му скважиной разрезу пласта. На рис. 30 показаны характер ные кривые рк и С/сп, построенные на основе промыслово-геофи зических исследований в стволе скважины в пределах рассмат риваемого пласта.
2. В этих же скважинах отбирают образцы пород, слагаю щих изучаемый пласт. Проводят лабораторные исследования, в результате которых определяют пористость и проницаемость пород, а также их водонефтенасыщенность.
3. Строят зависимость физических параметров изучаемых по род (пористости, проницаемости, нефтеводонасыщенности) от промыслово-геофизических параметров (кажущегося сопротив ления, потенциала собственной поляризации и др.). Если такие зависимости коррелируются, то физические параметры пород отдельных прослоев определяют только на основе промыслово геофизических данных. На рис. 31, например, показана зависи мость приращения потенциала собственной поляризации Дt/cn от 1п&. Зная АС/сп по промыслово-геофизическим измерениям в скважинах, можно определить абсолютную проницаемость k по
род отдельных прослоев пласта.
4.Заполняют таблицу, в которой отмечают толщину Д/i, от дельных пропластков с проницаемостью в пределах Afa.
5.По данным, указанным в таблице, находят общую толщп-
п
ну Й—ИДй4- всех и изученных прослоев.
л
6. Определяют доли общей толщины 2ДЛ» всех пропластков
«-1
с проницаемостью или с проницаемостями, изменяющимися в некотором сравнительно небольшом диапазоне Дft*.
46
7. Строят гистограмму проницаемости в виде
ДА;
=/(*«) А*,-
8. Принимают гистограмму за вероятностно-статистическую плотность распределения и для нее подбирают соответствую щую аналитическую зависимость.
Необходимость представления гистограмм, построенных по промысловым данным, в виде графиков плотностей распределе ния, аппроксимируемых аналитически, связана, во-первых, с тем, что каждому типу пластов соответствует свой вид плотности ве роятностно-статистического распределения. Зная, например, что изучаемый пласт относится к какому-либо известному типу, можно в принципе по нескольким точкам построить график плотностей распределения проницаемости. Это ускоряет процесс создания модели пласта, особенно в начальный период его изу чения, когда фактических измерений параметров пласта еще не достаточно.
Во-вторых, аналитическое представление плотности распре деления параметров пласта дает возможность при использова нии сравнительно простых моделей процессов извлечения неф ти из недр аналитически определять показатели разработки пласта.
Наконец, аналитическое представление плотностей распре деления промысловых параметров позволяет использовать важ ные представления математической теории вероятности для то го, чтобы характеризовать ими пласты.
9. Включают в модель разработки пласта вероятностно-ста тистические характеристики модели слоисто-неоднородного пла ста и получающиеся показатели извлечения нефти из недр сопо ставляют с фактическими показателями начальной разработки пласта. В случае несоответствия теоретических и фактических данных разработки вероятностно-статистические характеристи ки изменяют до получения совпадения теоретических и фактиче ских показателей разработки пласта, т. е. модель пласта адап тируют к фактическому процессу разработки.
Построение моделей трещиноватого н трещиновато-пористого пластов
Существенное влияние трещин, имеющихся в пласте, на про цессы его разработки может подтверждаться целым рядом фак торов. К одному та наиболее важных из них относят несоответ ствие фактической проницаемости пласта, определенной по ин дикаторным кривым шли кривым восстановления давления, и проницаемостиобразцов пород, извлеченных из продуктивно го пласта при его разбуривании. Если фактическая проницае
47
мость пласта выше проницаемости отобранных из него образ цов пород, то обычно считают, что увеличение проницаемости связано с наличием трещин в пласте. Однако при этом необхо димо учитывать, насколько полно представлен изучаемый пласт образцами пород, так как может оказаться, что образцы пород не отобраны из наиболее проницаемых пропластков. Трещино ватость пласта играет значительную роль в процессах его раз работки и в тех случаях, когда породы, слагающие пласт, сами по себе достаточно проницаемы, т. е. пласт в целом трещинова то-пористый. Для характеристики установившегося течения в трещиноватом и трещиновато-пористом пластах однородной жидкости достаточно знать только проницаемость пласта; опре деленную на основе промысловых исследований, и его эффек тивную толщину. Модель пласта в этом случае строят просто. Однако при неустановившемся течении однородной жидкости в трещиноватом пласте необходимо знать параметры, характери зующие деформацию трещин, а для трещиновато-пористого пласта в принципе нужно знать средний размер блока пород или густоту трещин. Эти же параметры учитывают при расче тах процессов вытеснения нефти из пластов различными аген тами. Густота трещин — трудно определяемый параметр трещи новатых и трещиновато-пористых пластов. Для ее установле ния используют данные промыслово-геофизических исследова ний разрезов скважин (электрических, ядерных и температур ных измерений), глубинного дебитометрирования и фотографи рования.
При исследованиях скважин, например, глубинными дебитомерами число отметок в разрезе продуктивного пласта, где про исходит резкое нарастание дебита жидкости, считают равным числу открытых трещин, по которым происходит приток жид кости в скважину. Разделив «число случаев» резкого нараста ния дебита на суммарную изученную толщину разреза продук тивного пласта, можно оценить среднюю густоту трещин.
Наконец, при построении модели трещиноватого и трещино вато-пористого пластов используют данные о разработке место рождения в начальной стадии.
§ 4. ВЕРОЯТНОСТНО-СТАТИСТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ МОДЕЛИ СЛОИСТОГО И НЕОДНОРОДНОГО ПО ПЛОЩАДИ ПЛАСТОВ
В предыдущем параграфе было сказано о возможностях, ко торые получают при использовании теории вероятности в про цессе количественного описания моделей неоднородных по тол щине и по площади пластов. При вероятностно-статистическом описании пластов наиболее важны следующие понятия теории вероятности.
1. Плотность статистического распределения параметров пласта или просто плотность распределения. Применительно к описанию слоистого пласта она отражает вероятность появле-
48
ния слоя (пласта или пропластка), имеющего значение некото рого параметра (например, абсолютной проницаемости), изме няющегося в пределах от х до х+Дх (Ах — малая величина). В модели слоистого пласта плотность распределения в пределе
Ahi— Ю есть аналитическое выражение гистограммы, определяе |
||
мой формулой |
(II. 1). В случае же неоднородного |
по площади |
пласта гистограмма проницаемости по аналогии с |
(II. 1) имеет |
|
вид |
' |
|
= /(*,) ЛА„ |
|
(П-8> |
где ASi — часть общей площади нефтеносности 5 |
проницаемо |
|
стью ki. Плотность распределения некоторого параметра плас та х обозначим через f(x).
2. Функция или закон распределения параметра |
пласта х, |
|
определяемый формулой |
|
|
F(x) = |/( x ) dx-f-c. |
|
(II.9) |
Так что f(x)= F '(x). |
непрерывной |
случайной |
3. Математическое ожидание М(х) |
||
величины х, причем |
|
|
оо |
|
|
М (х) = J х/ (х) dx. |
|
(11.10) |
—оо |
|
|
Используют также понятие дисперсии |
случайной |
величины и |
другие понятия теории вероятности. |
описания распределения |
|
Для вероятностно-статистического |
||
абсолютной проницаемости k в моделях слоистого и неоднород ного по площади пластов в основном применяют следующие за
коны. |
Н о р м а л ь н ы й з а к о н р а с п р е д е л е н и я |
(закон |
1. |
||
Гаусса). Для этого закона плотность распределения проницае |
||
мости выражается следующей зависимостью: |
|
|
|
( к — fe)2 |
|
/(*) = — |
2оа |
(II. 11) |
а у 2л |
|
|
где параметр сг будет определен ниже.
По нормальному закону распределения пределы изменения k следующие: —оо^& ^оо. Абсолютная проницаемость пласта kr которую будем называть просто проницаемостью, конечно, не может принимать отрицательных значений, как и не может быть бесконечно большой. Однако по нормальному закону рас пределения условно считают, что проницаемость может быть отрицательной и бесконечной, хотя эти допущения и могут вно сить определенные погрешности. Учитывая сказанное, для зако-
4 Ю. П. Желтов |
49 |
на распределения проницаемости F(k) имеем следующее выра жение:
|
|
|
|
(ft— А)2 |
|
|
|
|
|
|
(11.12) |
|
|
|
|
|
|
202 |
dk. |
|
|
|
|
|
|
|
Рассмотрим процесс вычисления интеграла (11.12). Для это |
|||||||||||
го разобьем (11.12) на части следующим образом: |
|
|||||||||||
|
|
|
|
(Л—Л)2 |
|
|
1 |
(к—к)2 |
|
|||
|
|
|
|
|
202 |
|
|
е |
2о2 |
(11.13) |
||
|
|
|
|
|
|
|
а У |
2л |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dk. |
|
||
|
Полагая далее k—k = —g, из (11.13) получим |
|
||||||||||
|
|
о |
|
|
£2 |
|
оо |
|
— е |
%г |
|
|
Fx (k) = — Г— l7=~e- |
* 202 |
dl= f — |
202 as. |
(11.14) |
||||||||
|
|
J а У 2 л |
|
|
|
J |
а У |
2л |
|
|
|
|
|
|
оо |
|
|
|
|
О |
|
|
|
|
|
Обозначим |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
- 5 = -Я , |
|
|
4 = - л . |
|
|||
|
|
|
|
|
а / 2 |
|
|
а»/ 2 |
|
|
|
|
тогда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
‘^ е |
2оа |
Л = |
|
|
|
|
|
|
|
(11.15) |
|
j |
? — ! = - г |
“ Л = 4 - |
|
|
||||||||
o"V/2n |
|
|
|
J V^r |
|
|
i2 |
|
|
|
||
6 |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(ft—*72 |
|
|
|
k —k |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
' ■ |
M |
T S T S - 6' |
|
"* |
dft = ^ |
e rfU V 2 |
r |
|
||||
|
|
|
|
|
k—k |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
( fc- ft)2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(11.16) |
||
|
|
= |
- |
|
\ e |
203 |
dk. |
|
|
|||
|
|
|
У |
2л |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Окончательно имеем |
|
|
|
|
|
|
|
||||
F(k) = ± |
1 —|—erf |
( a V 2 |
)_* |
|
|
|
|
|
(11.17) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
На рис. 32 показан график плотности распределения f(k), определенной по формуле (11.11), а на рис. 33 — кривая, по строенная по формуле закона распределения в соответствии с формулой (11.17). Даже если в данном случае фактическое распределение проницаемости достаточно хорошо описывается формулой нормального закона распределения при больших зна чениях проницаемости k, в области незначительных значений k теоретическое и фактическое распределения проницаемости яв-
50