|
УДК 622.276.344 |
Влияние геолого-физических факторов на процесс нефтеизвлечения (По данным статистического анализа залежей Азербайджана.)
М.Т. АБАСОВ, Ч.А. СУЛТАНОВ, А.В. ШАЦКИЙ [Ин-т ПГНГМ]
Важным аспектом проблемы совершенствования геологических основ разработки нефтяных месторождений является оценка влияния геолого-физических факторов на процесс нефтеизвлечения.
В настоящее время перспективность направления исследования связывается с применением статистических методов обработки фактических данных на ЭВМ. Однако в силу ряда причин (создание искусственного режима вытеснения, применение разнообразных систем размещения скважин и т.д.) полученная с новых площадей информация не может быть использована для построения адекватной, природой обусловленной зависимости процесса нефтеизвлечения от геолого-физических факторов. Вместе с тем ряд задач, возникающих при проектировании и разработке нефтяных залежей, решается или значительно упрощается при наличии именно такой зависимости. В этой ситуации нам представляется полезным проведение исследования на базе геолого-промыслового материала по длительно разрабатываемым месторождениям Азербайджана. С этой целью была составлена выборка из 70 детально изученных залежей основных месторождений региона, по которым в настоящее время запасы нефти переутверждены ГКЗ СССР.
Залежи характеризуются сложным тектоническим строением и приурочены в основном к антиклинальным складкам. Скопления нефти связаны с терригенными отложениями среднего плиоцена (продуктивная толща), характеризующимися ритмичным чередованием песков различной зернистости, песчаников, глин и алевритов.
Нефти отличаются высокой насыщенностью газом, который в некоторых залежах образует газовые шапки. Пластовые воды рассматриваемых объектов по химическому составу и физическим свойствам близки. Природной энергией сил, движущих нефть в пласте, обусловлено развитие режимов - растворенного газа, смешанного и водонапорного.
Основные принципиально важные особенности практически идентичной технологии разработки анализируемых залежей сводятся к следующему: быстрый охват всей нефтеносной площади уплотненной сеткой скважин (4-10)*104 м2/скв., одинаковая система размещения скважин (приближающаяся к сплошной), максимально возможные отборы нефти из скважин при эксплуатации (дебиты снижались из-за возникновения пробок), естественный режим разработки, отсутствие каких-либо мероприятий по воздействию на пласт.
При указанных геолого-технологических условиях нефтедобычи залежь практически мгновенно вовлекается в разработку и реализация её запасов ведется на пределе естественных добывных возможностей пласта. Поэтому правомерно полагать, что наблюдаемое по совокупности таких залежей разнообразие в динамике отборов нефти обусловлено преимущественно влиянием геолого-физических факторов.
Учитывая
результаты ранее проведенных исследований [1-3] из числа факторов, оказывающих
существенное влияние на процесс нефтеизвлечения (и определяющих также природный
режим залежей), в анализ включили: проницаемость пород-коллекторов LgКпр, количество цементирующего вещества Кц,
песчанистость Кп,
расчлененность Кр, эффективную толщину Hэф, вязкость пластовой нефти
Интервалы
изменения значений параметров следующие: LgКпр от 0,8451 до 2,8633 (проницаемость от 7 до 730*10-15 м2), Кц от 10,8 до 55,5 %, Кп от 34 до 77,2 %, Кр от 1,9 до 14,5, Нэф от 4 до 25 м,
от 1,6 до 30 мПа-с. Как видно, интервалы значений
параметров достаточно большие, т. е. на залежи, вошедшие в выборку, в основном
приходятся все значения параметров, характеризующие залежи Азербайджана.
За количественный показатель процесса нефтеизвлечения приняты отборы нефти по годам разработки Тt, вычисляемые по отношению годовой добычи нефти к величине балансовых запасов залежи (в %). Длительность анализируемого периода разработки составила 30 лет; поскольку из залежей за это время отбиралось до 80-90 % извлекаемых запасов, можно считать, что все принципиально важные стадии процесса нефтеизвлечения охвачены исследованием.
Для количественной оценки исследуемых связей применялся метод корреляционного анализа, реализуемый по стандартной программе на ЭВМ. В результате расчетов получено 180 значений коэффициентов парной корреляции и 30 множественной. Анализ коэффициентов множественной корреляции (рис. 1) показывает, что статистически значимое время влияния геолого-физических факторов на процесс нефтеизвлечения для рассматриваемой группы факторов составляет примерно 14 лет с начала разработки залежей. При этом теснота многомерной зависимости оценивается коэффициентами корреляции от 0,63 до 0,92, что позволяет говорить о доминирующем влиянии рассмотренной группы геолого-физических факторов, в которой представлены физико-литологические свойства коллекторов, физико-химические свойства насыщающих флюидов, макронеоднородность пластов.
Динамика отборов нефти (рис. 2) показывает, что при различных режимах разработки анализируемых залежей выделенным периодом влияния геологофизических факторов по времени охватываются стадии высоких и относительно высоких темпов отбора (например, при водонапорном режиме разработки это стадии основного периода). В течение этого периода степень реализации извлекаемых запасов соответственно режимам разработки залежей составляет: 70-90 % (при водонапорном), 40-75 % (при смешанном) и 30-60 % (при режиме растворенного газа). Для 80 % всех анализируемых залежей, разрабатываемых при различных режимах, отборы нефти составляют более 50 % извлекаемых запасов.
Таким образом, при рассматриваемой системе разработки период превалирующего влияния геолого-физических факторов на процесс нефтеизвлечения определен во времени (14 лет) и характеризуется сравнительно высокой степенью реализации извлекаемых запасов.
Далее
влияние каждого из факторов было прослежено посредством оценки коэффициентов
парной корреляции (рис. 3,
4). Анализ показывает, что во время разработки влияние это неоднозначно. Сроки
статистически значимого влияния каждого из геолого-физических факторов на
величину годового отбора нефти примерно составляют: Кпр и Кц 90-100 %, 
70%,
Кп 45%, Нэф 40 %, Кр 20 %. Сроки выхода факторов на максимум тесноты
корреляционной связи примерно составляют: Кр 10%,Кп и Нэф 25%,
30%, Кпр и Кц 35-40
% относительного времени.
Таким образом, по продолжительности влияния на процесс нефтеизвлечения выявляется следующая последовательность: физико-литологические свойства коллекторов - физико-химические свойства насыщающих флюидов - макронеоднородность пластов. В очередности выхода на максимум тесноты связи последовательность обратная.
На заключительном этапе исследования проведено моделирование динамики отборов нефти по годам разработки. Для улучшения адекватности моделей в группу входных параметров была включена плотность сетки скважин S, которая определялась величиной обратной отношению числа эксплуатационных скважин на каждый год разработки к площади залежи в пределах первоначального контура нефтеносности, м2/скв. При моделировании обработка фактических данных проводилась с помощью стандартной программы пошагового корреляционного анализа для ЭВМ. Искомая модель в общем виде описывается уравнением:
При этом коэффициенты регрессии, как обычно, оценивались методом наименьших квадратов, а переменные, подлежащие включению в регрессию, выбирались пошаговым методом: на каждом шаге в регрессию включалась та из переменных, которая давала наибольшее уменьшение остаточной суммы квадратов. Эффективность включения в регрессию очередной переменной оценивалась по F - критерию Фишера. Существенность коэффициентов регрессии проверялась по t - критерию Стьюдента.
В результате расчетов для периода влияния геолого-физических факторов на процесс нефтеизвлечения построено 14 (по числу лет) регрессивных уравнений, выражающих многомерную количественную зависимость годовых отборов нефти преимущественно от геолого-физических факторов. Например, уравнение для пятого года разработки имеет вид:
Проверка адекватности построенных уравнений по 20 залежам экзаменационной выборки показала хорошую сходимость расчетных и фактических данных динамики годовых отборов нефти.
Таким образом, в результате геологостатистического анализа залежей Азербайджана, разработка которых осуществлялась при различных естественных режимах, установлен определенный во времени период разработки (в зависимости от режима соответствующий реализации от 30 до 90 % извлекаемых запасов нефти). Он отличается превалирующим влиянием на процесс нефтеизвлечения геолого-физических факторов, причем это влияние носит динамичный характер (сроки влияния каждого фактора различны). Смоделирована динамика годовых отборов нефти в период влияния геолого-физических факторов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Абасов М.Т., Султанов Ч.А. Статистическое моделирование нефтяных залежей. Баку, Азернешр, 1980.
2. Моделирование природных режимов нефтяных месторождений/ М.Т. Абасов, Ч.А. Султанов, Б.М. Листенгартен и др.- Изв. АН АзССР. Сер. наук о Земле, 1975, № 6, с. 7-10.
3. Султанов Ч.А., Малхасян И.А., Шацкий А.В. Определение сроков добычи извлекаемых запасов нефти путем моделирования РНТС ВНИИОЭНГ. Сер. автомат, и телемех. нефт. пром-сти. 1978. № 3, с. 15-17.
Рис. 1. Кривая динамики тесноты R многомерной связи между отборами нефти и геолого-физическими факторами по годам разработки
Рис. 2. График динамики годовых отборов нефти при водонапорном (1), смешанном (2) и растворенного газа (3) режимах разработки
Рис. 3. Кривые динамики тесноты r парной связи между отборами нефти и песчанистостью (а), эффективной толщиной (б) и расчлененностью (в) по годам разработки
Рис. 4. Кривые динамики тесноты r парной связи между отборами нефти и вязкостью (а), проницаемостью (б) и количеством цементирующего вещества (в) по годам разработки
