RU2343274C1 - Method of evaluation of space distribution of oil saturated regions in watered beds - Google Patents

Method of evaluation of space distribution of oil saturated regions in watered beds Download PDF

Info

Publication number
RU2343274C1
RU2343274C1 RU2007108980/03A RU2007108980A RU2343274C1 RU 2343274 C1 RU2343274 C1 RU 2343274C1 RU 2007108980/03 A RU2007108980/03 A RU 2007108980/03A RU 2007108980 A RU2007108980 A RU 2007108980A RU 2343274 C1 RU2343274 C1 RU 2343274C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oil
water
flooding
increase
regions
Prior art date
Application number
RU2007108980/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007108980A (en
Inventor
Владимир Анатольевич Иванов (RU)
Владимир Анатольевич Иванов
Владимир Яковлевич Соловьев (RU)
Владимир Яковлевич Соловьев
Original Assignee
Владимир Анатольевич Иванов
Владимир Яковлевич Соловьев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Владимир Анатольевич Иванов, Владимир Яковлевич Соловьев filed Critical Владимир Анатольевич Иванов
Priority to RU2007108980/03A priority Critical patent/RU2343274C1/en
Publication of RU2007108980A publication Critical patent/RU2007108980A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2343274C1 publication Critical patent/RU2343274C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Earth Drilling (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: invention refers to development and operation of oil deposits under water drive mode, particularly to methods of increasing oil withdrawal from bed. Method includes charting of deposit maps by means of isochrones of flooding. According to invention by means of hydrodynamic investigations of water flooded wells there is obtained a dependence of production flooding on yield of extracted fluid. Oil saturated regions in water flooded, non-uniform by permeability beds are evaluated by the character of change of the above said dependence and by the time of existence of positive effect of decreased production water flooding. Monotonous decrease of production flooding at increase of liquid yield and its constancy at the set mode of operation testify of presence of patches of regions with residual oil saturation washed up with water during operation. Monotonous increase of production water flooding at increase of liquid yield testify of presence of regions stretched for tens and hundreds of meters and distributed uniformly along the whole bed including regions with primary oil saturation not participating in filtration. Also variations of flooding values in time testify of non-uniform in stretching distribution of oil-saturated regions. Abrupt decrease of flooding of production at increase of liquid yield, achieving maximum water flooding and following abrupt increase of flooding tell of presence of space stretched regions with intermediary oil saturation - they are transitive regions of hydrodynamic capillary displacement.
EFFECT: increased oil withdrawal from bed.
1 tbl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области разработки и эксплуатации нефтяных месторождений при водонапорном режиме, в частности к способам увеличения нефтеотдачи пласта.The invention relates to the field of development and operation of oil fields under water pressure conditions, in particular to methods for increasing oil recovery.

В нефтедобывающей промышленности известен способ разработки месторождений, заключающийся в задании аналитических зависимостей всех основных технологических и экономических показателей основных параметров нефтяных пластов, фильтрующихся через них флюидов, применяемых систем разработки и динамики осуществления технических мероприятий [1]. Экономико-математическая модель строится на основе учета запасов месторождения, параметров физико-геологических свойств пород и необходимого комплекса мероприятий, проводимых как в начале, так и на последующих стадиях эксплуатации пласта.In the oil industry, a method for developing fields is known, which consists in setting the analytical dependences of all the main technological and economic indicators of the main parameters of oil reservoirs, fluids filtered through them, the development systems used and the dynamics of technical measures [1]. The economic and mathematical model is built on the basis of taking into account the reserves of the field, the parameters of the physical and geological properties of the rocks and the necessary set of measures carried out both at the beginning and at the subsequent stages of the formation operation.

К недостаткам известного способа [1] следует отнести то, что применяемые методики, основанные на аналитических расчетах, используют параметры системы пласт-скважина-насос с очень большими пространственными погрешностями. Отсутствие реальных аналитических зависимостей между основными параметрами добывающих скважин не позволяет выполнить объективную оценку эффективности проводимых мероприятий по увеличению нефтеотдачи, снижению обводненности продукции и уменьшению неизвлекаемых запасов.The disadvantages of the known method [1] include the fact that the applied methods based on analytical calculations use the parameters of the reservoir-well-pump system with very large spatial errors. The lack of real analytical relationships between the main parameters of production wells does not allow an objective assessment of the effectiveness of measures taken to increase oil recovery, reduce water cut and reduce non-recoverable reserves.

Из известных технических решений наиболее близким к заявляемому способу, одновременно являющимся базовым, является метод изохрон обводнения залежей [2, с.37-61]. Метод изохрон обводнения заключается в построении карт продвижения внутреннего контура нефтеносности по простиранию площади залежи с помощью изохрон - линий одновременного появления воды в продукции добывающих скважин. Изохроны обводнения площади залежи в зависимости от возможной детализации проводят через 0,5-1,5 года эксплуатации. Балансовым методом по накопленной добыче нефти и первоначальным ее запасам определяются на даты фиксированного фронта обводнения текущие коэффициенты нефтеотдачи и охвата заводнением для залежи в целом. На основе динамики этих показателей за предшествующий период разработки делается прогноз на последующий период разработки.Of the known technical solutions closest to the claimed method, which is also the base, is the isochron method of flooding deposits [2, p. 37-61]. The method of irrigation isochron is to build maps of the advancement of the internal contour of oil along the strike of the reservoir area using isochron - lines for the simultaneous appearance of water in the production of producing wells. The isochrones of flooding the area of the deposit, depending on the possible detail, are carried out after 0.5-1.5 years of operation. The balance method for the accumulated oil production and its initial reserves is determined at the dates of the fixed watering front by the current oil recovery and waterflood coverage rates for the reservoir as a whole. Based on the dynamics of these indicators for the previous development period, a forecast is made for the subsequent development period.

Известный способ [2] имеет следующие основные недостатки. Показатели заводнения продуктивных пластов методом изохрон обводнения оцениваются приближенно ввиду ограниченного числа определений текущего положения водонефтяного контакта по простиранию и сложной формы этого контакта в объеме залежи при внедрении воды в неоднородный пласт [2, с.47]. Этот метод пригоден лишь для залежей пластового типа, когда происходит фронтальное продвижение воды. Для залежей массивного типа, с вертикальным внедрением воды, требуется развитие метода [2, с.61].The known method [2] has the following main disadvantages. The waterflooding of productive formations by the method of isochron flooding is estimated approximately due to the limited number of determinations of the current position of the oil-water contact along strike and the complex shape of this contact in the volume of the reservoir when water is introduced into the heterogeneous formation [2, p. 47]. This method is suitable only for reservoir-type deposits when the frontal advancement of water occurs. For deposits of massive type, with vertical introduction of water, the development of the method is required [2, p. 61].

Целью предлагаемого способа является увеличение нефтеотдачи пласта.The aim of the proposed method is to increase oil recovery.

Поставленная цель достигается тем, что с помощью гидродинамических исследований скважин:This goal is achieved by the fact that with the help of hydrodynamic studies of wells:

- определяется пространственное распределение нефтенасыщенных областей в заводненных пластах;- the spatial distribution of oil-saturated areas in water-flooded formations is determined;

- выясняются причины, приводящие к формированию нефтенасыщенных областей в заводненных пластах;- the reasons leading to the formation of oil-saturated areas in water-flooded formations are clarified;

- предлагаются мероприятия по воздействию на пласт, увеличивающие нефтеотдачу пласта.- measures for stimulation of the reservoir are proposed that increase oil recovery.

При эксплуатации нефтяных месторождений, разрабатываемых при водонапорном режиме, вода обычно не полностью заполняет поровое пространство пласта, которое первоначально было занято нефтью. Это приводит к совместной фильтрации вторгшейся в пласт воды и оставшейся в нем постепенно вымываемой нефти. Особенности фильтрации несмешивающихся жидкостей зависят от геологических неоднородностей пласта (зональность, слоистость, прерывистость и пр.) и технологических показателей эксплуатации скважин. Для выявления взаимосвязи геологических и технологических показателей на характер заводнения пластов использовался гидродинамический метод исследования скважин на стационарных режимах работы или метод установившихся отборов [3, с.96-116]. При проведении исследований смена режимов работы добывающего насоса производилась без остановки скважинного оборудования с помощью частотно-регулируемого привода (ЧРП). Использование ЧРП позволяло изменять производительность добывающего насоса в 1,4 раза в сторону уменьшения и в 1,6 раза в сторону увеличения от номинальной производительности добывающего насоса [4]. Применение ЧРП позволяет производить измерение параметров в широких пределах изменения дебита добываемой жидкости.In the exploitation of oil fields developed under pressure, water usually does not completely fill the pore space of the reservoir, which was originally occupied by oil. This leads to a joint filtration of the water that has invaded the formation and the oil gradually washed out in it. Features of filtration of immiscible fluids depend on geological heterogeneities of the formation (zoning, layering, discontinuity, etc.) and technological indicators of well operation. To identify the relationship of geological and technological indicators on the nature of waterflooding, the hydrodynamic method of researching wells at stationary operating conditions or the method of steady-state selection was used [3, pp. 96-116]. During the research, the operation modes of the production pump were changed without stopping the downhole equipment using a variable frequency drive (VFD). The use of VFD allowed to change the productivity of the production pump 1.4 times downward and 1.6 times upward from the nominal capacity of the production pump [4]. The use of VFD allows the measurement of parameters over a wide range of changes in the flow rate of the produced fluid.

Промысловые исследования проводились в 2000-2003 годах на действующих месторождениях НК «Лукойл» (г.Когалым, Западная Сибирь), эксплуатируемых более 20 лет. В экспериментах было задействовано 28 скважин, обводненность которых превышала 80%. Изменением частоты питающего тока производилось сканирование режимов работы добывающего насоса в диапазоне устойчивой работы системы пласт-скважина-насос. Одновременно на каждом режиме осуществлялась регистрация параметров: дебит добываемой жидкости Qж; ее обводненность В; электрическая мощность W, подводимая к добывающему насосу; динамический уровень Нд; избыточное давление на устье скважины Ру. При переходе от одного режима работы добывающего насоса на другой параметры измерялись не ранее, чем через 3-5 часов, при обязательном установлении дебита скважины и стабильного динамического уровня. Установление стабильного динамического уровня свидетельствовало о балансе притока жидкости из пласта к скважине и отборе ее с помощью добывающего насоса. Стабильная и строго фиксированная мощность, подводимая к добывающему насосу, а также возможность ее изменения с помощью ЧРП без остановки технологического процесса позволяли выявить зависимость измеряемых параметров добывающих скважин от дебита добываемой жидкости.Field research was carried out in 2000-2003 at the existing fields of NK “Lukoil” (Kogalym, Western Siberia), operated more than 20 years. In the experiments, 28 wells were involved, the water cut of which exceeded 80%. By changing the frequency of the supply current, the operating modes of the production pump were scanned in the range of stable operation of the reservoir-well-pump system. At the same time, in each mode, the parameters were recorded: flow rate of the produced fluid Q w ; its water content In; electric power W supplied to the production pump; dynamic level N d ; overpressure at the wellhead R y . When switching from one operating mode of the production pump to another, the parameters were measured no earlier than 3-5 hours, with the obligatory establishment of the well flow rate and a stable dynamic level. The establishment of a stable dynamic level testified to the balance of fluid flow from the reservoir to the well and its selection using a production pump. Stable and strictly fixed power supplied to the production pump, as well as the possibility of changing it using the VFD without stopping the process, revealed the dependence of the measured parameters of production wells on the production rate of the produced fluid.

Измерение дебита скважин производилось с помощью автоматизированного группового замерного устройства (АГЗУ) типа «Спутник АМ-40» с относительной погрешностью измерения 4% [5]. Обводненность добываемой жидкости определялась с помощью устройства, описанного в работе [6], и в лаборатории химико-аналитическим методом с использованием проб, взятых на устье скважин. Относительная погрешность измерения обводненности указанными методами не превышала 8%. Электрическая мощность, подводимая к добывающим насосам, измерялась с относительной погрешностью, не превышающей 2%. Измерение динамического уровня производилось с помощью эхолота «СУДОС-автомат» с относительной погрешностью измерения, не превышающей 1%. В качестве исходной информации при анализе экспериментальных данных использовались зависимости измеренных параметров от частоты или электрической мощности, подводимой к добывающему насосу. Примеры построения этих зависимостей в графическом виде приведены в работах [7, 8], в которых по этим зависимостям определялись оптимальные эксплуатационные параметры добывающего насоса.Well production was measured using an automated group metering device (AGZU) of the "Sputnik AM-40" type with a relative measurement error of 4% [5]. The water cut of the produced fluid was determined using the device described in [6], and in the laboratory by the chemical-analytical method using samples taken at the wellhead. The relative measurement error of water cut by the indicated methods did not exceed 8%. The electric power supplied to the production pumps was measured with a relative error not exceeding 2%. The dynamic level was measured using the SUDOS-Avtomat sonar with a relative measurement error not exceeding 1%. When analyzing the experimental data, the initial information was the dependence of the measured parameters on the frequency or electric power supplied to the production pump. Examples of constructing these dependencies in graphical form are given in [7, 8], in which the optimal operational parameters of the production pump were determined from these dependencies.

В таблице 1 представлены эксплуатационные параметры 11 из 28 тестируемых скважин. Меньшее число скважин взято из соображения наглядности представления экспериментального материала в графическом виде. Обозначения, принятые в таблице 1: В - обводненность добываемой продукции; Qж - дебит жидкости; Qн - дебит нефти. С точки зрения увеличения нефтеотдачи пласта результаты гидродинамических исследований удобно интерпретировать графически в виде зависимости обводненности продукции от дебита добываемой жидкости В=f(Qж). Эта зависимость обладает количественной информацией, характеризующей изменение доли воды в продукции в зависимости от дебита добываемой жидкости. Для построения этой зависимости достаточно знать изменение двух параметров: дебит жидкости Qж и соответствующее ему значение обводненности В. На чертеже приведены зависимости В=f(Qж) для 11 скважин, эксплуатационные параметры которых содержатся в таблице 1.Table 1 presents the operational parameters of 11 of the 28 wells tested. A smaller number of wells was taken for reasons of visual presentation of the experimental material in graphical form. Designations adopted in table 1: B - water content of the extracted products; Q W - flow rate; Q n - oil flow rate. From the point of view of increasing oil recovery, the results of hydrodynamic studies are conveniently interpreted graphically in the form of the dependence of the water cut on the production rate of the produced fluid B = f (Q W ). This dependence has quantitative information characterizing the change in the proportion of water in the product depending on the flow rate of the produced fluid. To build this dependence, it is enough to know the change in two parameters: the liquid flow rate Q w and the corresponding water cut value B. The figure shows the dependences B = f (Q w ) for 11 wells, the operational parameters of which are contained in table 1.

Экспериментальные данные, представленные на чертеже, наглядно демонстрируют сложную зависимость обводненности от дебита жидкости. Для анализа все исследуемые скважины, данные которых представлены на чертеже, можно разбить на три группы.The experimental data presented in the drawing clearly demonstrate the complex dependence of the water cut on the flow rate of the liquid. For analysis, all the studied wells, the data of which are presented in the drawing, can be divided into three groups.

К первой группе относятся скважины 2422, 4154, 8141. Для этих скважин характерно монотонное уменьшение обводненности с увеличением дебита добываемой жидкости.The first group includes wells 2422, 4154, 8141. These wells are characterized by a monotonic decrease in water cut with an increase in the production rate of the produced fluid.

Ко второй группе относятся скважины 2244, 5528, 2367, для которых увеличение дебита добываемой жидкости приводит к монотонному увеличению обводненности.The second group includes wells 2244, 5528, 2367, for which an increase in the production rate of the produced fluid leads to a monotonic increase in water cut.

К третьей группе относятся скважины 2248 и 1790, для которых с увеличением дебита наблюдается резкое уменьшение обводненности, достижение минимального значения обводненности, после которого происходит резкое увеличение обводненности. К третьей группе скважин следует отнести также скважины 1641 и 2246. Для этих двух скважин при расширении диапазона изменения дебита жидкости должен наблюдаться минимум значения обводненности, но это требует замены добывающего насоса.The third group includes wells 2248 and 1790, for which with an increase in production a sharp decrease in water cut is observed, reaching a minimum value of water cut, after which there is a sharp increase in water cut. Wells 1641 and 2246 should also be assigned to the third group of wells. For these two wells, when expanding the range of changes in the fluid flow rate, a minimum value of water cut should be observed, but this requires the replacement of the production pump.

Только одна скважина 2227 из 11 скважин имеет признаки, характеризующие скважины первой и второй групп. С ростом дебита жидкости вначале наблюдается монотонное увеличение обводненности, а затем монотонное уменьшение обводненности.Only one well 2227 of 11 wells has features characterizing the wells of the first and second groups. With an increase in fluid flow rate, at first a monotonic increase in water cut is observed, and then a monotonic decrease in water cut.

Такое сложное проявление зависимости В=f(Qж) связано с процессами, протекающими в поровом пространстве пласта и приводящими к изменению фазовых проницаемостей. Основными силами, препятствующими совместной фильтрации несмешивающихся жидкостей в поровом пространстве, являются: поверхностные (капиллярные) силы, силы вязкого сопротивления (гидродинамические) и гравитационные силы, которые действуют совместно [9, с.9]. Фазовые проницаемости зависят от насыщенности пласта вытесняющей фазой (водой). В реальных условиях в пласте на поздней стадии разработки месторождений выделяют области, отличающиеся степенью истощенности пласта:Such a complex expression of the dependence of B = f (Q w) connected with the processes occurring in the pore space of the formation and resulting in a change in permeability. The main forces that prevent the joint filtration of immiscible liquids in the pore space are: surface (capillary) forces, viscous drag forces (hydrodynamic) and gravitational forces that act together [9, p. 9]. Phase permeabilities depend on the saturation of the formation with the displacing phase (water). In real conditions, in the reservoir at a late stage of field development, areas distinguished by the degree of reservoir depletion are distinguished:

- с остаточной нефтенасыщенностью, т.е. области промытые водой в процессе эксплуатации;- with residual oil saturation, i.e. areas washed with water during operation;

- с начальной нефтенасыщенностью, это области, не принимавшие участие в фильтрации;- with initial oil saturation, these are areas that did not participate in the filtration;

- переходные области гидродинамического капиллярного вытеснения с промежуточной нефтенасыщенностью.- transitional regions of hydrodynamic capillary displacement with intermediate oil saturation.

Формирование этих областей при заводнении пластов связано с макронеоднородностью (слоистостью) и неоднородностью внутренней структуры поровой среды (микронеоднородностью).The formation of these areas during waterflooding is associated with macroinhomogeneity (layering) and heterogeneity of the internal structure of the pore medium (microinhomogeneity).

Для первой группы скважин монотонное уменьшение обводненности продукции при увеличении дебита жидкости обусловлено остаточной нефтенасыщенностью дренируемых областей пласта. Дренируемые области пласта содержат целики небольших размеров (от десятков сантиметров до нескольких метров) с промежуточной насыщенностью, образовавшиеся под действием капиллярных сил в неоднородной поровой среде. При увеличении депрессии возрастает роль гидродинамических сил, что приводит к постепенному вымыванию нефти из целиков.For the first group of wells, a monotonic decrease in the water cut of the product with an increase in the flow rate is due to the residual oil saturation of the drained areas of the formation. Drained areas of the reservoir contain pillars of small sizes (from tens of centimeters to several meters) with intermediate saturation, formed under the action of capillary forces in an inhomogeneous pore medium. With increasing depression, the role of hydrodynamic forces increases, which leads to a gradual leaching of oil from the pillars.

Для второй группы скважин монотонное увеличение обводненности продукции при увеличении дебита связано с тем, что дренируемые области пласта характеризуются слоистой неоднородностью и включают в себя прослои с начальной нефтенасыщенностью. При вытеснении нефти из послойно неоднородных пластов вода занимает более проницаемые прослои, и распределение фаз определяется силами вязкого трения, т.е. гидродинамическими силами [9, с.9]. Заполнив высокопроницаемые прослои, вода начинает впитываться в малопроницаемые прослои, вытесняя из них нефть. Чем меньше депрессия, тем на большее расстояние внедряется вода в малопроницаемые прослои и больше нефти вытесняет из них в высокопроницаемые прослои. Поэтому с увеличением депрессии роль поверхностных сил уменьшается, а роль гидродинамических сил возрастает, что приводит к увеличению обводненности продукции.For the second group of wells, a monotonic increase in water cut of the product with an increase in production rate is due to the fact that the drained areas of the formation are characterized by layered heterogeneity and include interlayers with initial oil saturation. When oil is displaced from layer-by-layer heterogeneous formations, water occupies more permeable layers, and the phase distribution is determined by viscous friction forces, i.e. hydrodynamic forces [9, p. 9]. Filling highly permeable interlayers, water begins to be absorbed into low permeable interlayers, displacing oil from them. The smaller the depression, the greater the distance that water penetrates into low-permeable interlayers and the more oil displaces them into highly permeable interlayers. Therefore, with an increase in depression, the role of surface forces decreases, and the role of hydrodynamic forces increases, which leads to an increase in water cut in production.

Изменение обводненности продукции скважины 2227 (см. чертеж) указывает на различный характер пространственного распределения остаточной нефтенасыщенности дренируемых областей пласта. Участок зависимости В=f(Qж) с монотонно возрастающей обводненностью свидетельствует о слоистой неоднородности дренируемых областей пласта. Участок зависимости В=f(Qж) с монотонно уменьшающейся обводненностью указывает на наличие целиков небольших размеров с промежуточной насыщенностью.The change in water cut in well production 2227 (see the drawing) indicates a different nature of the spatial distribution of the residual oil saturation of the drained areas of the formation. The depending portion = f (Q w) with monotonically increasing water content indicates a layered formation heterogeneity drained areas. The plot of dependence B = f (Q g ) with a monotonously decreasing water cut indicates the presence of pillars of small size with intermediate saturation.

Характер изменения обводненности скважин третьей группы свидетельствует о наличии в дренируемой области пласта пространственно протяженных областей с начальной нефтенасыщенностью. Например, скважина имеет пространственно сформированный конус обводнения, блокирующий зоны пласта с начальной нефтенасыщенностью. Другим примером является газовая блокировка нефтенасыщенных областей пласта при интенсивном отборе жидкости, когда давление в призабойной зоне пласта становится ниже давления насыщения. Для участка зависимости В=f(Qж) с уменьшающейся обводненностью характерно преобладание поверхностных сил над гидродинамическими. При малых значениях дебита давление в дренируемой области пласта высокое, что создает благоприятные условия для внедрения воды в нефтенасыщенные области и вытеснения из них нефти в водонасыщенные области. Для перемещения к добывающим скважинам нефти, вытесняемой из нефтенасыщенных областей, необходимы определенные значения депрессии. Этим объясняется уменьшение обводненности при увеличении дебита жидкости. Возрастающий участок зависимости В=f(Qж) характеризуется уменьшением роли поверхностных сил и увеличением роли гидродинамических сил. Минимальное значение обводненности для скважин третьей группы соответствует равенству влияния поверхностных и гидродинамических сил.The nature of the change in water cut in the wells of the third group indicates the presence of spatially extended areas with initial oil saturation in the drained area of the formation. For example, a well has a spatially formed watering cone blocking the formation zones with initial oil saturation. Another example is gas blocking of oil-saturated areas of the formation during intensive fluid withdrawal, when the pressure in the bottom-hole zone of the formation becomes lower than the saturation pressure. For the plot of dependence B = f (Q g ) with decreasing water cut, a predominance of surface forces over hydrodynamic is characteristic. At low flow rates, the pressure in the drained area of the formation is high, which creates favorable conditions for the introduction of water into oil-saturated areas and the displacement of oil from them into water-saturated areas. To move oil displaced from oil-saturated areas to production wells, certain values of depression are necessary. This explains the decrease in water cut with increasing fluid flow rate. The increasing portion of the dependence B = f (Q g ) is characterized by a decrease in the role of surface forces and an increase in the role of hydrodynamic forces. The minimum water cut value for the wells of the third group corresponds to the equality of the influence of surface and hydrodynamic forces.

Исследования скважин по определению зависимости обводненности от дебита добываемой жидкости (см. чертеж) не позволяют в полной мере оценить объемы нефтенасыщенных областей. При переводе скважин на режим с минимальным значением обводненности продукции ожидаемый эффект может быть непродолжительным. Время существования положительного эффекта зависит от пространственных размеров нефтенасыщенных областей.Well studies to determine the dependence of water cut on the production rate of the produced fluid (see drawing) do not allow us to fully evaluate the volumes of oil-saturated areas. When switching wells to the regime with a minimum value of water cut, the expected effect may be short-lived. The lifetime of a positive effect depends on the spatial dimensions of the oil-saturated areas.

Расположение и количество остаточной нефти в коллекторах зависит от преимущественной смачиваемости породы водой или нефтью. При движении в пористой среде несмешивающихся жидкостей (воды и нефти) каждая из фаз движется по своей системе поровых каналов, сохраняя непрерывность [9, с.8-10]. В общем случае распределение фаз определяется поверхностными силами, силами вязкого сопротивления и силой тяжести. При некоторой скорости течения вытесняющей воды устанавливается капиллярное равновесие, и нефтеотдача стремится к некоторому пределу. Каждая из фаз (вода и нефть) течет в занимаемом ею поровом пространстве пласта под действием «своего» давления [10, с.118-127]:The location and amount of residual oil in the reservoirs depends on the predominant wettability of the rock with water or oil. When immiscible liquids (water and oil) move in a porous medium, each of the phases moves along its own system of pore channels, maintaining continuity [9, pp. 8-10]. In general, the phase distribution is determined by surface forces, viscous resistance forces, and gravity. At a certain flow rate of the displacing water, capillary equilibrium is established, and oil recovery tends to a certain limit. Each of the phases (water and oil) flows in the pore space of the reservoir occupied by it under the influence of “its own” pressure [10, p.118-127]:

u1=-(k·f11)·gradP1, u2=-(k·f22)·gradP2,u 1 = - (k · f 1 / µ 1 ) · gradP 1 , u 2 = - (k · f 2 / µ 2 ) · gradP 2 ,

где индекс 1 для воды, индекс 2 для нефти, k - абсолютная проницаемость, f1 и f2 - относительные фазовые проницаемости, µ1 и µ2 - фазовые вязкости. Разность давлений в фазах (P12) равна капиллярному давлению Рс:where index 1 is for water, index 2 is for oil, k is absolute permeability, f 1 and f 2 are relative phase permeabilities, μ 1 and μ 2 are phase viscosities. The pressure difference in the phases (P 1 -P 2 ) is equal to the capillary pressure P with :

Figure 00000001
,
Figure 00000001
,

где α - межфазное натяжение; m - пористость; J(S) - функция Леверетта, характеризующая зависимость капиллярного давления от водонасыщенности. Таким образом, распределение фаз в пористой среде определяется двумя основными параметрами: капиллярными силами и насыщенностью порового пространства водой.where α is the interfacial tension; m is the porosity; J (S) is the Leverett function characterizing the dependence of capillary pressure on water saturation. Thus, the phase distribution in a porous medium is determined by two main parameters: capillary forces and saturation of the pore space with water.

Изменение режима работы добывающего насоса приводит к изменению давления и распространению возмущения давления в пористой среде. На границе раздела незаводненных низкопроницаемых и заводненных высокопроницаемых областей пласта возникает градиент давления, направленный по нормали к поверхности контакта, а также капиллярные силы, направленные на выравнивание насыщенностью нефтью и водой в смежных областях пласта. Это приводит к возникновению перетоков жидкостей. Вода, смачивающая горную породу, по порам малого сечения впитывается в области пласта, насыщенные нефтью, и вытесняет нефть по порам большого сечения. В [10, с.125] приведены оценочные формулы для определения характерного времени нестационарного перераспределения давления t1=L2/æ и характерного времени вытеснения t2=L/u, где æ - коэффициент пьезопроводности, L - характерный размер нефтенасыщенной области, u - средняя скорость фильтрации. Обычно скорость фильтрации в поровой среде составляет 10-3 см/с, а коэффициент пьезопроводности составляет 104 см2/с. Следовательно, характерные времена перераспределения давления t1 и вытеснения нефти из нефтенасыщенных областей t2 зависят от размеров нефтенасыщенных областей L. Например, если протяженность нефтенасыщенной области пласта будет составлять 500 м, то характерное время нестационарного перераспределения давления составитChanging the operating mode of the production pump leads to a change in pressure and the propagation of pressure disturbances in the porous medium. At the interface between the non-flooded low-permeability and water-flooded high-permeability areas of the formation, a pressure gradient arises normal to the contact surface, as well as capillary forces aimed at equalizing oil and water saturation in adjacent areas of the formation. This leads to the flow of liquids. Water wetting the rock is absorbed through the pores of a small cross section in the reservoir area, saturated with oil, and displaces the oil through the pores of a large cross section. In [10, p.125], estimation formulas are given for determining the characteristic time of unsteady pressure redistribution t 1 = L 2 / æ and the characteristic displacement time t 2 = L / u, where æ is the piezoelectric conductivity coefficient, L is the characteristic size of the oil-saturated region, u - average filtration rate. Typically, the filtration rate in the pore medium is 10 −3 cm / s and the piezoelectric conductivity coefficient is 10 4 cm 2 / s. Therefore, the characteristic times of pressure redistribution t 1 and oil displacement from oil-saturated regions t 2 depend on the size of oil-saturated regions L. For example, if the length of the oil-saturated region of the reservoir is 500 m, then the characteristic time of unsteady pressure redistribution will be

t1=L2/æ =(5·104 см)2/(104 см2/c)=2,5·105 с≈3 сут,t 1 = L 2 / æ = (5 · 10 4 cm) 2 / (10 4 cm 2 / s) = 2.5 · 10 5 s≈3 days,

а характерное время вытеснения составитand the typical displacement time is

t2=L/u=(5·104 см)/(10-3 см/с)=5·107 с=19,3 мес~1,6 года.t 2 = L / u = (5 · 10 4 cm) / (10 -3 cm / s) = 5 · 10 7 s = 19.3 months ~ 1.6 years.

Характерное время вытеснения определяет продолжительность режима работы скважины с меньшими значениями обводненности.The characteristic displacement time determines the duration of the well operating mode with lower water cut values.

Для определения продолжительности существования положительного эффекта с помощью ЧРП устанавливают режим работы скважины с минимальным значением обводненности и осуществляют контроль за параметрами: дебитом жидкости, ее обводненностью, динамическим уровнем. Причем дебит жидкости с помощью ЧРП поддерживают постоянным. Если с течением времени обводненность продукции не изменяется, то скважину эксплуатируют на этом режиме.To determine the duration of the existence of a positive effect using VFD, a well operating mode is established with a minimum water cut value and parameters are monitored: fluid flow rate, water cut, dynamic level. Moreover, the fluid flow rate using VFD is kept constant. If over time the water cut of the product does not change, then the well is operated in this mode.

Для скважин первой группы неизменность обводненности продукции на установленном режиме работы скважины означает, что в дренируемой области пласта содержатся целики небольших размеров с промежуточной насыщенностью, распределенные равномерно по всему объему дренируемой области пласта. Для скважин второй группы неизменность обводненности на установленном режиме свидетельствует о наличии в дренируемой области пласта протяженных по простиранию прослоев (десятки и сотни метров) с начальной нефтенасыщенностью, распределенных равномерно по всему объему дренируемой области пласта. Если с течением времени будут наблюдаться колебания значения обводненности продукции, то это свидетельствует о неравномерном по простиранию распределении целиков и прослоев в дренируемой области пласта. По продолжительности изменения величины обводненности продукции можно судить о пространственном распределении относительно добывающей скважины целиков и прослоев в дренируемой области пласта. Если с течением времени эффект уменьшения обводненности исчезает, то следует применять нестационарные технологии нефтеизвлечения [11].For the wells of the first group, the constant water cut of the product at the established well operation mode means that the drained area of the reservoir contains small pillars with intermediate saturation, distributed uniformly throughout the volume of the drained area of the formation. For wells of the second group, the invariability of water cut in the established mode indicates the presence in the drainage area of the formation of extended along the strike streaks (tens and hundreds of meters) with initial oil saturation, distributed uniformly throughout the volume of the drained area of the formation. If, over time, fluctuations in the water cut value are observed, then this indicates an uneven distribution of pillars and interlayers in the drained area of the formation along the strike. By the duration of the change in the water cut of the product, one can judge the spatial distribution of the pillars and interlayers in the drained area of the formation relative to the producing well. If, over time, the effect of reducing water cut disappears, then non-stationary oil recovery technologies should be used [11].

Для скважин третьей группы вывод скважин с помощью ЧРП на режим с минимальным значением обводненности соответствует уменьшению депрессии и увеличению давления в дренируемой области пласта. При этом достигается равенство влияния поверхностных и гидродинамических сил. Поверхностные (капиллярные) силы направлены по нормали к поверхности, разделяющей нефтенасыщенные и водонасыщенные области, и способствуют внедрению воды по порам малого сечения и вытеснению нефти по порам большого сечения. Гидродинамические силы, пропорциональные депрессии, направлены в горизонтальной плоскости по радиусу к добывающим скважинам. Одновременное действие этих сил приводит не только к вытеснению нефти из нефтенасыщенных областей в нижерасположенные водонасыщенные области, но и в горизонтальном направлении к добывающим скважинам. Это приводит к разрушению конуса обводнения, блокирующего зоны пласта с начальной нефтенасыщенностью. Увеличение давления в призабойной зоне пласта приводит к разрушению газовой блокировки нефтенасыщенных областей пласта. Если при выводе скважин третьей группы на минимальное значение обводненности эффект уменьшения обводненности продукции непродолжителен, то необходимо с помощью ЧРП уменьшить дебит жидкости до минимально возможного. Увеличение давления в призабойной зоне пласта приводит к уменьшению влияния гидродинамических сил и увеличению влияния поверхностных сил, что способствует более эффективному разрушению конуса обводнения или газовой блокировки. Затем дебит жидкости выводят на режим с минимальным значением обводненности продукции и поддерживают его постоянным при эксплуатации скважины. Для скважин, у которых остаточные запасы нефти занимают пространственно протяженные области пласта с начальной нефтенасыщенностью, характерное время вытеснения может составлять годы.For wells of the third group, the output of wells using VFD to the regime with a minimum water cut value corresponds to a decrease in depression and an increase in pressure in the drained area of the reservoir. In this case, equality of influence of surface and hydrodynamic forces is achieved. The surface (capillary) forces are directed normal to the surface separating the oil-saturated and water-saturated regions, and contribute to the introduction of water through the pores of a small section and the displacement of oil through the pores of a large section. Hydrodynamic forces proportional to the depression are directed in a horizontal plane along the radius to the producing wells. The simultaneous action of these forces leads not only to the displacement of oil from oil-saturated areas to lower water-saturated areas, but also in the horizontal direction to production wells. This leads to the destruction of the cone of flooding, blocking the formation zone with initial oil saturation. The increase in pressure in the bottomhole formation zone leads to the destruction of gas blocking of oil-saturated areas of the formation. If during the withdrawal of wells of the third group to the minimum water cut value, the effect of reducing the water cut of the product is short-lived, then it is necessary to reduce the fluid flow rate to the minimum possible using VFD. An increase in pressure in the bottom-hole zone of the formation leads to a decrease in the influence of hydrodynamic forces and an increase in the influence of surface forces, which contributes to a more effective destruction of the cone of flooding or gas blocking. Then the fluid flow rate is brought to the regime with a minimum value of water cut of the product and keep it constant during well operation. For wells in which the residual oil reserves occupy spatially extended areas of the reservoir with the initial oil saturation, the typical displacement time can be years.

Именно гидродинамическое исследование обводнившихся скважин, заключающееся в установлении зависимости обводненности продукции от дебита жидкости, определении по характеру изменения обводненности продукции от дебита жидкости и по времени существования положительного эффекта уменьшения обводненности добывающей скважины, позволяющей установить пространственное распределение нефтенасыщенных областей в заводненных пластах, является сущностью данного изобретения.It is a hydrodynamic study of waterlogged wells, which consists in establishing the dependence of water cut on production rate, determining the nature of the change in water cut on production rate and the time of existence of the positive effect of reducing water cut in a producing well, which allows to establish the spatial distribution of oil-saturated areas in water-filled formations, is the essence of this invention .

Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения «новизна». При изучении других технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, не были выявлены, и поэтому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию «существенные отличия».Thus, the claimed method meets the criteria of the invention of "novelty." When studying other technical solutions in this technical field, the features that distinguish the claimed invention from the prototype were not identified, and therefore they provide the claimed technical solution with the criterion of "significant differences".

Использование предлагаемого способа определения пространственного распределения нефтенасыщенных областей в заводненных пластах позволяет по сравнению с существующими: установить пространственное распределение нефтенасыщенных зон в дренируемых областях пласта; выяснить причины, приводящие к формированию нефтенасыщенных областей в неоднородных по проницаемости заводненных пластах; выбрать мероприятия по воздействию на пласт, увеличивающие нефтеотдачу пласта. Следует отметить, что исследования скважин, вывод скважин на заданный режим и поддержание заданного режима эксплуатации скважин производится с помощью частотно-регулируемого привода без остановки технологического процесса.Using the proposed method for determining the spatial distribution of oil-saturated areas in water-flooded formations allows, in comparison with existing ones: to establish the spatial distribution of oil-saturated zones in drained areas of the formation; to find out the reasons leading to the formation of oil-saturated areas in heterogeneous permeability flooded formations; to choose measures on the impact on the reservoir, increasing oil recovery. It should be noted that well research, bringing wells to a predetermined mode and maintaining a given mode of well operation is carried out using a variable frequency drive without stopping the process.

Источники информацииInformation sources

1. Лысенко В.Д. Оптимизация разработки нефтяных месторождений. - М.: Недра, 1991. - 296 с.1. Lysenko V.D. Optimization of oil field development. - M .: Nedra, 1991 .-- 296 p.

2. Сургучев М.Л. Методы контроля и регулирования процесса разработки нефтяных месторождений. - М.: Недра, 1968. - 301 с.2. Surguchev M.L. Methods of monitoring and regulating the process of developing oil fields. - M .: Nedra, 1968 .-- 301 p.

3. Мищенко И.Т. Скважинная добыча нефти. - М.: Нефть и газ, 2003. - 816 с.3. Mishchenko I.T. Downhole oil production. - M .: Oil and gas, 2003 .-- 816 p.

4. Максимов В.П., Семенченко П.Г., Ханжин В.Г. Регулируемое управление приводом установок погружных электронасосов. - М.: Обзорная информация ВНИИОЭНГ. Сер. «Машины и нефтяное оборудование», 1981. - 32 с.4. Maksimov V.P., Semenchenko P.G., Khanzhin V.G. Adjustable drive control of submersible pumps. - M.: Overview of VNIIOENG. Ser. "Machines and oil equipment", 1981. - 32 p.

5. Белов В.Г., Соловьев В.Я. Модернизация АГЗУ «Спутник АМ-40» и методики измерения. // Нефтяное хозяйство, 2000, №10, с.118-121.5. Belov V.G., Soloviev V.Ya. Modernization of the Sputnik AM-40 AGZU and measurement methods. // Oil industry, 2000, No. 10, p.118-121.

6. Белов В.Г., Иванов В.А., Соловьев В.Я. Измерение обводненности продукции нефтяных скважин. // Нефтяное хозяйство, 2003, №4, с.111-113.6. Belov V.G., Ivanov V.A., Soloviev V.Ya. Measurement of water cut in oil well products. // Oil industry, 2003, No. 4, p.111-113.

7. Патент RU №2240422. Бюл. №32. 20.11.2004. Способ оптимизации процесса извлечения нефти из пласта. / Александров Г.Ф., Соловьев В.Я., Назаров А.Е. и др.7. Patent RU No. 2240422. Bull. Number 32. 11/20/2004. A way to optimize the process of extracting oil from the reservoir. / Alexandrov G.F., Soloviev V.Ya., Nazarov A.E. and etc.

8. Белов В.Г., Иванов В.А., Мусаев Х.Ц., Соловьев В.Я. Определение оптимальных эксплуатационных параметров системы нефтяной пласт-скважина-насос. // Нефтяное хозяйство, 2004, №7, с.100-102.8. Belov V.G., Ivanov V.A., Musaev H.C., Soloviev V.Ya. Determination of the optimal operational parameters of the oil reservoir-well-pump system. // Oil industry, 2004, No. 7, pp. 100-102.

9. Кузнецов Г.С., Леонтьев Е.И., Резванов Р.А. Геофизические методы контроля и разработки нефтяных и газовых месторождений. - М.: Недра, 1991. - 223 с.9. Kuznetsov G.S., Leontiev E.I., Rezvanov R.A. Geophysical methods of control and development of oil and gas fields. - M .: Nedra, 1991 .-- 223 p.

10. Баренблатт Г.И., Ентов В.М., Рыжик В.М. Движение жидкостей и газов в продуктивных пластах. - М.: Недра, 1984. - 211 с.10. Barenblatt G.I., Entov V.M., Ryzhik V.M. The movement of liquids and gases in reservoirs. - M .: Nedra, 1984. - 211 p.

11. Владимиров И.В. Нестационарные технологии нефтедобычи. - М.: ОАО «ВНИИОЭНГ», 2004. - 216 с.11. Vladimirov I.V. Non-stationary oil production technologies. - M.: VNIIOENG OJSC, 2004. - 216 p.

Таблица 1Table 1 No. СкважинаWell Тип насосаPump type В, %AT, % Qж, м3/сутQ W , m 3 / day Qн, м3/сутQ n , m 3 / day 1one 24222422 ЭЦН-80ESP-80 9292 9090 77 22 22272227 ЭЦН-80ESP-80 8989 101101 11eleven 33 81418141 ЭЦН-50ESP-50 100one hundred 8585 00 4four 41544154 ЭЦН-80ESP-80 9999 104104 1one 55 17901790 ЭЦН-50ESP-50 8787 6161 11eleven 66 16411641 ЭЦН-30ESP-30 100one hundred 3636 00 77 22462246 ЭЦН-125ESP-125 8989 122122 1313 88 55285528 ТД-1200TD-1200 8585 168168 2525 99 23672367 ТД-1750TD-1750 9090 221221 2222 1010 22482248 ЭЦН-80ESP-80 9090 116116 11eleven 11eleven 22442244 ЭЦН-125ESP-125 8383 9797 1616

Claims (1)

Способ определения характера пространственного распределения нефтенасыщенных областей в заводненных пластах, включающий построение карт залежей с помощью изохрон обводнения, отличающийся тем, что с помощью гидродинамических исследований обводнившихся скважин получают зависимость обводненности продукции от дебита добываемой жидкости, по характеру изменения которой и по времени существования положительного эффекта уменьшения обводненности продукции характеризуют нефтенасыщенные области в заводненных неоднородных по проницаемости пластах, а именно: монотонное уменьшение обводненности продукции при увеличении дебита жидкости и ее неизменность при установленном режиме эксплуатации свидетельствует о наличии областей небольших размеров с остаточной нефтенасыщенностью, промытых водой в процессе эксплуатации; монотонное увеличение обводненности продукции при увеличении дебита жидкости свидетельствует о наличии протяженных по простиранию, десятки и сотни метров, и распределенных равномерно по всему пласту областей, включающих области с начальной нефтенасыщенностью, не принимавших участия в фильтрации, при этом колебания значений обводненности во времени свидетельствуют о неравномерном по простиранию распределении нефтенасыщенных областей; резкое уменьшение обводненности продукции при увеличении дебита жидкости, достижение минимальной обводнености и последующее резкое увеличение обводненности свидетельствует о наличии пространственно протяженных областей с промежуточной нефтенасыщенностью - переходными областями гидродинамического капиллярного вытеснения. A method for determining the spatial distribution of oil-saturated areas in water-filled formations, including constructing reservoir maps using isochron irrigation, characterized in that, using hydrodynamic studies of waterlogged wells, the water cut is dependent on the production rate of the produced fluid, the nature of the change of which and the lifetime of the positive decrease effect water cuts characterize oil-saturated areas in permeable non-uniform waterfloods five layers, namely: a monotonic decrease with increasing water-cut production fluid flow rate and its invariability of the operation mode set indicates the presence of areas of small dimensions with a residual oil saturation, washed with water during operation; a monotonous increase in water cut of the product with an increase in fluid flow rate indicates the presence of tens and hundreds of meters extended along strike, and areas distributed uniformly throughout the reservoir, including areas with initial oil saturation, not taking part in the filtration, while fluctuations in water cut values over time indicate uneven along the strike distribution of oil-saturated areas; a sharp decrease in the water cut of the product with an increase in the liquid flow rate, the achievement of the minimum water cut and the subsequent sharp increase in the water cut indicate the presence of spatially extended regions with intermediate oil saturation - transitional regions of hydrodynamic capillary displacement.
RU2007108980/03A 2007-03-12 2007-03-12 Method of evaluation of space distribution of oil saturated regions in watered beds RU2343274C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007108980/03A RU2343274C1 (en) 2007-03-12 2007-03-12 Method of evaluation of space distribution of oil saturated regions in watered beds

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007108980/03A RU2343274C1 (en) 2007-03-12 2007-03-12 Method of evaluation of space distribution of oil saturated regions in watered beds

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007108980A RU2007108980A (en) 2008-09-20
RU2343274C1 true RU2343274C1 (en) 2009-01-10

Family

ID=39867569

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007108980/03A RU2343274C1 (en) 2007-03-12 2007-03-12 Method of evaluation of space distribution of oil saturated regions in watered beds

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2343274C1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112200689B (en) * 2019-07-08 2024-03-29 中国石油天然气股份有限公司 Method and device for determining potential dispersity of oil reservoir seepage field

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
СУРГУЧЕВ В.Д. Оптимизация разработки нефтяных месторождений. - М.: Недра, 1991, с.37-61. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007108980A (en) 2008-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107575207B (en) Method for predicting water flooding wave and radius of oil field
Bachu Drainage and imbibition CO2/brine relative permeability curves at in situ conditions for sandstone formations in western Canada
Baker Reservoir management for waterfloods-Part II
RU2433250C1 (en) Method of oil development by using periodic operation of producer wells with operation portions varying with oil well fluid density variation
CN111706320B (en) Measure well/layer rapid screening plate establishing method based on yield and water content change master control factor cluster analysis
RU2343274C1 (en) Method of evaluation of space distribution of oil saturated regions in watered beds
Mazo et al. Numerical SimulatioN of oil reServoir Polymer floodiNg by the model of fixed Stream tube
RU2184216C1 (en) Process of development of oil field
RU2655310C1 (en) Method for determining efficiency of hydraulic well formation fracturing
RU2464414C1 (en) Method of developing multi-bed massive oil deposit
RU2595112C1 (en) Method for development of oil deposit at late stage of development
CN106529199B (en) A kind of determination method of Conglomerate Reservoir chemical flooding well spacing
Colin et al. Perched water interpretation: case study in offshore Egypt
RU2626491C1 (en) Recovery method of multiple zone oil deposits with hydrodynamically related reservoirs
RU2416715C1 (en) Procedure for development of oil deposit
Sazonov Hydrodynamic simulation of reservoir fluids filtration at diverter technology conditions
RU2766482C1 (en) Method for development of oil deposit with inter-formation cross-flows
RU2162141C1 (en) Method of oil pool development
RU2191255C1 (en) Method of oil pool development
RU2527413C1 (en) Method for reduction of water influx to horizontal hole in fractured-porous type reservoir
RU2805435C1 (en) Method for developing water-flooded reservoir-type oil deposit
RU2421606C1 (en) Procedure for development of oil-water deposit
RU2378501C1 (en) Method to develop oil-in-water accumulation
RU2717326C1 (en) Method of formation coverage evaluation by development system
RU2630320C1 (en) Method for adjustable liquid injection in production formation

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090313