Материал: Разработка нефтяных месторождений.

тальные особенности строения и свойства пластов. При их ис­ пользовании ставят в соответствие реальному пласту некоторый гипотетический пласт, имеющий такие же вероятностно-стати­ стические характеристики, что и реальный. К числу наиболее известных и чаще всего используемых в теории и практике разработки нефтяных месторождений вероятностно-статистиче­ ских моделей пластов относятся следующие.

1. Модель однородного пласта. В этой модели основные па­ раметры реального пласта (пористость, проницаемость), изме­ няющиеся от точки к точке, осредняют. Часто, используя мо­ дель такого пласта, принимают гипотезу и о его изотропности, т. е. равенстве проницаемостей в любом направлении, исходящем из рассматриваемой точки пласта. Однако иногда считают пласт анизотропным. При этом принимают, что проницаемость пласта по вертикали (главным образом вследствие напластования) от­ личается от его проницаемости по горизонтали. Модель однород­ ного в вероятностно-статистическом смысле пласта используют для пластов с действительной небольшой неоднородностью.

грамму

41

2. Модель слоистого пласта. Эта модель представляет собой структуру (пласт), состоящую из набора слоев с пористостью mi и проницаемостью 6* (рис. 26). При этом считают, что из всей толщины пласта h слои с пористостью в пределах Ami и проницаемостью в пределах Д/г* составляют часть Ahi. Если ка­ ким-либо образом, например путем анализа кернового материа­ ла, геофизическими методами и т. д., измерять проницаемость отдельных прослоев пласта в различных скважинах, то окажет­ ся, что из суммарной толщины всех измеренных пропластков h часть их A/ii обладает проницаемостью в пределах Д&ь Другая часть пропластков A/I2 будет иметь проницаемость в пределах А&2 и т . д . М ожно для реального пласта построить зависимость

и на ее основе создать модель слоистого пласта, которая будет представлять собой структуру, состоящую из набора прослоев различной проницаемости и характеризующуюся той же функ­ цией (II. 1), что и реальный пласт.

С помощью зависимости вида (II. 1) построена гистограмма, показанная на рис. 27, где ступеньками представлены доли об­ щей толщины пласта, которые занимают пропластки с соответ­ ствующей проницаемостью.

3. Модель трещиноватого пласта. Если нефть в пласте за­ легает в трещинах, разделяющих непористые и непроницаемые блоки породы, то модель такого пласта может быть представ­ лена в виде набора непроницаемых кубов, грани которых рав­ ны U, разделенных щелями шириной 6*. Реальный пласт при этом может иметь блоки породы различной величины и формы, а также трещины различной ширины. Сечение реального пласта

42

площадью AS показано на рис. 28, где i- я трещина имеет дли­ ну li и ширину bi. На рис. 29 показано сечение модели этого пласта AS площадью, представляющей собой набор квадратов со стороной U и шириной трещин Ь*. Рассмотрим наиболее су­

щественные осредненные, а потому и вероятностно-статистичес­ кие характеристики трещиноватого пласта.

Известно, что скорость и,- течения вязкой жидкости в единич­ ной трещине в направлении, перпендикулярном к плоскости (см. рис. 28), определяется следующей зависимостью:

Расход жидкости Aq, протекающей через сечение площади AS в направлении х, выражается следующим образом:

а также средней ширины трещин b*. Тогда из (Н.З), (II.4) по­

лучим выражение для скорости фильтрации в трещиноватом пласте

Выражение (II.5) — аналог формулы закона Дарси для тре­ щиноватых пластов. При этом проницаемость трещиноватого пласта

Можно получить выражение для трещинной пористости т т, принимая ее равной «просветностн» сечения трещиноватого пласта. Имеем

* * 2 '«

12&х у/*

И#

43

Таким образом, в данном случае «модельная» густота трещин равна 13 тре­ щинам на 1 м ствола скважины.

4. Модель трещиновато-пористого пласта. В реальном плас­ те, которому соответствует эта модель, содержатся промышлен­ ные запасы нефти как в трещинах, так и в блоках, пористых и проницаемых. Эта модель также может быть представлена в виде набора кубов с длиной грани /*, разделенных трещинами со средней шириной Ь*. Фильтрация жидкостей и газов, насы­ щающих трещиновато-пористый пласт, происходит как по тре­ щинам, так и по блокам. При этом вследствие значительной проницаемости трещин по сравнению с проницаемостью блоков любые изменения давления распространяются по трещинам быстрее, чем по блокам, в результате чего для разработки тре­ щиновато-пористых пластов характерны перетоки жидкостей и газов из блоков в трещины и наоборот.

Все перечисленные модели (однородного, слоистого, трещи­ новатого и трещиновато-пористого пластов) отнесены к вероят­ ностно-статистическому классу. Если же реальный пласт дейст­ вительно весьма однородный, соответствующую модель однород­ ного пласта можно считать детерминированной. Однако в при­ роде совершенно однородные пласты встречаются крайне редко.

§ 3. ОСНОВЫ МЕТОДИК ПОСТРОЕНИЯ МОДЕЛЕЙ ПЛАСТОВ ПО ГЕОЛОГО-ФИЗИЧЕСКИМ И ПРОМЫСЛОВЫМ ДАННЫМ

Создание модели пласта на основе часто разрозненных гео­ лого-физических и промысловых сведений о нем требует от ин- женера-разработчика глубоких знаний, проявления научного, творческого подхода. Нефтегазоносные пласты не похожи друг на друга. При их моделировании инженер-разработчик обычно использует только общий опыт построения моделей пластов в примерно аналогичных случаях, но у него нет и не может быть такой методики, слепо следуя которой он мог бы создавать мо­ дель пласта в каждом конкретном случае. Построение модели пласта всегда связано с научным поиском.

Для создания модели пласта используют сведения о его гео­ логическом строении; результаты исследований образцов по­ род, отобранных при бурении из продуктивного пласта; данные промыслово-геофизических работ и бурения скважин; индика­ торные кривые и кривые восстановления давления в скважинах; данные разработки пласта в начальной стадии.

44

тость, абсолютная проницаемость и эффективная толщина. Для определения этих параметров проводят промыслово-геофизиче­ ские исследования пластов в скважинах (определение кажуще­ гося электрического сопротивления нефтегазоносных пород, по­ тенциала собственной поляризации, акустических и ядерных па­ раметров горных пород, нефти и газа, температуры пласта и др.). Одновременно на кернах, отобранных из продуктивного пласта в этих же скважинах, определяют пористость и абсо­ лютную проницаемость, а также нижний предел проницаемости, т. е. значение проницаемости отдельных пропластков, из кото­ рых не возможен промышленный приток нефти или вообще не­ возможно извлечение нефти в промышленных масштабах при используемой технологии разработки пласта. Далее устанавли­ вают связь между данными непосредственных лабораторных из­ мерений пористости и абсолютной проницаемости и промысло­ во-геофизических параметрами. Если такая связь подтвержда­ ется, то в дальнейшем пористость и абсолютную проницаемость определяют только на основе данных промыслово-геофизичес­ ких измерений, по результатам которых устанавливают и неф­ тенасыщенную толщину в скважинах. Из общей нефтенасыщен­ ной толщины пласта вычитают часть толщины пласта с про­ ницаемостью, равной или меньшей нижнего предела проницае­ мости, и таким образом получают эффективную толщину пласта.

По данным о пористости, абсолютной проницаемости и эф­ фективной толщине, определенных в отдельных скважинах, вы­ числяют средние значения этих величин для пласта в целом. Особым образом устанавливают относительные проницаемости для модели однородного пласта. Методика построения относи­ тельных проницаемостей для вероятностно-статистической мо­ дели однородного пласта будет рассмотрена ниже.

Построение модели слоисто-неоднородного пласта

Эта модель основана на использовании в общих чертах той же процедуры, которую применяют и при построении модели однородного пласта. Однако при этом следует учитывать свой­ ства отдельных прослоев пласта, имеющихся в его разрезе, или литологических включений, находящихся на отдельных участ­ ках площади пласта.

При построении такой модели применяют следующую при­ мерную последовательность действий.

1. В отдельных скважинах, вскрывших моделируемый объ­ ект и находящихся на различных участках месторождения, про­ водят промыслово-геофизические исследования, например стан­ дартные измерения кажущегося электрического сопротивления

рк и потенциала собственной поляризации Ucп по всему вскрыто-

45