сти пласта, показателях эксплуатации отдельных скважин, гро моздкая идентификация расчетных и фактических данных о разработке месторождения.
Покажем в соответствии со сказанным, как можно исполь зовать модифицированные относительные проницаемости дл» упрощенного прогнозирования показателей разработки место рождений.
Согласно J 5 гл. И, модифицированные относительные про ницаемости kB(s) и kH(s), а также модифицированная водона-
сыщенность s зависят от проницаемости обводнившегося про пластка k* в элементе слоисто-неоднородного пласта, вида к параметров вероятностно-статистического распределения абсо лютной проницаемости, остаточной нефтенасыщенности SHOCT и насыщенности пласта связанной водой sCB.
Следовательно, задаваясь &*, можно определить s и соответ
ствующие относительные проницаемости. Если принять, что s равно средней водонасыщенности в рассматриваемом пласте месторождения, то текущая обводненность по месторождению
v = /(sj = —— ^ |
. |
(IV. 103) |
(S) |Хн |
(s) |
|
Теперь необходимо установить связь текущей нефтеотдачи
по месторождению в целом и средней водонасыщенности s. Первоначальные запасы нефти месторождения обозначим че рез GноТогда
Geo= Уилт (1 —SCB) f>HObHO, |
(IV. 104) |
где Упл — объем пласта; рно — плотность |
дегазированной неф |
ти; bно — объемный коэффициент. |
|
Оставшиеся в пласте запасы нефти к моменту времени, ког да средняя водонасыщенность по месторождению стала равной
s, составляют |
|
|
|
|
|
|
|
GHост= Vrufn (1 — s) РaQbH0. |
|
|
|
(IV. 105) |
|||
Из (IV.104) и (IV.105) получим |
|
|
|
||||
<ц_^НО |
^НОСТ |
__ 5 |
SCB |
|
|
|
(lV.106) |
|
^но |
* — $ев |
|
|
|
|
|
Таким образом, используя модифицированные относитель |
|||||||
ные проницаемости, |
можно |
рассчитать |
на основе формул |
||||
(IV. 103) и (IV.106) |
зависимость v=f(r}). Затем, изменяя вели |
||||||
чины параметров, |
входящих |
в |
вероятностно-статистическое |
||||
распределение |
абсолютной проницаемости, |
или изменяя само |
|||||
распределение либо варьируя |
величинами SHOCT и Scb, м о ж н о в |
||||||
принципе совместить теоретическую кривую v = f(,r\) |
с фактиче |
||||||
скими, |
построенными по данным |
при предыдущей |
разработке |
||||
164
месторождения. По достижении удовлетворительного совпаде ния данных теоретической кривой v=f(ri) с фактическими, можно экстраполировать кривую V = / ( T|) в область больших значений текущей обводненности продукции и нефтеотдачи. По сле этого можно уже рассчитывать добычи нефти по формулам (IV.99) — (IV.102).
П р и м е р IV.4. В результате разработки нефтяного месторождения в те
чение |
некоторого |
времени |
было выявлено, |
что фактическая зависимость v = |
=/(г|) |
достаточно |
хорошо |
согласуется с |
теоретической, если использовать |
модифицированные относительные проницаемости и модифицированную водонасыщенность для слоисто-неоднородного пласта при логарифмически нор мальном законе распределения абсолютной проницаемости, причем параметр распределения сг=0,5. Оказалось, что во всех пропластках SHOCT= 0,25. Насы щенность связанной водой также постоянна для всех пропластков, т. е. sCB= = 0,15. Фазовая проницаемость для воды &фВ=0,85Л. Средняя абсолютная про ницаемость пласта Тс=0,4 мкм2. Отношение вязкостей воды и нефти в пла стовых условиях |д,в/Рн=0,5. Требуется определить зависимость v = f(r|)-
Поскольку по условию примера фазовая проницаемость во всех пропласт ках пропорциональна абсолютной проницаемости, то в соответствии с фор
мулами |
гл. |
II |
для модифицированных |
относительных проницаемостей и |
модифицированной водонасыщенности имеем |
||||
ОО |
|
|
|
|
j* kf (k) dk |
|
|||
f kf (k) dk |
|
|||
о |
|
|
|
|
ft. |
|
dk |
|
|
о |
|
|
||
|
|
|
|
|
kн — |
|
|
|
|
CJD |
|
OO |
|
|
SCB = jV |
Ф ) |
d k |
- f- (1 --- SH OCT---- SCB) f (k) |
d k ,’ |
0
1(In k—In fc)2
,( *) e 5 n 7 S T e" " " ^
Подставляя f(k) в формулу для JcB, получим
ft. |
ft. |
|
|
P |
|
knk)ik= V |
[ k r j e |
202 |
о |
0 |
|
|
. |
k% |
„ |
ln7 |
|
После подстановки = |
в формулу, приведенную выше, представ- |
|
165
Рис. 89. Зависимости модифициро ванных проницаемостей Тсв и от мо дифицированной водонасыщенности s
Рис. 90. Зависимость v=v(n):
1 — фактические данные; 2 — расчетная за висимость; 3 — фактические данные об из менении текущей обводненности продук ции с ростом текущей нефтеотдачи
ленный интеграл получим в следующем виде:
|
|
|
ft* |
|
(— —1 |
1п4 - |
|
|
|
|
|
|
! к.о |
VY |
ft |
|
|
|
|
|
In2 |
|
|
|
gg |
|
|
|
|
20Я |
ak — |
k |
|
Fe 2 |
[1 4~ erf (\)]; |
а~[/2л |
t) |
|
,— |
e l2+0V21 = ~ ~ 2 |
||||
|
|
yn |
|
|
|
|||
%= |
|
1 |
k. |
|
|
|
|
|
|
7=~ In |
1/2 |
|
|
|
|
||
|
0*1/2 |
k |
|
|
|
|
||
|
Соответственно |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
gg |
|
|
|
|
|
|
|
|
F e |
2 |
|
|
|
|
|
|
dk = — g— I1 — erf M l ■ |
|
|||
Отсюда имеем |
|
|
|
|
|
|||
_ |
0,85 |
[1 — erf (\)]; |
FH= |
0 ,5 [1 + erf (к)]. |
|
|||
kB = |
— 2~ |
|
||||||
|
Для модифицированной водонасыщенности |
|
||||||
; — |
SCB |
f (k) dk-\- (1 — |
$H0CT |
s CB) |
f (k) dk — |
|
||
|
|
0 |
|
|
|
|
ft. |
|
|
|
1 |
----- S H OCT--- s c |
1 — erf |
|
|
||
= SCB"b |
|
|
|
|
||||
166
На рис. 89 показаны зависимости модифицированных проницаемостей от модифицированной водонасыщенности.
Теперь нетрудно по формулам (IV.103) и (IV.106) построить зависимость текущей обводненности v от текущей нефтеотдачи. Эта зависимость показана на рис. 90. Как видим, в начальный период разработки фактические данные не совпадают с расчетными, полученными по приведенной выше методике, что вполне естественно, так как в начальный период разработки из пласта место рождения добывается малообводненная продукция. Вообще данную эмпириче скую методику нельзя применять с самого начала разработки — она пригодна только для прогнозирования разработки в период добычи сильно обводненной продукции.
Начиная же со значения текущей нефтеотдачи rj= 0,15 при v>0,5, факти ческие данные соответствуют расчетным и поэтому изложенную методику можно использовать для прогнозирования зависимости текущей обводненности продукции от текущей нефтеотдачи.
§ 6. РАСЧЕТ ПЛАСТОВОГО ДАВЛЕНИЯ И ДЕБИТОВ СКВАЖИН
При определении забойного давления в скважинах с целью выбора способов подъема жидкости из глубины на дневную поверхность, оценки фазового состояния нефти и воды, а так же для вычисления градиентов пластового давления с целью определения скоростей перемещения фильтрующихся веществ, границ разделов между нефтью и водой необходимо знать поле пластового давления.
При решении задач фильтрации неоднородных жидкостей, в частности нефти и воды, наряду с вычислением поля водона сыщенности определяют и поле пластового давления. В случае вытеснения нефти водой из прямолинейного или радиального пласта при использовании модели поршневого вытеснения по ле давления вычисляется просто по формулам, приведенным в
§2 данной главы.
Вслучае непоршневого вытеснения нефти водой даже из прямолинейного пласта распределение давления в нем уста навливать несколько сложнее. Поэтому рассмотрим последний случай более подробно.
Согласно рис. 91 и приведенным в § 3 данной главы форму
лам, имеем следующее выражение для суммарной скорости
Рис. 91. Схема непоршневого вытеснения нефти водой из прямолинейного пласта:
i — нефть; 2 — вода
167
фильтрации нефти и воды в пласте:
и= ив+ °н = |
|
др_ |
|
|
|
|
(IVЛ07) |
|||
|
дх |
* |
|
|
|
|||||
|
Отсюда, учитывая выражение для функции f(s), получим |
|||||||||
Я = |
(0 . + |
0 J |
b h --------( * . |
|
|
* а ) -Ъ Г = |
|
|
||
|
bhk |
kB (s) |
dp |
|
|
|
|
|
(IV. 108) |
|
|
|
|
f(s) |
~dx~' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
При этом для простоты будем полагать в данном параграфе, |
|||||||||
что объем закачанной в пласт воды |
VB3 = qt. Поскольку |
|||||||||
х = bhmqt |
■б; |
|
d x ~ |
bhm d^ |
|
|
|
|
|
|
после их подстановки в (IV. 108) |
имеем |
|
|
|||||||
_ |
bhk |
kB(s) |
dp |
dg __ |
b2h2mk |
kB(s) |
dp |
(IV. 109) |
||
|
|
|
Ш |
W ~dT~ |
|
|
TW ~ЩГ‘ |
|||
|
Учитывая, что dl=f" (s)ds, |
|
получим |
из (IV.109), |
заменяя |
|||||
частные производные обыкновенными, |
|
|
|
|||||||
_ |
b2h2mk |
kB(s) |
dp |
|
|
|
|
|
||
|
i l ^ |
/ |
(s) г (s) |
ds ’ |
|
|
|
|
|
|
ИЛИ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b2h2mk |
f(s)r(s) |
ds = —dp. |
|
|
|
|
(IV. 110) |
|||
Ms) |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Согласно рис. 91, в области пласта при хв<х<1 движется чистая нефть. Будем считать, что фазовая проницаемость для нефти в этой области_ равна абсолютной. Тогда для полного
перепада давления Др в прямолинейном пласте получим сле дующее выражение:
д ^ = <?ЦН(/—_*в) |
Я2Ы |
|
в |
|
|
|
•j4 |
(s) ds\ |
|||
|
bhk |
1 b2h2mk |
|
|
|
■ф(5) = |
f(s)fa(s) |
|
|
|
|
|
M s) |
|
|
|
(IV .lll) |
x0 = f |
Ы qt |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
bhm |
|
|
|
|
Водонасыщенность |
на |
фронте вытеснения sB определяем по |
|||
методике, приведенной в § 3 данной главы. Интеграл от функ ции водонасыщенности \J)(s) м о ж н о в ы ч и с л и т ь численным пу
168
тем с использованием |
ЭВМ. При этом |
входящую |
функцию |
|||||||||
г)j(s) |
и вторую производную функции |
f(s) |
можно найти путем |
|||||||||
численного дифференцирования. |
|
соответствующих формул |
||||||||||
В радиальном случае на основе |
||||||||||||
§ 3 данной главы имеем |
|
|
|
|
|
|||||||
|
2яkhr |
kB(&•) |
dp |
|
|
|
|
|
(IV.112) |
|||
|
Рв |
|
f(s) |
~дг~' |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Дифференцируя формулу (IV.77), имеем |
|
|||||||||||
/" (s) ds |
2nhmrdr |
|
|
|
|
|
|
(IVЛ 13) |
||||
|
ft |
|
‘ |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Подставляя |
(IV. 113) |
в (IV. 112) |
и заменяя частную |
производ |
||||||||
ную на обыкновенную, получим |
|
|
|
|
||||||||
_ |
An2mrzh2k |
|
|
kB(s) dp |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
f" («) f (s) ds |
|
|
|
|
|
||
ИЛИ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
<?Ив |
f(s) r(s) |
|
ds = —dp. |
|
|
|
|
(1УЛ14) |
||||
Ankh |
/' |
(S)К (s) |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Для |
полного |
перепада |
давления |
Арс между скважиной и |
||||||||
контуром питания получим следующее выражение: |
|
|||||||||||
Дрс = |
9Рв |
И |
f(s)r(s) |
ds- |
2nkh |
In — |
|
|
(IV. 115) |
|||
Ankh |
|
7 (s) К (s) |
|
Гп |
|
|
|
|||||
Величины |
5 В и гв |
определяем по |
соответствующим форму |
|||||||||
лам § 3 данной главы. |
задач |
вытеснения нефти |
водой чис |
|||||||||
При |
решении |
плоских |
||||||||||
ленными методами на ЭВМ поле пластового давления вычис ляют одновременно с полем водонасыщенности и нефтенасыщенности.
На практике бывает важно определить перепады забойного давления между нагнетательными и добывающими скважинами не во все периоды, а в определенные моменты разработки, на пример в начальный ее период, когда в пласте движется одна практически не обводненная нефть, или в некоторые моменты после начала обводнения добываемой из пласта продукции.
Практически важно приближенно определить перепады дав лений. Поэтому при таких расчетах можно использовать метод эквивалентных фильтрационных сопротивлений, сущность ко торого изложена в гл. II.
Рассчитаем распределение пластового давления при трех рядной схеме расположения скважин по методу эквивалентных фильтрационных сопротивлений. Для простоты возьмем одно родный пласт и допустим, что происходит поршневое вытесне ние из него нефти водой.
169