К оглавлению

УДК 622.276

К оценке проявлений внутреннего водонапорного режима по геофизическим и гидродинамическим данным

Р. Д. ДЖЕВАНШИР, Р. Ю. АЛИЯРОВ (ИПГНГМ)

В практике разработки месторождений нефти и газа с аномально высокими пластовыми давлениями (АВПД) отмечены факты появления в эксплуатационных объектах значительных количеств воды в зонах, удаленных от контура нефтегазоносности [6, 8, 9]. Ряд исследователей связывают подобное явление с перетоками поровых вод из глин в коллекторы под действием градиента давлений в системе глина - коллектор [5, 8]. Такое явление в литературе получило название внутреннего водонапорного режима.

В связи с изложенным, были разработаны методы количественной оценки перетоков воды из глинистых покрышек в разрабатываемые коллекторы по промыслово-геофизическим и гидродинамическим данным [1-3]. Методы основаны на тех предпосылках, что в процессе перетоков воды из глин в коллекторы физическое состояние глинистой покрышки изменяется. Эти изменения удается зафиксировать по данным ГИС и экспериментальных исследований образцов пород глинистой покрышки [2, 8]. В настоящей работе проведен сравнительный анализ применения предложенных методов по материалам месторождений нефти и газа Бакинского архипелага.

Для определения интенсивности развития процесса перетоков воды из глинистых покрышек в разрабатываемые коллекторские пласты были построены графики (рис. 1) и карты (рис. 2) увеличения во времени (инкремент) удельных электрических сопротивлений (УЭС) глин в покрышках залежей VII и VIII горизонтов месторождения Сангачалы-море - Дуванный-море - о. Булла и V горизонта месторождения Булла-море.

Как видно, по всей площади исследуемых залежей отчетливо наблюдается рост УЭС глин во времени, что можно объяснить дополнительным уплотнением глин в результате оттока флюидов и, как следствие, изменением (уменьшением) в них порового давления.

Уменьшение во времени (декремент) порового давления в глинистой покрышке можно оценить по данным ГИС. С этой целью на основе совместного решения уравнения Эзи [4], описывающего изменение пористости глин от эффективного давления, и уравнения для электропроводности глин Е.М. Леонтьева [7] получена модель оценки изменения поровых давлений в глинах по данным электрометрии скважин [1]:

где- декремент порового давления; - УЭС глин, измеренные соответственно в начальный и текущий периоды разработки залежи (снимаются с диаграмм электрометрии скважин);- параметр электрической извилистости глин, измеренный соответственно в начальный и текущий периоды разработки залежи (оценивается по данным экспериментальных исследований с учетом изменения электрической извилистости от давления);- коэффициент необратимого уплотнения глин, определяемый по экспериментальным данным.

Необходимо указать на определенную сложность использования формулы (1), что связано с необходимостью экспериментальной оценки изменения параметра электрической извилистости глин от давления, что не всегда представляется возможным. Поэтому в первом приближении можно принять. Однако следует помнить, что это допущение вносит определенную погрешность в расчеты.

Изменение во времени порового давления в глинистых покрышках может быть оценено гидродинамическими расчетами. Предложенная с этой целью расчетная схема представляет собой систему уравнений, полученную путем совместного решения уравнений материального баланса и Дарси [3]. Эта система уравнений, выведенная для объема глинистой покрышки, разбитого по вертикали на ряд последовательно соединенных блоков, имеет вид

где- коэффициент проницаемости глинистой покрышки в интервале (i, i+1); F - площадь поверхности фильтрации; - длина пути фильтрации между блоками (i, i+1); - поровое давление в глинах i-го блока;- объемный коэффициент воды i-го блока в моменты времени to, t; - пористость глин i-го блока в моменты времени t₀, t; - водонасыщенность глин i-го блока в моменты времени to, t; - вязкость воды в i-м блоке;-время фильтрации;- объем i-го блока. Расчетная схема предусматривает также учет зависимости k_n, k_np и b от давления.

В данной системе уравнений р₁ задано и равно пластовому давлению в разрабатываемом пласте-коллекторе, требуется определить р₂, р₃, ..., р_n. Все остальные параметры либо известны, либо их находят по соответствующим формулам и известным методикам [3]. Вычислив распределение порового давления в глинистой покрышке в момент времени t, определяют объем поровой воды, отфильтровавшейся в коллектор за время Dt.

Таким образом, выполняя расчеты для каждого момента времени, получают распределение порового давления в глинистой покрышке и определяют объем вышедшей из нее в процессе разработки подстилающего коллектора воды. Расчеты выполняют на ЭВМ.

Декременты порового давления в глинистой покрышке в процессе разработки залежи VII горизонта месторождения Сангачалы-море - Дуванный-море - о. Булла приведены в таблице. По этим данным построены графики зависимости декрементов поровых давлений в глинах от декремента пластовых давлений в коллекторах и суммарного отбора флюидов из них (рис. 3).

Как видно, наблюдается достаточно тесная связь между параметрами разработки залежи и декрементом поровых давлений в глинистой покрышке. Вместе с тем четко прослеживается затухание процесса перетоков воды из глин во времени, что можно объяснить быстрым формированием в покрышке на границе с коллектором литологического экрана, препятствующего фильтрации воды из удаленных от границы с коллектором зон глинистой покрышки.

Имеющее место расхождение в результатах расчетов по обоим методам объясняется, по-видимому, как погрешностями исходных данных, так и погрешностями, заложенными в самих методиках.

Результаты определения декремента поровых давлений по геофизическим данным зависят, например, от погрешности определения коэффициента необратимого уплотнения, составляющей от 8 до 40 % [1]. Недостатки гидродинамической схемы могут быть обусловлены, в частности, неучетом начального градиента давления при расчетах параметров фильтрации воды в глинах [3]. Если последнее замечание верно, то о перепаде давлений, при котором начинается переток воды из глин, можно судить по величине декремента пластового давления в залежи, получаемого путем экстраполяции кривой 1 на рис. 3, а до значения Dр_пор=0 (в рассмотренном случае величина перепада давлений не превышает 5 МПа).

В целом же можно отметить хорошее совпадение результатов расчетов по геофизическим и гидродинамическим данным, что свидетельствует о возможностях использования гидродинамических расчетов для прогнозирования интенсивности внутреннего водонапорного режима при соответствующем контроле промыслово-геофизическими методами.

Выводы

1. В процессе разработки месторождений Бакинского архипелага удельные электрические сопротивления глинистых покрышек увеличиваются по всей площади залежей, что свидетельствует о развитии процесса перетока воды из глинистых покрышек в разрабатываемые коллекторские пласты и уплотнении приконтактных зон (зон дренирования).

2. Результаты количественной оценки перетоков воды из глин в коллекторы по геофизическим и гидродинамическим данным в целом совпадают, что свидетельствует о приемлемости предложенных методов и возможности прогнозирования проявлений внутреннего водонапорного режима при подсчете запасов и проектировании разработки залежей нефти и газа.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Буряковский Л.А., Алияров Р.Ю. Оценка изменений перепадов пластовых давлений между глинами и коллекторами при разработке залежей УВ. - Геология нефти и газа, 1983, № 8, с. 1-6.

2. Буряковский Л.А., Джеваншир Р.Д., Алияров Р.Ю. Проблема изучения аномально высоких геофлюидальных давлений в связи с поисками, разведкой и разработкой месторождений нефти и газа. - Изв. АН АзССР. Сер. науки о Земле, 1983, с. 119-127.

3. Джеваншир Р.Д. Количественная оценка перетока воды из глинистых покрышек в разрабатываемые коллекторы. - Нефтяное хозяйство, 1983, № 11, с. 39-43.

4. Добрынин В.М. Деформации и изменения физических свойств коллекторов нефти и газа. М„ Недра, 1970.

5. Козлов А.Л. Классификация режимов разработки газовых залежей. - Геология нефти и газа, 1979, № 9, с. 1 - 7.

6. Кузьмин А.А., Уриман В.И., Акентьев Е.П. Отжатие воды из глин в коллекторы в процессе разработки нефтегазовых залежей. - Геология нефти и газа,1975, №6, с.40-43.

7. Леонтьев Е.И. Моделирование в петрофизике. М., Недра, 1978.

8. Фертль У.X. Аномальные пластовые давления. Пер. с англ. М., Недра, 1980.

9. Юсуфзаде X.Б., Набиев Г.И., Дергунов Э.Н. Отжатие воды из глин с аномально высокими поровыми давлениями в коллекторы. - Геология нефти и газа, 1978, № 4 с. 18-22.

Таблица

Показатели	Интервалы времени
	I/I 1965- 1/11970	1/1 1970- 1/1 1975	1/1 1975- 1/1 1981
Суммарный отбор, уел. ед.	0,41	1,89	4,76
Начальные пластовые давления в залежи, МПа	53,3	53,3	53,3
Текущие пластовые давления в залежи, МПа	45,6	27,6	20,9
Изменение пластового давления, МПа	7,7	25,7	32,4
Время разработки, годы	4	9	14
Декремент порового давления в покрышке, МПа:
по геофизическим данным	0,33	2,2	3,6
по гидродинамическим данным (в числителе - средние значения, в знаменателе - пределы изменения)	0,96	2,0	2,65
	0,86-1,07	1,6-2,4	2,1-3,2

Рис. 1. Графики изменения УЭСв покрышках залежей.

а - V горизонт месторождения Булла-море; б, в - VIII и VII горизонты месторождения Сангачалы-море - Дуванный-море - о. Булла

Рис. 2. Карта инкремента УЭС глин в покрышке в процессе разработки залежи VII горизонта месторождения Сангачалы-море - Дуванный-море - о. Булла

а - период разработки 1970-1975 гг., б - то же, 1975-1981 гг.; 1 - изолинии инкремента УЭС глин; 2 - скважина, в числителе номер, в знаменателе - значение инкремента УЭС глин; 3 - контур исследуемого района; 4 - линии нарушений

Рис. 3. График зависимости поровых давлений в глинах покрышки залежи VII горизонта месторождения Сангачалы-море - Дуванный-море - о. Булла от декремента пластовых давлений (а) и суммарного отбора флюидов из залежи (б).

Шифр кривых: 1 - по данным промысловой геофизики; 2-4 - по данным гидродинамических расчетов (3 - средние значения, 2, 4 - пределы изменения)