перемещение газоводяного контакта, и режимные - на участках месторождения непосредственно не дренируемых эксплуатационными скважинами, по периодическим наблюдениям на базисных пунктах устанавливают зависимости между изменениями значений силы тяжести и указанными параметрами разработки, и полученные зависимости затем используют для определения по измеряемым значениям силы тяжести на режимных пунктах текущих запасов газа в месторождении, его распределения и перемещения масс флюидов по площади всего месторождения.The problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that the method of monitoring the development of gas fields includes conducting, throughout the entire period of the field’s operation, cyclical observations of changes in gravity at gravimetric points, while two types of observation points are placed within the field - basic, which placed within the clusters of production wells, where according to field geophysical studies the volume of gas withdrawal, the fall of the reservoir are determined pressure and movement of the gas-water contact, and mode - in areas of the field not directly drained by production wells, according to periodic observations at the base points, the relationships between changes in the values of gravity and the specified development parameters are established, and the obtained dependences are then used to determine the measured values of gravity on the mode points of current gas reserves in the field, its distribution and movement of fluid masses over the entire field.

Предпочтительно предварительно выполняют районирование месторождения и разбивают его на зоны с одинаковыми геологическим строением и промысловыми показателями, в пределах каждой зоны размещают не менее одного базисного пункта и несколько режимных, равномерно располагаемых по площади зоны, а периодичность наблюдений на базисном и режимных пунктах каждой зоны выбирают равной интервалу времени, за который при плановом темпе отбора газа величина изменения силы тяжести δg на базисном пункте достигнет значения ошибки ее измерения σ, при этом наблюдения на режимных пунктах начинают выполнять с запаздыванием на время, за которое изменение силы тяжести на базисном пункте составит 3σ, зависимости между указанными параметрами разработки и изменениями силы тяжести на базисных пунктах определяют на каждом шаге наблюдений после достижения приращения силы тяжести 3σ, для чего используют ряд последовательных наблюдений во временном интервале, в течение которого изменение силы тяжести также превысит 3σ, а пересчет наблюдаемых значений силы тяжести на режимных пунктах в текущие запасы газа в месторождении, его распределение и перемещение масс флюидов в залежи производят по достижении приращения δg=σ.Preferably, the zoning of the field is preliminarily performed and it is divided into zones with the same geological structure and field indicators, at least one base point and several regime equally distributed over the area of the zone are placed within each zone, and the frequency of observations at the basic and regime points of each zone is chosen equal to the time interval for which, at the planned rate of gas extraction, the magnitude of the change in gravity δg at the base point will reach the value of its measurement error σ, at ohms, observations at sensitive sites begin to be delayed by the time for which the change in gravity at the base point is 3σ, the dependencies between the indicated development parameters and changes in gravity at the base points are determined at each observation step after reaching an increment of gravity of 3σ, for which use a series of consecutive observations in the time interval during which the change in gravity also exceeds 3σ, and the recalculation of the observed values of gravity at sensitive points in the current gas passes in the field, its distribution and the movement of fluid masses in the deposits are performed upon reaching the increment δg = σ.

На фиг.1 показан участок газового месторождения, на котором производится гравиметрический мониторинг разработки; на фиг.2 - корреляционная зависимость между изменениями силы тяжести и параметром разработки - объемом отбора газа на эксплуатационном кусте, где расположен гравиметрический базисный пункт наблюдений; на фиг.3 - характер изменения во времени изменений силы тяжести на базисном и режимном пунктах наблюдений.Figure 1 shows the plot of the gas field, which is the gravimetric monitoring of development; figure 2 - correlation between changes in gravity and the development parameter - the volume of gas extraction at the operational cluster, where the gravimetric observation base is located; figure 3 - the nature of changes in time changes in gravity at the base and regime points of observation.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

Перед началом эксплуатации месторождения или на раннем этапе его разработки, основываясь на геолого-технологической модели месторождения, производят его районирование (фиг.1), выделяя в пределах контура 1 зоны 2, 3, 4 и т.д. Каждая зона представляет собой участок месторождения с одинаковым геологическим строением и промыслово-добычными показателями залежи.Before the start of exploitation of the field or at an early stage of its development, based on the geological and technological model of the field, it is zoned (Fig. 1), identifying zones 2, 3, 4, etc. within the boundaries of circuit 1. Each zone represents a section of a field with the same geological structure and field production indicators.

В соответствии с выполненным районированием, выбирают схему расположения гравиметрических базисных и режимных пунктов долговременных наблюдений. В пределах кустов 5 эксплуатационных скважин, пробуренных на месторождении, размещают базисные пункты 6 и закрепляют из на местности так, чтобы в пределах каждой зоны располагался хотя бы один базисный пункт. Пространство между кустами 5 скважин, которое собственно и подлежит мониторингу, покрывается, по возможности равномерно, сетью режимных пунктов 7.In accordance with the performed zoning, choose the location scheme of the gravimetric basis and regime points of long-term observations. Within the clusters of 5 production wells drilled in the field, base points 6 are placed and secured from the ground so that at least one base point is located within each zone. The space between the clusters of 5 wells, which, in fact, is subject to monitoring, is covered, as evenly as possible, by a network of security points 7.

Наблюдения на базисных пунктах применяют для получения в течение всего времени эксплуатации месторождения и для каждой его зоны корреляционных зависимостей (фиг.2) между параметрами разработки (объемов отбора газа, падений пластового давления и т.д.) и изменениями силы тяжести. Для получения зависимостей, например между объемом отбора газа 8 и приращением силы тяжести, используют результаты определения эксплуатационных параметров по промыслово-геофизическим исследованиям, выполняемым на соответствующем кусте. Результаты повторных периодических наблюдений на режимных пунктах пересчитываются с использованием полученных зависимостей в количественные характеристики отработки залежи на участках, не дренируемых эксплуатационными скважинами. Таким образом, мониторинг осуществляется не только во времени, но и по площади всего месторождения.Observations at basic points are used to obtain correlation dependences (Fig. 2) between the development parameters (gas withdrawal volumes, reservoir pressure drops, etc.) and changes in gravity over the entire life of the field and for each of its zones. To obtain dependences, for example, between the gas sampling volume of 8 and the increment of gravity, the results of determining operational parameters from field geophysical studies performed on the corresponding cluster are used. The results of repeated periodic observations at sensitive sites are recalculated using the obtained dependencies into the quantitative characteristics of mining the deposits in areas that are not drained by production wells. Thus, monitoring is carried out not only in time, but also over the area of the entire field.

Первый цикл наблюдений на базисных и режимных пунктах выполняют (фиг.3) в момент времени t₀, совпадающий с началом эксплуатации месторождения. Периодичность повторных наблюдений выбирают исходя из необходимости получения достоверных результатов измерения силы тяжести при приемлемом объеме наблюдений.The first cycle of observations at the base and regime points is performed (Fig. 3) at time t ₀ , which coincides with the start of field operation. The frequency of repeated observations is selected based on the need to obtain reliable results of measuring gravity with an acceptable amount of observations.

Поэтому наблюдения на базисных пунктах проводят не чаще, чем через интервал времени, за который приращение δg силы тяжести, при планируемом темпе отбора газа на кусте, может достичь значения ошибки измерения σ. При темпе отбора газа, равном ΔV, интервал времени Δt=t₁-to=t₂-t₁=... между повторными наблюдениями выбирают по формуле Δt=σ/k ΔV, где k - коэффициент пропорциональности, выбираемый по результатам теоретических расчетов изменения силы тяжести при отборе массы газа объемом ΔV. Это дает вероятность, равную 0,683, что отклонения между соседними по времени измерениями на базисных пунктах будут значимы.Therefore, observations at the base points are carried out no more often than after a time interval during which the increment δg of gravity, at the planned rate of gas extraction at the bush, can reach the measurement error value σ. At a gas sampling rate equal to ΔV, the time interval Δt = t ₁ -to = t ₂ -t ₁ = ... between repeated observations is selected by the formula Δt = σ / k ΔV, where k is the proportionality coefficient selected by the results of theoretical calculations changes in gravity during the selection of a gas mass of volume ΔV. This gives a probability of 0.683 that the deviations between the neighboring time measurements at the base points will be significant.

Так как участки, где располагаются режимные пункты, непосредственно не дренируются эксплуатационными скважинами, отбор запасов в них идет более медленными темпами и с запаздыванием. Поэтому повторные наблюдения на режимных пунктах начинают только после того, как изменение силы тяжести 9 на соответствующем базисном пункте достигнет или превысит 3σ, т.е. с момента времени t₃ и выполняют далее с той же периодичностью, что и на базисном пункте.Since the areas where the regime posts are located are not directly drained by production wells, the selection of reserves in them proceeds at a slower pace and with a delay. Therefore, repeated observations at sensitive points begin only after the change in gravity 9 at the corresponding base point reaches or exceeds 3σ, i.e. from time t ₃ and then perform with the same frequency as at the base point.

Для получения достоверных корреляционных зависимостей (вида 8 на фиг.2) их начинают вычислять также с момента времени t₃, после того, как изменение силы тяжести на базисном пункте превзойдет значение 3σ. Начиная с этого времени, зависимости устанавливают на каждом последующем шаге наблюдений. Для их вычисления используют ряд последовательных измерений силы тяжести во временном интервале, в течение которого приращение силы тяжести на базисном пункте превысит 3σ. Так, для первого вычисления используют измерения в моменты времени t₀, t₁, t₂ и t₃, для следующего - определения в моменты времени t₁ t₂, t₃ и t₄ т.д.To obtain reliable correlation dependences (type 8 in FIG. 2), they also begin to be calculated from time t ₃ , after the change in gravity at the base point exceeds 3σ. Starting from this time, dependencies are established at each subsequent step of observations. For their calculation, a series of successive measurements of gravity are used in the time interval during which the increment of gravity at the base point will exceed 3σ. So, for the first calculation, measurements are used at time t ₀ , t ₁ , t ₂ and t ₃ , for the next - determination at time t ₁ t ₂ , t ₃ and t ₄ etc.

Для исключения недостоверных результатов установленные зависимости применяют к измерениям 10 на режимных пунктах, когда изменение δg силы тяжести относительно измеренного здесь исходного значения достигнет или превысит ошибку измерения σ, т.е. с момента времени t₄ на фиг.3.To exclude unreliable results, the established dependences are applied to measurements 10 at regime points, when the change in gravity δg relative to the initial value measured here reaches or exceeds the measurement error σ, i.e. from time t ₄ in figure 3.

Настоящее изобретение может быть использовано в газодобывающей промышленности.The present invention can be used in the gas industry.

Claims

1. A method for monitoring the development of gas fields, which consists in conducting cyclical observations of changes in gravity at gravimetric points during the entire period of the field’s operation, characterized in that two types of observation points are placed within the field - basic, which are placed within the wells of production wells, where according to the data of field-geophysical studies, the volume of gas extraction, the drop in reservoir pressure and the movement of the gas-water contact are determined, and the regime - on sections of the field that are not directly drained by production wells, according to periodic observations at the base points, the relationships between changes in the gravity values and the indicated development parameters are established, and the obtained dependences are then used to determine the current gas reserves in the field, the distribution and displacement of fluid masses over the area of the entire field.

2. The method according to claim 1, characterized in that the zoning of the deposit is preliminarily performed and divided into zones with the same geological structure and production indicators, at least one base point and several regime zones, evenly distributed over the area of the zone, are placed within each zone, periodicity observations at the base and regime points of each zone are chosen equal to the time interval for which, at the planned rate of gas extraction, the magnitude of the change in gravity δg at the base point will reach its error value measurement δ, while observations at sensitive sites begin to be delayed by the time for which the change in gravity at the base point is 3σ, the dependencies between the indicated development parameters and changes in gravity at the base points are determined at each observation step after reaching a gravity increment of 3σ For this, a series of consecutive observations is used in the time interval during which the change in the force of gravity will also exceed 3σ, and the recalculation of the observed values of gravity in regimen nct in the current gas reserves in the field, its distribution and the movement of the masses of fluids into the deposits are performed upon reaching the increment δg = σ.