Геофизическая информационная система контроля за эксплуатацией газонефтяных и газоконденсатных скважин

Кременецкий, Михаил Израилевич

Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему
Геофизическая информационная система контроля за эксплуатацией газонефтяных и газоконденсатных скважин
ВАК РФ 04.00.12, Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Геофизическая информационная система контроля за эксплуатацией газонефтяных и газоконденсатных скважин"

Г 1 ^ . 1

На правах рукописи

КРЕМЕНЕЦКИЙ Михаил Израилевич

ГЕОФИЗИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ЗА ЭКСПЛУАТАЦИЕЙ ГАЗОНЕФТЯНЫХ И ГАЗОКОНДЕНСАТНЫХ СКВАЖИН ( НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ И СОЗДАНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ «ГЕККОН»)

Специальность 04.00.12 - Геофизические методы поисков и разведки полезных ископаемых

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва -1998 г.

Работа выполнена на кафедре геофизических информационных систем Государственной академии нефти и газа им. И. М. Губкина.

(г. Москва).

Научный консультант: -

доктор геолого-минералогических наук профессор Добрынин В.М.

Официальные оппоненты :

доктор технических наук, профессор Горбачев Ю.И. доктор технических наук Лукьянов Э.Е.,

доктор технических наук, профессор Неретин В.Д.

Ведущая организация

Всероссийский научно-исследовательский институт природных газов (ВНИИГаз).

Защита диссертации состоится 31 марта 1998г. в 15 часов в ауд 523 на заседании Специализированного Совета Д.053.27.08 в акаде мии нефти и газа им. И.М.Губкина ( ГАНГ ) по адресу : 1173']г. Мо сква, ГСП-1, Ленинский проспект 65.

С диссертацией можно познакомиться в библиотеке ГАНГ.

Автореферат разослан 27 февраля 1998 г.

Ученый секретарь Специализированного совета кандидат геолого-минералогических наук, доцент

Петров Л.П.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы.

К настоящему времени промыслово-геофизический контроль за эксплуатацией нефтяных и газовых скважин ( ГИС-контроль ) приобрел статус самостоятельного направления как по задачам, так и по методам их решения. Его конечной целью является информация для оптимизации работы скважины, прогнозирования отработки продуктивных пластов, обоснования мероприятий по подземному ремонту, а также для решения других стратегических и текущих проблем разработки месторождений. Для этого используются методы изучения притока-состава ( механическая и термокондуктивная расходометрия, баромет-рия, термометрия, влагометрия и пр.), оценки текущего насыщения пластов и технического состояния скважин.

На состояние скважины в процессе геофизических измерений влияет большое число разнообразных факторов. В их числе особенности геологического строения объекта эксплуатации, характер вскрытия продуктивной толщи, конструктивные особенности, техническое состояние ствола и подземного оборудования и т. п. Кроме того может меняться интенсивность, состав, структура потока флюида в стволе. Скважина и продуктивные пласты испытывают, также, разнообразные технологические воздействия.

Поэтому для осуществления надежного ГИС-контроля в настоящее время используется широкий арсенал аппаратных и программных средств регистрации, передачи, обработки и хранения геофизической информации. Его потенциальные возможности очень высоки. Однако, полная реализация этих возможностей требует значительного совершенствования средств получения и применения геофизической информации. В основном это касается: технологий и методик сква-кинных исследований ; способов индивидуальной интерпретации эезультатов измерений ; методов комплексной интерпретации, ана-пиза и обобщения геолого-промысловой и геофизической информации; алгоритмов автоматизированной интерпретации.

Перечисленные элементы объединены единой целью, тесно взаимосвязаны и могут рассматриваться, как составные части геофизической информационной системы. Такое понимание системы шире, •<ем у информационно - измерительной, поскольку при этом делает-:я акцент на использовании информации. С другой стороны подобное понятие системы не исчерпывается только рамками автомати-5ированной интерпретации виду объективной ориентации на техно-

логические и методические приемы получения информации.

Создание системы подобного типа становится особенно актуально в случае рассмотрения таких объектов ГИС, как газовые и газокон-денсатные скважины. Геофизические поля в этих скважинах весьма специфичны и в целом мало изучены. Поэтому проблема получения и использования информации ГИС здесь стоит очень остро. Между тем существуют реальные пути решения этой проблемы. . Один из них состоит в разработке новых способов промысловых измерений, позволяющих целенаправленно формировать оптимальное для решения конкретных задач контроля состояние скважины. Не менее важным можно считать создание помехоустойчивых технологий и методик измерений, а также приемов индивидуальной интерпретации, позволяющих выделять информативные эффекты при одновременном изучении нескольких факторов.

И, наконец, необходимо совершенствование комплексной интерпретации, анализа и обобщения материалов ГИС для информационного насыщения динамической модели взаимодействия скважины и вмещающих пластов. Модель призвана обеспечить анализ состояния, прогноз поведения и возможность оптимизации работы названного объекта. Это важная сторона проблемы рациональной разработки залежи в целом.

Таким образом, создание геофизической информационной системы контроля за эксплуатацией газонефтяных и газоконденсатных скважин является крупной научно-технической проблемой имеющей важное общегосударственное значение в обеспечении рационального использования природных ресурсов и охраны недр.

Цель работы. Повышение эффективности геофизических исследований при разработке залежей углеводородного сырья путем создания геофизической информационной системы контроля за эксплуатацией газонефтяных и газоконденсатных скважин на основе совершенствования способов получения геофизической информации о скважине и вмещающих пластах.

Основные задачи исследований.

1. Анализ современного состояния средств получения информации при промыслово-геофизическом контроле за эксплуатацией газонефтяных и газоконденсатных скважин. Классификация информации по назначению, способу получения и достоверности.

2. Теоретическое и экспериментальное изучение особенностей

геофизических полей в скважинах, обусловленных наличием и движением газа в стволе, вмещающих пластах и связанных с этим -идродинамическими явлениями, тепломассопереносом в многокомпонентных потоках, аномальными свойствами пластового флюида, его зысокой подвижностью и пр.

3. Разработка технологии и методики промыслово-геофизического «энтроля при заканчивании, испытании, эксплуатации, капитальном земонте скважины, основанных на принципах управления состоянием ;кважины и оптимизации процесса геофизических измерений.

4. Обоснование и создание помехоустойчивых методов индивидуальной интерпретации результатов промыслово-геофизического юнтроля на основе теоретического и экспериментального изучения -идродинамических и термодинамических процессов, влияющих на ■еофизические поля в газонефтяных и газоконденсатных скважинах.

5. Разработка методов комплексной интерпретации и обобщения -еофизических и геолого-промысловых данных для информационного эбеспечения динамической модели взаимодействия скважины и змещающих пластов.

6. Создание алгоритмов, реализующих возможности разработанных способов получения промыслово-геофизической информации.

7. Создание геофизической информационной системы для контроля за эксплуатацией газонефтяных и газоконденсатных скважин на эснове полученных результатов в области технологии и методики жважинных измерений, способов и алгоритмов индивидуальной и комплексной интерпретации.

8. Организация промышленного опробования и внедрения геофи-¡ической информационной системы для контроля за эксплуатацией га-юнефтяных и газоконденсатных скважин.

Методика исследований. При решении поставленных задач исполь-ювались : теоретическое и экспериментальное изучение физических фоцессов, сопровождающих движение газа и газожидкостной смеси в жважине и дренируемых пластах; моделирование геофизических по-1ей на ЭВМ; изучение результатов опытного и промышленного опро-5ования, внедрения разработанных способов в производство; обоб-цение и анализ публикаций отечественных и зарубежных исследова-•елей;

Достоверность научных выводов и рекомендаций выводов и реко-лендаций соискателя проверялась: сопоставлением данных теорети-

ческих расчетов и экспериментов; оценкой непротиворечивости многовариантной обработки разновременных геофизических измерений с привлечением дополнительной геолого-промысловой информации; сопоставлением материалов ГИС- контроля с результатами испытаний и подземного ремонта скважин; опробованием созданной комплексной информационной промыслово-геофизической системы в различных производственных условиях.

Научная новизна.

1. Разработаны технологии и методики промыслово-геофизическо-го контроля, для раздельного изучения процессов в системе скважина-пласт на базе обоснованных принципов управления состоянием скважины и увеличения помехоустойчивости обработки.

• Экспериментально изучено нестационарное тепловое поле при притоке газа в ствол. Выявлены информативные признаки притока, основанные на различии поведения во времени температуры в работающих пластах и вмещающих породах. Обоснована методика управления названными признаками путем выбора депрессии на пласты и времени регистрации термограмм.

• На основе экспериментов в скважинах изучен характер нестационарных полей основных параметров притока-состава при поступлении в ствол газожидкостной смеси. Разработана методика выявления притока жидкости в газовую скважину, основанная на оптимизации различия скоростей движения по стволу жидкой и газовой фаз (A.C. СССР № 1541923, Патент РФ № 1514923).

• Проанализирована зависимость температуры, давления и скорости притекающего в ствол газа от депрессии на пласт. Предложены новые способы нормировки перечисленных параметров для оценки дебитов, продуктивности, фильтрационных параметров пласта методом индикаторных линий по измерениям на серии установившихся режимов отбора газа.

• Теоретически изучено тепловое поле вне интервалов притока при цикличной работе скважины газожидкостной смесью. Обоснована точность оценки дебита смеси по термометрии в зависимости от достоверности данных о составе притока, тепловых свойствах заполнителей ствола и горных пород и режиме работы скважины. Установлена возможность повышения точности оценки расхода регулированием времени температурных измерений.

• Выявлены новые зависимости градиента давления и темпа его изменения во времени от интенсивности и состава притока для мало-

дебитных газонефтяных скважин. Разработаны технология сква-жинных исследований и методика интерпретации результатов для оценки расходных параметров и фазового состава притекающего в скважину флюида ( Положительное решение на выдачу патента по заявке 96106928/03 от 9.04.1996 г. ) Предложены способы: 0 оценки истинной плотности и компонентных содержаний газожидкостной смеси по барограмме и замерам фазовых уровней; 0 определения истинной плотности, компонентных содержаний и весовых расходов по разновременным барограммам; 0 расчета расходной плотности и фазовых дебитов по соотношению темпов роста давления и фазовых уровней в стволе.

• Теоретически изучено нестационарное тепловое поле в скважинах ПХГ при заколонном перетоке газа. Обоснованы информативные признаки заколонного движения ( экспоненциальное поведение температуры с глубиной, замедление и инверсия темпа изменения температуры и др. ). Предложена оптимизация технологии измерений, методики интерпретации результатов для повышения достоверности выявления перетока и его количественной оценки в условиях цикличной эксплуатации скважины (A.C. СССР № 1104252 ).

• Теоретически изучено нестационарное тепловое поле при цементировании скважины. Обоснована оптимизация технологии измерений и методики интерпретации результатов для раздельного изучения заполнения каверн цементом и движения флюида за колонной (А.С.СССР № 941556 ). На этой основе предложен способ контроля за техническим состоянием скважины на этапе ее эксплуатации.

2. Обоснована концепция индивидуальной интерпретации материалов промыслово-геофизического контроля для динамического моделирования процессов в скважине и вмещающих пластах, базирующаяся на использовании анализа информативности ГИС для выбора оптимальных способов отделения полезной информации от помех.

3. Предложена классификация информации промыслово-геофизического контроля и способов ее получения. Классификация учитывает многообразие задач, средств их решения, особенностей состояния и поведения скважин. На ее основе определена концепция комплексной интерпретации материалов ГИС, заключающаяся в увязке текущих результатов с состоянием скважины для насыщения информацией многоуровенной динамической модели взаимодействия скважины и вмещающих пластов.

4. Созданы новые алгоритмы индивидуальной и комплексной

интерпретации для информационной геофизической системы контроля ■ за эксплуатацией газонефтяных и газоконденсатных скважин (Комплекс "Геккон 4.0", № гос.регистрации 960345, РосАПО, 1996 г.).

5. На базе обоснованных концепций, разработанных технологий и методик скважинных измерений, способов и алгоритмов индивидуальной и комплексной интерпретации создана геофизическая информационная система для контроля за эксплуатацией газонефтяных и газоконденсатных скважин.

Основными защищаемыми научными положениями являются:

1. Принципы управления состоянием скважины и повышения помехоустойчивости интерпретации результатов измерений, увеличивающие достоверность ГИС- контроля за счет раздельного изучения нескольких процессов протекающих в скважине одновременно.

2. Концепция индивидуальной интерпретации материалов промы-слово - геофизического контроля, реализующая динамическое моделирование процессов в скважине и вмещающих пластах путем использования помехоустойчивых методик, обоснованных с помощью анализа информативности геофизического исследования.

3. Концепция комплексной интерпретации материалов промыслово - геофизического контроля, реализующая информационное насыщение многоуровенной динамической модели взаимодействия скважины и вмещающих пластов на основе:

• классификации информации и способов ее получения с учетом многообразия задач, средств их решения, состояний скважины;

• увязки результатов интерпретации с изменением состояния -скважины и технологией воздействия на пласты.

Основными защищаемыми результатами являются:

1. Аналитические и численные модели тепломассопереноса ( на

этапах заканчивания и эксплуатации газонефтяных и газоконденсатных скважин ) для описания полей температуры, давления и скорости с учетом:

• совместного цикличного движения жидкости и газа по стволу и негерметичному заколонному пространству;

• особенностей конструкции, текущего состояния скважины, неоднородности вмещающих пластов, размеров и местоположения канала перетока.

2. Технологии и методики промыслово - геофизического контроля ( в строящихся, эксплуатируемых и ремонтируемых газонефтя-

ных и газоконденсатных скважинах ), базирующиеся на обоснованных принципах управления состоянием скважины.

3. Методики и алгоритмы индивидуальной интерпретации результатов промыспово-геофизического контроля, основанные на:

• установленных особенностях поведения полей скорости, давления, температуры и состава при движении газа и газожидкостной смеси в стволе скважины, заколонном пространстве и вмещающих пластах;

• выявленных возможностях отделения влияния изучаемых процессов от помех оптимальным выбором исходной информации и способа ее обработки.

4. Геофизическая информационная система контроля за эксплуатацией газонефтяных и газоконденсатных скважин повышающая эффективность динамического моделирования взаимодействия скважины и вмещающих пластов на основе развития технологии и методики геофизических исследований, способов индивидуальной и комплексной интерпретации результатов измерений.

Практическая ценность работы.

Результаты работы позволяют значительно повысить эффективность геофизических исследований при контроле за эксплуатацией газонефтяных и газоконденсатных месторождений, подземных газохранилищ.

Разработанные методики и технологии исследований скважин

увеличивают точность и достоверность результатов измерений.

Созданные алгоритмы автоматизированной интерпретации позволяют проводить оперативную оценку технологических параметров газонефтяных и газоконденсатных скважин и пластов. Это увеличивает обоснованность суждений об их состоянии и расширяет возможности оптимизации режима эксплуатации. Не меньшую практическую ценность имеет повышение надежности заключений о состоянии заколон-ного пространства и интенсивности межпластовых перетоков газа.

Созданная информационная промыслово-геофизическая система обеспечивает получение достоверных данных для развития геолого-промысловой модели взаимодействия скважины и вмещающих пластов. То есть одним из основных практических итогов работы является рост эффективности геолого-промыслового моделирования для оптимизации процесса разработки и обеспечения охраны недр.

Реализация в промышленности. Разработанные способы исследования скважин, интерпретации получаемых материалов, а также соз-

данное на их основе алгоритмическое и программное обеспечение в настоящее время успешно внедрены в основных геофизических производственных предприятиях газонефтедобывающих районов страны: "Севергазгеофизика", "ЯмбургскаяПГЭ", "Оренбурггеофизика", "Нори-льскгазгеофизика", "Вуктыльская ПГЭ", "Мосгазгеофизика", "Центргаз-геофизика" и др.

_ Для обеспечения внедрения при непосредственном участии соискателя подготовлены, апробированы и переданы для практического использования отраслевые методические руководства: «Комплекс геофизических и гидрогеохимических исследований, методика поиска и условия производства работ по определению утечек газа в скважинах ПХГ» ( Москва, Газпром, 1984 г.); «Газодинамический контроль за эксплуатацией скважин на месторождениях и подземных хранилищах газа про-мыслово-геофизическими методами» ( Москва, Газпром, 1991 г.); «Автоматизированная регистрация и обработка материалов ГИС-Контроль в системе ГЕККОН-4.0» ( Москва, ИГ ГАНГ, 1995 г.).

Соискателем, также в соответствии с темой его работы подготовлены разделы для межотраслевых руководств и справочников, в том числе: раздел «Термометрия скважин» в справочнике «Интерпретация результатов геофизических исследований нефтяных и газовых скважин» ( М., Недра, 1988 г. ); раздел «Температура газовых месторождений. Тепловые свойства горных пород» в «Руководстве по исследованию газовых скважин» ( М., Наука, 1996 г. ); глава «Применение термометрии скважин» в справочнике «Геофизические методы исследования скважин» ( М., Недра ,1983 г. ); ряд глав временной инструкции о порядке, составе и формах представления информации каротажа скважин в Государственный банк цифровой геологической информации» ( М„ ГлавНИВЦ, 1997 г.).

Широкому внедрению разработок соискателя способствовало также их систематическое использование при проведении занятий курсов повышения квалификации «Современное состояние и новые возможности геофизических методов исследования скважин и автоматизированных систем обработки» ( М., ГАНГ, 1990-1997 г.).

Апробация работы. Основные результаты работы представлялись и обсуждались на семинаре «Методика разведки сложнопостроенных газовых и газоконденсатных залежей и месторождений» ( Москва,1981г.), региональной научно - практической конференции «Проблемы локального прогноза и разведки нефти и газа Западной Сибири» ( Тюмень, 1987 г.), школе - семинаре « Программное и аппаратное обеспечение

проектных и геологических служб нефтегазовой отрасли» (Москва, 1993 г. ), презентационном семинаре «Средства автоматизированной обработки информации в разведке и нефтегазодобыче» в рамках 5-й Международной выставки «Оборудование для нефтяной и газовой промышленности» ( Москва, Выставочный комплекс «Красная Пресня», 1994г. ), НТС РАО «Газпром» - «Состояние и пути повышения отраслевой геоинформационной подсистемы ( сбор, обработка и хранение геофизических, геологических и других данных ) и систем моделирования геологических объектов для оптимизации их разработки» ( Москва , ВНИИГаз, 1995г. ), конференции «Разработка аппаратуры для промыслово-геофизических и геолого-технологических исследований на нефтегазовых месторождениях Западной Сибири» (Тюмень, 1987г.), семинаре «Применение компьютерных технологий при производстве ГИС контроля разработки и КРС» ( Нижневартовск, 1996 г. ), научно-практической конференции в АО НПЦ «Тверьгеофизика» - «Компьютерные технологии ГИС» ( Тверь, 1996 г. ), технических совещаниях П. «Севергазгеофизика» и ПО «Уренгойгазпром» ( Новый Уренгой 1994, 1995 и 1996 г. ), НТС ДАО «Газпромгеофизика» ( Москва, Кимры, 19801996 г. ). Результаты работы представлялись специалистами ДАО «Газпромгеофизика» в рамках единой информационной системы газовой отрасли «АСУ - Пгеофизика» на международном симпозиуме « '96 по ГИС в процессе разработки нефтяных месторождений заводнением» ( Пекин, 1996 г. ), на 59 -й выставке и конференции Европейской ассоциации (ЕАСЕ) геологоразведчиков (Женева, 1997г).

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав и заключения. Текст изложен на 312 страницах, включая 73 рисунка, 30 таблиц и список литературы из 321 наименований.

Исходный материал. В основе диссертации 80 опубликованных работ, среди которых 4 монографии и обзора, 4 учебных пособия, 6 авторских свидетельств на изобретения и патентов.

Материалы диссертации содержатся в научных отчетах кафедры ГИС ГАНГ, переданных в 1983-1997 г.г. в фонды геофизических предприятий ДОАО «Газпромгеофизика» и РАО «Газпром».

В диссертации представлены результаты разработок, выполненных в период с 1978 по 1997 год в лаборатории проблем геофизических исследований газовых скважин ГАНГ, возглавляемой соискателем.

Постановка данного направления исследований была осуществлена Дахновым В.Н. и Позиным Л.З. Работа над диссертацией и внедрение

полученных результатов было бы невозможно без творческого участия и квалифицированной помощи Добрынина В.М., Платова А.И., Марьен-ко H.H., Резванова P.A., Кульгавого И.А. Большую помощь оказали соискателю консультации Кожевникова Д.А., Широкова В.Н., Соколовой Т.Ф. Существенно повлияли на общую направленность теоретических исследований и формирование концепции диссертационной работы творческие дискуссии с Пантелеевым Г.Ф., Валиуллиным P.A., Левит-ским К.О. , Морозовым A.M., Темиргалеевым Р.Г., Скопинцевым С.П., Вольпиным С.Г. Усовершенствование методико-технологической и алгоритмической базы геофизической информационной системы, внедрение полученных результатов в практику промыслово-геофизических исследований было бы невозможно без помощи Гергедава Ш.К., Кравцова С.А., Жардецкого A.B., Микина М.Л., Венско С.А., Деркача A.C., Широкова А.Н., Поздеева Ж.А., Пасечника М.П., Соковой К.И., Кестен-бойм М.С., Шовкринского Г.Ю., Михайлина A.C. Лаштуна В.И., Новожилова A.A., Смирнова В.В., Мартынова М.Ю. и др. Соискатель выражает глубокую искреннюю признательность всем перечисленным ученым и специалистам за помощь и плодотворное сотрудничество.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Современное состояние и перспективы развития геофизических информационных систем контроля за эксплуатацией

1.1 Методическое и технологическое обеспечение ГИС- контроля

Начало широкого применения ГИС -контроля в нашей стране совпало с развертыванием работ по исследованию технического состояния скважин, по изучению динамики работы скважин и пластов, по решению других важных практических задач в обсаженных скважинах. Этот этап связан с именами таких исследователей, как Дахнов В.Н., Комаров С.Г., Дьяконов Д.И., Орлинский Б.М., Абрукин А.Л. и др.

Период конца сороковых - начала пятидесятых годов характеризуется в области ГИС- контроля развертыванием комплексных целевых исследований в самых различных направлениях. Полученные результаты способствовали развитию в пятидесятых - шестидесятых годах геофизических методов, которые в будущем составили основу ГИС-контроля - радиометрии ( Дахнов В.Н., Ларионов В.В., Басин Я.Н., Гу-лин Ю.А. и др. ) - акустики ( Булатова Ж.М., Кузнецов О.П., Ивакин Б.М. и др. ), термометрии (Дьяконов Д.И., Позин Л.3.,Яковлев Б.А., Дворкин И.Л., Череменский Г.А., Непримеров H.H. и др.).

Следующий этап становления ГИС- контроля характеризуется его трансформацией в самостоятельное направление промыслово-гео-физических исследований. Причиной этого стало появление в 60-е годы глубоких теоретических и прикладных разработок в области гидродинамики многокомпонентных потоков в скважине и пластах, в теории тепломассопереноса. К числу таких разработок могут быть отнесены результаты, полученные Щелкачевым В.Н., Лапуком Б.Б., Пудовкиным М.А., Чекалюком Э.Б., Чарным И.А,, Череменским Г.А. и др. Не менее важным было также начало работ в области создания измерительных высокоточных измерительных датчиков и многоканальной регистрирующей аппаратуры .

К этому же времени в области ГИС-контроля сформировались собственные объекты ( эксплуатационные скважины различного назначения; скважины, исследуемые в период освоения и капитального ремонта; пр.), перечень задач ( определение технических параметров, характеристика состояния, поведения и технологических. параметров скважин, оценка геолого-технологических параметров пластов в разрезе скважины, оценка технического состояния скважины, включая выявление заколонных перетоков) и круг используемых геофизических методов. В основу последнего легли методы изучения состава и притока ( расходометрия, термометрия, барометрия, влагометрия, и пр. ), методы оценки текущего насыщения ( нейтронные ), специальные методы оценки степени износа и герметичности обсадных колонн и подземного оборудования (дефектоскопия, шумометрия и пр.).

Начало систематическим исследованиям в рассматриваемой области положили работы, выполненные в нашей стране и за рубежом в шестидесятых - семидесятых годах в области геолого-промысловых методов контроля за разработкой ( Ширковский А.И., Алиев З.С., Марон В.И., Коротаев Ю.П., Вольпин С.Г., Зотов Г.А. и др. ), в области совершенствования общих методов ГИС-контроля ( Абрукин А.Л., Баркалая О.Г., Комаров С.Г., Лаптев В.В., Лукьянов Э.Е., Омесь С.П., Орлинский Б.М., Швецова Л.Е. и др. ). Эти работы были успешно продолжены позднее - в восьмидесятые-девяностые годы. В частности, известны работы исследовательских групп МИНХ и ГП - впоследствии ГАНГ (Добрынин В.М., Вендельштейн Б.Ю., Кожевников Д.А., Резванов P.A., Золоева Г.М., Ипатов А.И., Марьенко H.H., Позин Л.З, и др. ), Казанского государственного университета ( Непримеров H.H., Марков А.И., Пацков Л.Л. и др. ), БГУ ( Валиуллин P.A., Филиппов А.И. и др . ), ВНИИЯГГ- впоследствии ВНИИГеоинформсистем ( Басин Я.Н., Нере-

тин В.Д., Поляков Е.Е, Фельдман А.Я. ), ВНИИГАЗа ( Зотов Г.А. , Пантелеев Г.Ф., Бузинов С.Н. и др. ), ВНИИПНГ ( Лаптев В.В. ), НПЦ «Тве-рьгеофизика», НПП «ГЕРС» ( Лукьянов Э.Е., Бродский П.А., Буевич A.C., Хаматдинов Р.Т., Коноплев Ю.В. и др. ), МГУ ( Горбачев Ю.И. ), ЦГЭ (Денисов С.Б и др.), ТюменьВНИИГипрогаза ( Масленников В.В. ). Существенный научный вклад в указанное направление внесли исследования, выполненные на крупных производственных объединениях и предприятиях: «Газпромгеофизика» ( Гергедава Ш.К., Пантелеев Г.Ф., Кузин A.M., Акентьев П.Е. и др. ), «Оренбурггеофизика» ( Деркач A.C., Темиргалеев Р.Г), «Вуктылгазгеофизика» ( Левитский К.О, Широков А.Н.), «Центргазгеофизика» ( Жардецкий A.B., Микин М.Л, Морозов A.M., Скопинцев С. П и др.).

В этот период получены существенные научные и практические результаты в области исследований возможностей методов притока -состава в стабильно работающих скважинах, термометрии нестационарных переходных процессов в компрессируемых нефтяных скважинах, методов выявления и оценки заколонных перетоков для различных типов скважин, методов оценки текущего насыщения пластов, методов изучения технического состояния скважин и пр.

Тем не менее, в области совершенствования технологического и методического обеспечения ГИС-контроля еще немало важных неисследованных направлений. Одно из наиболее актуальных связано с изучением газовых и газоконденсатных скважин. Перед теорией и методикой геофизических исследований здесь стоит немало проблем, связанных в частности, с существенной спецификой этих объектов ( большими колебаниями давления, высокими скоростями движения газа и его аномальными физическими свойствами, влиянием многофазной среды и пр.). Еще одно проявление указанной специфики заключается в разнообразии форм проявления нестационарных процессов. Они наиболее рельефны в обводняющихся скважинах, работающих газожидкостной продукцией, а также скважинах подземных газохранилищ (ПХГ), эксплуатируемых с чередованием циклов закачки и отбора.

Возможности традиционных методов ГИС-контроля в этих условиях явно недостаточны. Это касается задач определения интервалов притока при работе скважины однофазной и многофазной продукцией, выявления и оценки заколонных перетоков, изучения дебитов и динамических параметров газонефтяных пластов, оценки фазовых расходных характеристик при работе скважины газожидкостной смесью и пр.

Еще одной проблемой ГИС-контроля, особенно остро стоящей в газовых и газоконденсатных скважинах, является достоверность получаемой информации. На результаты исследований может одновременно оказывать влияние несколько факторов, близких по характеру и степени воздействия. Это движение жидкости и газа по стволу, заколонному пространству, продуктивным пластам, изменение насыщения цементного камня и коллекторов и пр.

Кроме того на результаты ГИС-контроля влияют процессы, не только происходящие в момент скважинных измерений, но и прекратившиеся задолго до проведения геофизических исследований. Это очень характерно для поля температур, особенно в циклично работающих скважин ПХГ.

Решение перечисленных проблем требует теоретического и экспериментального изучения массопереноса и теплопереноса в газонефтяных и газоконденсатных скважинах. Не менее важен в этих условиях анализ информативности геофизических исследований. Он должен проводиться во взаимосвязи с условиями в скважине при проведении геофизических исследований. На этой основе возможна оптимизация методики проведения измерений и интерпретации полученных результатов. Наконец, нужна оценка результативности апробации разработанных методов.

1.2 Интерпретация материалов ГИС-контроля. Основные понятия и

определения

Одним из базовых понятий интерпретации является информационная модель - набор качественных и количественных характеристик объекта геофизических исследований.

Элементарный объект промыслово-геофизического контроля представляет собой процесс в исследуемой скважине или вмещающих пластах. Модель призвана дать его объяснение и количественную оценку. Полученные данные суммируются при описании текущего состояния скважины и пластов. Это задача индивидуальной интерпретации. Она может решаться по данным измерений одним геофизическим методом или на основе совокупной информации по нескольким методам.

Более сложными объектами являются совокупности процессов, характеризующие в целом скважину, пласт, интервал разреза и пр. Модель служит основой для прогноза их поведения и обоснования рекомендаций по оптимизации эксплуатации. Ее информационное наполнение происходит при комплексной интерпретации.

И наконец, модель залежи и месторождения развивается на основе обобщающей интерпретации. В диссертации исследуются возможности информационного наполнения одной из базовых составляющих этой модели - системы «скважина -пласт». Тем самым внимание сосредоточено на возможностях ГИС- контроля по изучению текущего состояния конкретной скважины и массива вмещающих пород, непосредственно влияющих на это состояние.

Совокупность параметров системы «скважина-пласт» и протекающих в нем процессов при проведении ГИС мы будем называть условиями проведения геофизических исследований. Условия определяют как информативность исследований, так и пути оптимизации методики скважинных измерений и интерпретации результатов.

При промыслово-геофизическом контроле нужно учитывать зависимость условий исследований от времени. При этом существенны два момента. Первый состоит в том, что разновременные исследования несут дополнительную информацию о динамике изменения свойств исследуемых объектов. Второй момент в том, что сравнение таких исследований без учета фактора времени приводит к ошибкам интерпретации.

Модель для не зависящих от времени условий исследований мы будем называть статической, а модель, учитывающую изменения условий во времени - динамической.

Предлагаемая на основе приведенных выше соображений классификация уровней интерпретации приведена в табл. 1. _Таблица 1_

Уровень интерпретации Способ получения исходных данных Способ интерпретации Результат интерпретации

1 2 3 4

1. Индивидуальная длу измерения. Измерения одним методом ГИС. Интерпретация выбранным методом с учетом условий исследований. Параметры текущего состояния скважины V пластов.

2.Индивидуальная дл? записи Одновременные измерения несколькими методами. Интерпретация выборки данны) аналогично п.1. Аналогично п.1.

З.Комплекс-ная для записи. Аналогично п. 2 Интерпретация серии выборок данных аналогично п. 1 Обобщение результатов. Статическая модель «скважина-пласт».

1 2 3 4

4. Комплексная для reo-физическо-го исследования) Данные комплекса ГИС ( цикла исследований, объединенных единой целью) Обобщение результатов с учетом изменения состояния скважины во времени. Динамическая модель «скважина - пласт».

5.Комплексная по скважине. Данные разновременных комплексов. Аналогично п.4. Динамическая модель «скважина- пласт».

Каждый уровень включает ступени, отличающихся степенью обоснованности интерпретации и достоверности результатов (табл.2). _Таблица 2_

1 2 3

Ступень интерпретации Сущность интерпретации Достоверность интерпретации и средства ее повышения.

1. Предварительная качественная. Контроль качества исходных данных. Выявление аномалий и вероятных причин их возникновения. Интерпретация может быть неоднозначной из-за одновременного. воздействия нескольких факторов.

2.Полная качестве-ная Обоснование причин аномалий на основе информативных признаков, выявленны> по теоретическим и опытным данным. Достоверность информативных признаков можно повысить выбором оптимальны> условий проведения исследований.

3.Локальная количественная. Количественная оценка аномалий по конкретным аналитическим формулам, эмпирическим связям, системам уравнений и т.п. Выбор способа оценку обычно основан на интуициу и опыте интерпретатора V впоследствии может корректироваться.

4. Комплексная количественная. Сопоставление различных способов обработки информации и выбор оптимального . Методика измерений, способы интерпретации призваны усилить информативные признаки и подавить помехи.

5.Динами-ческая количественная. Анализ изменения параметров объекта во времени с учетом сопутствующей геолого-промысловой информации. Данные об объекте уточняются и апробируются в течение длительного времени пру многообразных условиях исследований.

-181.3 Индивидуальная интерпретация данных ГИС-контроля в информационных геофизических системах

В нашей стране и за рубежом созданы и успешно функционируют ряд информационных систем ГИС-контроля. В их числе системы, предназначенные для обслуживания цифровой регистрации и первичной интерпретации : «АРМ-ГИС» ( П. «Центргазгеофизика», НПФ «Контакт» - г.Кимры ), «ОНИКС» ( ОАО ПНЦ «Тверьгеофизика» ); системы, предназначенные для решения отдельных задач ГИС-контроля: -«ГИДРОЗОНД» ( Башгосуниверситет), «FS» ( ЦГЭ ); комплексные системы: "ПРАЙМ" ( Башгосуниверситет ), «СИАЛ-ГИС-КОНТРОЛЬ» ( АО «СИАЛ» - г. Тюмень ); комплексы для изучения отдачи скважин фирм Slumberger, Slumberger GeoGuest, Kappa Engineering, Петроальянс ипр).

Кроме того, дополняются отдельными элементами геофизического контроля системы, первоначально созданные для интерпретации материалов ГИС, получаемых на этапе разведки залежей: ( «ГИНТЕЛ», «ГИС-ПОДСЧЕТ», и др.).

Все эти продукты весьма специализированы, как по лежащим в их основе методикам интерпретации, так и по решаемым задачам. Ни один из них не охватывает полный круг проблем и не учитывает всей специфики условий проведения исследований в газонефтяных и газоконденсатных скважинах. В связи с этим перед соискателем стояла задача по созданию алгоритмов и программ реализующих особенности технологии и методики геофизических исследований этого типа скважин.

Кроме того необходимо было разработать и осуществить внедрение методик нового уровня, не копирующих стандартные приемы «ручной» интерпретации, а изначально ориентированных на использование компьютера. Эти методики характеризуются следующим:

• Применяются сложные многофакгорные модели процессов в скважине. Они работают не с графическими представлениями результатов решения прямых задач ( в образе так называемых «палеток» ), а непосредственно - с исходными уравнениями и краевыми условиями.

• Используется многовариантная интерпретация при различных выборках исходных данных и способов их обработки.

В перечисленных случаях можно говорить о неразрывном слиянии методико-технологического и алгоритмического обеспечения информационной геофизической системы. ЭВМ становится полноправным участником процесса интерпретации данных ГИС-контроля.

1.4 Комплексная интерпретация материалов ГИС-контроля в информационных геофизических системах

Комплексная интерпретация включает два качественно различных уровня работы с промыслово-геофизической информацией (табл. 1 ).

Первый уровень состоит в создании статической модели системы «скважина-пласт» по результатам исследований несколькими геофизическими методамйпри фиксированных условиях измерений. В области промыслово-геофизического контроля задачи этого уровня наиболее успешно решают многоцелевые информационные системы «ПРАЙМ» ( Башгосуниверситет ) и «СИАЛ-ГИС-КОНТРОЛЬ» ( АО «СИАЛ» ). Существенные потенциальные возможности для реализации этого уровня имеют комплексные системы «ГИНТЕЛ», «ГИС-ПОДСЧЕТ» и др. Этот же уровень реализован большинством зарубежных аналогов, перечисленных в п. 1.3.

Второй уровень включает накопление, обобщение и анализ всей совокупности эмпирической и количественной информации для создания динамической модели системы «скважина-пласт». В рамках развития информационной базы этого уровня моделирования ждут своего решения ряд важных проблем, в том числе :

• разработка классификации исходной геолого-промысловой информации по назначению, полноте, качеству и приоритетности использования;

• создание классификации способов получения информации ГИС-контроля по задачам, приоритетности и эффективности;

• разработка классификации результатов интерпретации ГИС-контроля на основе решаемой задачи, достоверности, способа определения и условий проведения геофизических исследований;

• обоснование функционального и информационного взаимодействия между алгоритмами индивидуальной интерпретации при накоплении данных о скважине и вмещающих пластах;

• разработка и насыщение информационных структур для анализа и обобщения данных о системе «скважина - пласт» на основе созданных классификаций и принципов взаимодействия алгоритмов.

• увязка результатов интерпретации с динамикой изменения состояния скважины и особенностями технологии воздействия на пласты; Таким образом, создание информационной геофизической системы контроля за эксплуатацией газонефтяных и газоконденсат-ных скважин требует существенного развития технологии и методики промысловых измерений, методики оперативной и комплексной интерпретации результатов. Решение этой задачи невозможно без детального анализа результативности геофизических исследований.

-202. Результативность промыслово-геофизического контроля за эксплуатацией газонефтяных и газоконденсатных скважин

Основным фактором, определяющим результативность промыслово-геофизического контроля являются условия в скважине в процессе проведения геофизических исследований. В классификации условий необходимо поставить на первое место режимные особенности работы скважины и пластов . Причем наиболее важен характер изменения параметров режима во времени. Потом могут стоять отличия между режимами по набору признаков, определяющих цели исследования ( состав притока и пр.). Различие в условиях для разных типов скважин также важно, но лишь в той степени, в какой каждый из типов допускает тот или иной конкретный режим. Прочие компоненты ( особенности методики, технологии и средств измерений и пр.), обычно включаемые в состав условий или близких понятий, логичнее рассматривать как факторы второго порядка. При таком подходе к классификации условий за огромным обилием фактов легче рассмотреть принципиальные моменты, связанные с эффективностью промыслово-геофизического контроля.

Табл. 3 иллюстрирует условия и методики исследований при ГИС-контроле в зависимости от особенностей поведения скважины.

Таблица 3

Поведение Тип поля Характеристики поля Методика ГИС Ин-

скважин декс

1 2 3 4 5

1.Длитель- Стациона Геотермическая темпе Одиночные за- СТЦ

ный прос- рное ее ратура и гидростатиче меры с перио-

той тествен- ское давление. дичностью 01

ное. Локальные аномалм нескольких не

Квазиста- температуры в интерва дель до не

ционарное лах дренируемых сосед- скольких меся- КВЗ

исусствен- ними скважинами, пере цев (Ст.)

ное . токов и пр.

2.Работа Квазиста- Нарушение естественно Замеры на тех ДИН

со стабиль- ционар- го распределения геофи- нологическом

ным расхо- ное ис- зических параметроЕ режиме эксплуа

дом кусствен- движением жидкости к тации (Ст.)

ное газа по стволу и пластам Замеры на се эии режимоЕ (Сп.) РЕЖ

1 2 3 4 5

3. Кратковременный простой. Нестационарное искусственное. Расформирование полей геофизических параметров, возникших пру эксплуатации. Разновременные замеры по еле эксплуата ции. (Ст.) ОСТ

4.Пуск н£ стабильный режим экс плуатации. Нестационарное искусственное. Формирование и стабилизация полей геофизических параметров в начале движения жидкое™ и газа по стволу. Разновременные замеры после пуска. (Сп) ПУС

5.Смена одного стабильного режима другим Нестационарное искусственное Расформирование полей, предшествующегс режима, формирование полей нового режима. Разновременные замеры после изменения режима. (Сп.) РЖС

6.Смена одного нестационарного режима другим Нестационарное искусст-веное Расформирование поле!? предшествующего режима, формирование полеР нового режима. Разновременные замеры пр1-смене одного режима другим (Сп.) РЖН

Примечение: "Ст"- стандартные, "Сп" -специальные исследования

В табл. 4 классифицирована встречаемость названных условий в скважинах различного типа и описано влияние условий на информативные возможности ГИС.

Таблица 4

_(Индексы режимов даны в соответствии с таблицей 3)_

1 2 3 4 .

Тип скважины Возможные условия исследований Ин Де КС Основные информативные эффекты.

1.Неработающие наблюдательные, контрольные, геофизические Длительный простой СТЦ КВЗ Аномалии температуры в интервалах межпластовых перетоков ^ пластов, дренируемых соседними скважинами. Аномалии давления и скорости в интервала) внутриколонных перетоков.

2. Работающие е стабильном режиме ( нагнетательные, добыва ющие фонтанные скважины месторождений ).

Длительная работа на уо тановившем-ся режиме.

ЦИН

Последовате льная смена установившихся режимов. Кратковременный простой. Работа поел

РЕЖ

ОСТ ПУС еРЖС

пуска, изменения режима.

Связь геофизических парамет ров с составом, структурой и ди намическими характеристиками потока флюида в стволе. Анома лии, связанные с притоком е| скважину. Зависимость параметров от режима, обусловленная пластовыми давлениями и фильтрационными характеристиками пласта. Связь темпа изменения параметров во времени с поведени ем скважины и свойствами пла сто в.

3. Работающие в циклическом режиме скважины

пхг

Условия пс п.2, но с чередованием ци клов закачки V отбора.

Аналоги--чно п.2

Аналогично п.2

Наблюдается влияние на тепловое поле предшествующих циклов эксплуатации.

4. Работающие е нестационарном режиме (в накоплении, компрессируемые и т.п.)

Закономерная спонтанная смена неста-| ционарных режимов.

РЖН

Аналогично п.2

Взаимовлияние режимов повышает результативность методоЕ притока-состава

5. Работающие е цикличном нестационарном режи ме.

Незакономерная смена нестационарных режимов

РЖН

Аналогично п.2, 3, и 4

• На основе предложенных классификаций соискателем выполнен анализ эффективности современных технологий и методик ГИС-контроля в газонефтяных и газоконденсатных скважинах. Это позволило сделать вывод о существенном влиянии на возможности ГИС состояния и особенностей поведения скважины, что с одной стороны определяет высокие потенциальные возможности ГИС, однако с другой - снижает достоверность интерпретации результатов.

Наиболее радикальным средством повышения достоверности интерпретации представляется целенаправленное формирование ус-

ловий геофизических исследований и выбор способа обработки результатов для усиления изучаемого информативного эффекта и подавления помех.

Геофизическую технологию, реализующую подобную возможность, предлагается называть активной. Другими словами под активной технологией понимается оптимальная совокупность действий по проведению измерений и обработке результатов, позволяющая повысить достоверность и однозначность интерпретации материалов ГИС. Активные технологии предлагается создавать на основе следующих принципов управления состоянием скважины и повышения помехоустойчивости методик индивидуальной интерпретации:

• оптимизации условий проведения геофизических исследований с целью более четкого проявления изучаемого эффекта ;

• целенаправленной технологии работы с объектом исследований для создания или усиления информативных эффектов и нивелирования помех;

• привлечением дополнительной информации о поведении и состоянии скважины, полученной независимо от ГИС для упрощения методики обработки результатов измерений;

• специальной обработки результатов измерений, позволяющей подавить помехи или разделить эффекты на основе специфических особенностей их проявления. ( по величине, по времени возникновения, по характеру поведения от глубины или от времени и т.п. ).

Для реализации активных технологий наиболее благоприятны эксплуатационные действующие скважины. Они предоставляют богатые возможности как по выбору, так и по управлению условиями исследований.

Следует подчеркнуть, что активная технология понимается несколько шире, чем просто некоторое направленное воздействие на скважину ( как, например, при известном способе исследований по принципу «фон - воздействие - измерение » ).

Большой удельный вес в активной технологии имеет оптимизация способов обработки ГИС. С этот точки зрения в состав активных технологий должны быть включены: обработка избыточной информации, многовариантная обработка на основе различных исходных данных и способов расчетов.

Работа над активными технологиями требует углубленного анализа информативности геофизических методов в конкретных условиях проведения исследований. Информативность исследований опреде-

ляется не только выбором оптимальных датчиков, способов измерений и обработки материалов, Это комплексная проблема. При ее решении перечисленные элементы ГИС-контроля не только объединяются, но и взаимно увязываются при активном участии интеллекта интерпретатора. Анализ информативности предполагает:

• . классификацию факторов влияющих на результаты геофизических измерений по характеру и степени воздействия;

• поиск аномальных черт, связанных с воздействием изучаемого процесса на результаты измерений и обоснование информативных признаков его выявления;

• анализ возможности для разделения одновременно воздействующих факторов на основе выявленных для них информативных признаков ;

• поиск способов для усиления информативного эффекта или для придания ему специфичных черт при помощи целенаправленного воздействия на скважину ( пласты ) или путем выбора оптимальных подходов для получения и обработки информации.

В последующих разделах диссертации приведены результаты оригинальных разработок соискателя в области создания активных технологий ГИС-контроля в газонефтяных и газоконденсатных скважинах. Каждая их описываемых технологий основана на специфичном, а иногда и на уникальном способе усиления и фиксации информативных эффектов.

Основное внимание соискателем уделено нестационарным методам исследований скважин. Именно эти методы объективно обладают сейчас наибольшим потенциалом повышения информативности ГИС-кон-троля.

Большинство предложенных методик можно использовать в полную силу лишь при автоматизированной обработке результатов. Причем, роль ЭВМ не сводится только к сложным и громоздким расчетам, сопутствующим интерпретации. Компьютер призван вести многовариантную обработку и комплексный анализ обширной разнородной информации.

3. Новые информативные возможности методов изучения притока и состава в стволе скважины

Изучение притока-состава в эксплуатационной скважине - одна из наиболее благоприятных областей применения нестационарных активных технологий.

При качественной интерпретации нестационарные технологии по-

вышают наглядность и достоверность информативных эффектов.

В частности, дополнительные возможности имеет нестационарная термометрия в интервалах притока газа. Высокая интенсивность те-пломассопереноса, аномальные термодинамические свойства газа определяют тесную зависимость параметров теплового поля от расходных характеристик скважины и эксплуатируемых пластов. Это позволяет на основе обобщения результатов экспериментов в скважинах сформулировать дополнительные информативные признаки работы пластов:

• локальные аномалии в подошве продуктивной толщи с экстремумом, четко соответствующим нижней границе притока; причина аномалий в увеличении темпа изменения температуры в интервалах притока непосредственно после смены депрессии на пласты;

• инверсионный характер калориметрического смешивания непосредственно после пуска скважины или изменения депрессии на пласты; причина инверсии в различии темпов изменения во времени температуры поступающего из пласта и движущегося по стволу флюида;

• повышенный темп изменения во времени аномалии калориметрического смешивания после перехода скважины с режима кратковременной остановки на отбор с малым дебитом; эффект связан с существенной зависимостью температуры поступающего из пласта газа от депрессии;

• аномальный, зависящий от времени градиент температуры в действующей скважине как в интервалах работающих пластов, так и за их пределами; градиент обусловлен теплообменом потока газа с вмещающими породами.

Использование названных признаков дает возможность управлять режимом работы скважины с целью повышения достоверности ГИС.

На этой основе можно сформулировать подход к качественной интерпретации.

В сложных условиях эксплуатационной скважины интерпретация не сводится к формальному сопоставлению термограммы с теоретической ( палеточной ) кривой. Особенности теплового поля необходимо анализировать индивидуально, для конкретного состояния скважины на основе общих физических закономерностей. Чем больше особенностей поля удается понять, и чем логичнее и непротиворечивее построенная на основе ГИС модель поведения скважины и пластов, тем достовернее интерпретация.

При одновременном присутствии в стволе газа и жидкости проявляются не менее интересные эффекты.

Так, охлаждение подошвы продуктивной толщи дросселирующим газом вызывает интенсивную естественную конвекцию в зумпфе скважины. Это провоцирует температурные аномалии, характерные для за-колонного перетока.

Еще более важны с научной и практической точки зрения эффекты в движущемся потоке газожидкостной смеси.

Большинство известных методов оценки состава заполнителя ствола определяют лишь истинное объемное содержание жидкости. Они не позволяют уверенно судить о характере движения жидкости по стволу и об интервале поступления в скважину.

Дополнительная информативность нестационарных методов связана с фиксацией различия в скоростях и направлениях движения жидкости и газа в смеси. Различие можно спровоцировать переводом скважины с технологического на режим малого отбора .

Интенсивность отбора выбирают с помощью специального критерия так, чтобы энергии потока газа хватало для выноса жидкости из пласта, но было недостаточно для ее выноса из скважины. Тогда жидкость движется по стволу вниз и скапливается на забое. Это приводит к замедлению темпа восстановления температуры в скважине вплоть до инверсии темпа. Наблюдается, также характерная экспоненциальная форма термограмм. Верхняя граница интервала аномального поведения термограмм соответствует подошве отдающего жидкость пласта.

По методам состава фиксируют динамику скопления жидкости и определяют ее концентрацию По поведению давления в интервале преимущественного движения газа судят об искажениях от осаждения жидкости, вынесенной в скважину ранее (на технологическом режиме).

Новые информативные возможности есть у количественной интерпретации методов притока-состава для серии установившихся режимов работы скважины. Так можно предложить ряд новых способов определения параметров работающих пластов на основе известного метода индикаторных линий.

Ранее этот метод использовался при оценке пластового давления и эксплуатационных параметров пласта по серии замеров расходомером и манометром . Новые способы позволяют дополнительно определять: относительные дебиты пластов по термоаномалиям калориметрического смешивания; пластовое давление и коэффициент дросселирования по термо-баро-расходометрии; пластовые давления и фильтрационные параметры пласта по термо-барометрии.

Это позволяет рассматривать метод индикаторных линий в качестве универсального средства, обработки избыточной информации для скважин со стабильным дебитом.

Еще более ощутимы возможности увеличения информативности методов изучения притока-состава для скважин с неустановившимся режимом эксплуатации. Это в основном касается малодебитных газонефтяных скважин, исследуемых в процессе вызова притока снижением уровня жидкости в стволе ( компрессированием, свабированием и пр.). Здесь информативность интерпретации можно повысить расширением круга способов, использующих разнородную информацию и основанных на отличных физических принципах. Наряду с известными в число таких способов включены ряд оригинальных, разработанных соискателем :

• определение истинных плотности смеси и компонентных содержаний по барограмме с учетом данных о темпе подъема фазовых уровней ;

• оценка истинной плотности, компонентных содержаний и весового расхода по разновременным барограммам ;

• расчет расходной плотности и фазовых дебитов по соотношению темпов роста давления в стволе и фазовых уровней ; Комплексная обработка с помощью перечисленных способов не сводится к механическому суммировании данных по скважине. Она включает анализ причин расхождения результатов расчетов одного и того же параметра разными способами. Установлено, что характер расхождения несет дополнительную информацию о исследуемой скважине.

4. Новые информативные возможности нестационарной термометрии скважин

Термометрия является одной из базовых составляющих комплекса ГИС-контроля в эксплуатационных скважинах. Для этого метода характерны широкий диапазон возможных практических приложений и высокая потенциальная информативность. Однако нередко достоверность интерпретации результатов термических исследований очень низка, что связано:

• с одновременным влиянием на тепловое поле нескольких факторов, близких по характеру и степени воздействия;

• с способностью теплового поля длительное время сохранять информацию о предшествующих температурных воздействиях, прекратившихся к моменту скважинных измерений.

Поэтому проблема повышения однозначности интерпретации, в том числе и за счет разработки новых активных технологий, очень актуальна. Одним из эффективных способов ее решения является теоретическое изучение тепломассопереноса в скважине.

-28: Параллельно должны анализироваться возможности количественной интерпретации термограмм. Основным препятствием для интерпретации является необходимость учета многочисленных параметров, не поддающихся непосредственным измерениям. Поэтому результатом чаще всего является не конкретный численный результат, а диапазон его вероятного изменения. С помощью математического моделирования можно не только оценить этот диапазон, но и изыскать возможность его уменьшения оптимальным выбором состояния скважины, технологии измерений и способа обработки результатов.

Например, известна преимущественная зависимость температуры в стабильно работающей скважине вне эксплуатируемых пластов от весового расхода газожидкостного потока в стволе. На основе этого факта соискателем ранее был предложен ряд способов оценки дебита скважины («двух касательных», «площади» и др.) по величине нормированного коэффициента теплоотдачи. Тогда же была оценена погрешность результата из-за отсутствия данных о структуре потока и тепловых свойствах заполнителей ствола скважины и окружающей среды^ Эта информация стала основной для выполненного в диссертации более глубокого теоретического анализа теплового поля для рассматриваемого случая. С помощью математического моделирования было изучено влияние на температуру в скважине параметров фонового теплового поля, изменения тепловых свойств по радиусу и глубине, цикличных колебаний во времени дебита и температуры поступающего в скважину флюида. Это позволило определить условия пригодности перечисленных способов оценки дебита в нестабильно работающей скважине.

Полученные результаты явились отправной точкой для анализа информативности термометрии в интервалах заколонных перетоков газа из пласта - объекта подземного хранения. Для решения этой задачи соискателем предложена математическая модель, которая учитывает влияние на тепловое поле интенсивности и продолжительности зако-лонного движения, параметров текущего режима, предыстории цикличной эксплуатации скважины, изменения тепловых свойств заполнителей ствола и горных пород по глубине и в радиальном направлении, размеров канала перетока, его местоположения в заколонном пространстве, температуры поступающего в канал флюида.

Показано, что при работе скважины по межтрубью НКТ не менее суток, и при интенсивности перетока не выше п*1000 н. куб. м./ сут. тепловое поле перетока в горных породах нивелируется. Это исключает влияние на результаты интерпретации предистории развития

перетока и ошибки при оценке времени его существования. Кроме того, в этих случаях после остановки скважины провоцируется появление на термограмме специфических информативных признаков:

• экспоненциального изменения температуры и ее градиента; зависящего от интенсивности заколонного движения;

• замедленного темпа восстановления температуры вплоть до инверсии темпа, наблюдаемого на расстоянии 2< 2В от глубины поступления газа в канал перетока ( В - нормированный коэффициент теплоотдачи, зависящий от весового расхода перетекающего флюида и от времени существования заколонного движения);

• изменения размеров и формы аномалий, обусловленных различиями тепловых свойств горных пород и заполнителей заколонного пространства.

При отсутствии цикличности работы скважины перечисленные признаки наблюдаются визуально. Расчет по разновременным термограммам относительной 0 и разностной относительной Д0 температур позволяет учесть искажающее температурное воздействие предшествующей эксплуатации.

Если скважина работает по НКТ, тепловое воздействие эксплуатации на канал перетока и окружающие горные породы малоощутимо, и обнаружение перетока описанным выше способом исключено. Но можно, регулируя режим закачки газа, управлять температурой пласта-источника перетока. При этом окружающее фоновое поле практически не искажается. Поэтому изучение перетока сводится к созданию тепловой метки в пласте в процессе закачки и к наблюдению за расформированием метки по окончании работы скважины.

Теоретические расчеты и эксперименты в скважине позволили обосновать оптимальные длительности тепловых воздействий и времена регистрации термограмм.

По результатам математического моделирования и экспериментов в скважине соискателем установлены количественные связи дебита перетока с величиной и темпом изменения во времени названных выше параметров (В, Ад).

Нормировка разновременных замеров оправдана и при термических исследованиях цементируемых скважин. Интерес к этому, казалось бы частному вопросу, не случаен. Влияние цементного камня является одним из основных факторов - помех при оценке расходных параметров и герметичности скважины в процессе эксплуатации. Для учета этой помехи на тепловое поле важна информация от метода той же физической природы - термометрии. Для оценки возможности ее получения было выполнено математическое моделирование

теплообмена в стволе цементируемой скважины. При этом были учтены радиальная и азимутальная неравномерность заполнения каверн цементом, ограниченность каверн по высоте, эксцентричное расположение колонны на стенке скважины, изменение тепловых свойств пород, характер выделения теплоты цементом во времени.

Результаты подтвердили преимущественное влияние на тепловое поле степени заполнения цементом каверн и процессов массопереноса (перетоков). Было установлено, что нормировка разновременных диаграмм резко уменьшает влияние заполнения и рельефнее проявляет движение флюида за колонной. На этой основе предложен способ выявления интервалов поглощения фильтрата цементного раствора малопористыми коллекторами. Способ основан на определении времени схватывания цементного камня и исследуемом интервале глубин.

5. Характеристика информационной системы «Геккон»

Предложенные соискателем способы решения конкретных практических задач ГИС-контроля, подходы к обработке и интерпретации результатов исследований скважин, легли в основу создания геофизической информационной системы контроля за эксплуатацией «Геккон».

Сейчас в состав системы включаются комплексные многофункциональные алгоритмы, предназначенные для широкого спектра типов скважин: наблюдательных, эксплуатационных газовых и газоконден-сатных, нефтяных и нефтегазовых эксплуатируемых фонтанным и насосным способом, малодебитных нефтяных, осваиваемых компрессированием и свабированием, нагнетательных при закачке как жидкости так и газа. Сложность эксплуатируемых сегодня объектов такова, что перечисленные скважины нередко соседствуют в пределах одного и того же месторождения.

Система «Геккон» построена на базе обоснованных соискателем концепций индивидуальной и комплексной интерпретации материалов промыслово-геофизического контроля ( табл. 5 ). Основная функция системы состоит в подготовке геофизической информации для моделирования взаимодействия скважины и вмещающих пластов. Концепция индивидуальной интерпретации делает ставку на средства получения и применения информации. Названные средства создаются на базе развития активных технологий. Активные технологии реализуют принципы управления состоянием скважины при геофизических измерениях и увеличения помехоустойчивости методик интерпретации. Базой для разработки и обоснования активных

ГЕОФИЗИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ЗА ЭКСПЛУАТАЦИЕЙ

ИНФОРМАЦИЯ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКОИ МОДЕЛИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СКВАЖИНЫ И ВМЕЩАЮЩИХ

ПЛАСТОВ

СРЕДСТВА ПОЛУЧЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ ГЕОФИЗИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ

ТЕХНОЛОГИИ И

МЕТОДИКИ СКВАЖИННЫХ М ИССЛЕДОВАНИЙ

----

СПОСОБЫ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ИНТЕРПРЕТАЦИИ

СПОСОБЫ КОМПЛЕКСНОЙ ^ ИНТЕРПРЕТАЦИИ

АКТИВНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ, КАК ОПТИМАЛЬНАЯ СОВОКУПНОСТЬ

ДЕЙСТВИЙ ПО ПРОВЕДЕНИЮ ИЗМЕРЕНИЙ И ОБРАБОТКЕ РЕЗУЛЬТАТОВ, ПОЗВОЛЯЮЩАЯ ПОВЫСИТЬ ДОСТОВЕРНОСТЬ V ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТЬ ПРОМЫСЛОВО-ГЕОФИЗИЧЕСКОГО

КОНТРОЛЯ.

ПРИНЦИПЫУПРАВЛЕНИЯ СОСТОЯНИЕМ СКВАЖИНЫ И ПОВЫШЕНИЯ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ ИНТЕРПРЕТАЦИИ

з ех:

АНАЛИЗ ИНФОРМАТИВНОСТИ ГЕОФИЗИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ

КЛАССИФИКАЦИЯ ИНФОРМАЦИИ И СПОСОБОВ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ ПО ЗАДАЧАМ, СРЕДСТВАМ ИХ РЕШЕНИЯ, СОСТОЯНИЮ СКВАЖИНЫ

1л!

ПРИНЦИП УВЯЗКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИНТЕРПРЕТАЦИИ С СОСТОЯНИЕМ СКВАЖИНЫ И С ТЕХНОЛОГИЕЙ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПЛАСТЫ

АЛГОРИТМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ИНТЕРПРЕТАЦИИ

Л]

Таблица 5 Концепция индивидуальной и комплексной интерпретации в системе «Геккон».

технологий является анализ информативности ГИС, который основывается на физическом и математическом моделировании, экспериментах в скважинах, анализе фондовых материалов.

Концепция комплексной интерпретации реализует информационное насыщение многоуровенной динамической модели «скважина-пласт» на основе классификации информации и способов ее получения, а также увязки результатов интерпретации с динамикой изменения состояния скважины и особенностями технологии воздействия на пласты.

Перечень алгоритмов системы «Геккон» определяется требованием ее наиболее полного соответствия названным концепциям.

Большой удельный вес в совокупности названных алгоритмов составляют алгоритмы индивидуальной интерпретации. Именно они являются основой интеллектуального потенциала.системы.

Функционирование названных алгоритмов в системе «Геккон» реализовано исходя из следующих принципов.

• Реализация решения большинства задач промыслово-геофизи-ческого контроля ( в том числе определение технических параметров скважины, изучение состояния, поведения и технологических параметров скважины и вмещающих пластов, выявление перетоков и утечек по стволу и негерметичному заколонному пространству ).

• Адаптация к системе наиболее перспективных и информативных из известных способов интерпретации материалов геофизических исследований. ( в том числе способов определения профилей истинных и расходных фазовых параметров многокомпонентных потоков, алгоритмы оценки интегральных фазовых расходных характеристик скважины, оценки текущей газонасыщенности пластов ).

• Взаимосвязь алгоритмов между собой для образования в системе непрерывного цикла движения промыслово-геофизической информации от начала предварительной обработки до получения комплексного заключения.

• Включение в качестве ядра и основы развития системы нестандартных алгоритмов, в том числе реализующих результаты работы соискателя в области развития технологии и методики скважинных исследований и интерпретации результатов :

О алгоритмов многовариантной многоуровенной интерпретации, учитывающих изменение состояния скважины в процессе геофизических измерений и обеспечивающих оценку информативности геофизического исследования;

О создание алгоритмов, реализующих принципы помехоустойчи -

вости интерпретации и оценивающих достоверность результата на основе анализа информативности ГИС.

• Повышение удельного веса интерактивной интерпретации с возложением на сервисные средства анализа качества исходных данных.

В число новых элементов сервиса системы «Геккон» входят: О блоки ввода и корректировки текстовой и численной информации, несущие функции информационного обеспечения системы, контроля полноты, качества и непротиворечивости исходных данных и обеспечивающие многовариантную обработку; О локальные графические справочники-меню на основе которых в

системе реализована многозадачная интерпретация; О графические решения по визуализации на экране результатов интерактивной качественной и количественной интерпретации;

Современный этап развития системы характеризуется формированием структур и информационных связей для многовариантной комплексной интерпретации.

В основу структуры комплексной интерпретации в системе «Геккон» положена классификация информации ГИС -контроля по уровням ( Табл. 1 ) и ступеням ( Табл. 2 ). Комплексная интерпретация включает два уровня. На первом, статическом обобщаются данные ГИС для локальных временных отрезков или конкретных режимов работы скважины. Второй уровень предусматривает подготовку информационного обеспечения динамической модели взаимодействия скважины и вмещающих пластов.

Табл. 6 иллюстрирует функциональное и информационное взаимодействие между отдельными блоками системы и тесную взаимосвязь отдельных технологий при решении перечисленных задач. В таблице нашли отражение основополагающие черты интерпретации материалов ГИС-контроля - многозадачность и многовариантность. Здесь же показаны наиболее общие черты классификации исходной геолого-промысловой и геофизической информации и результатов ее обработки и интерпретации.

Табл. 7 более подробно иллюстрирует структуру динамической модели «скважина-пласт» и отражает принцип ее непрерывного развития. Модель не является статичной. Она не сводится к совокупности критериев количественной интерпретации, а представляет собой инструмент для их поиска и обоснования. Модель выступает не только средством решения конкретных задач интерпретации, но аккумулятором получаемой при этом информации. Основой для функционирования модели в информационном комплексе « Геккон » является

Статическая

исходная информация

- Стратиграфия и литология разреза;

- Результаты ГИС на ранней стадии разработки залежи;

- Коле кто рс кие свойства и начальное насыщение пластов;

- Конструкция и параметры оборудования скважины.

- Физические свойства пород, пластовых флюидов и пр.

Динамическая

исходная информация

Интерпретация ГИС

Результаты измерения (записи)

локальная колич.

предварительная

Динамика изменения режима работы скважины во времени

Результаты комплекса

комплексн. колич

локальная колич.

предварительная

История ( предис-тория) технологических операций в скважине и режимов ее работы

Результаты по

скважине динамическая количественная

комплексн. колич

локальная колич.

предварительная

Результаты интерпретации

Технические параметры скважины

Состоя нйе,по-ведение и технологические параметры скважины.

Геолого-технологические па-^раметры плас-!^ стов.

Перетоки и утечки по негерметичному заколонному пространству

Таблица 6 Функциональное и информационное взаимодействие между блоками системы «Геккон».

Аналитические и эмпирические соотношения, описывающие

физические закономерности процессов в скважине (уравнения состояния для флюидов; уравнения, описывающие термодинамические и гидродинамические эффекты )

• »АТ

Базовые уравнения, лежащие в основе моделирования гидродинамико- геофизических процессов - отражающие сохранене энергии для потока флюида и окружающей среды (теплопроводности, конвективного тепломассопереноса), сохранения импульса и неразрывности для флюида. Краевые условия, в том числе условия сопряжения.

хтитягш

щ:

Аналитические соотношения, описывающие локальные физические процессы в элементах системы скважина-пласт ( результаты приложения базовых уравнений к реальным геолого-промысловым условиям) -уравнения фильтрации,

дроссе л и ро ва ния,

калориметрического смешивания и пр.

Модели поведения элементов системы скважина - пласт для цикла строительства или эксплуатации скважины, в том числе

движение многофазного потока по стволу

( теплооб- к движение

мен флюи- флюида в

ида в ство- пористои

ле с по- среде пласта

движение флюида в канале перетока

взаимодеист-вие потоков флюида в скважине и пласте

Модели поведения системы скважина - пласт в процессе конкретного цикла строительства или эксплуатации скважины

в бурящейся скважине

в цементируемой скважине

в осваиваемой скважине

в неэксп-луатируе-

мой скважине

в эксплуатационной скважине

на этапе подземного ремонта

ЕС

Модель поведения системы скважина - пласт во времени при последовательной смене различных циклов строительства и

эксплуатации.

Таблица 7 . Ступени модели комплекса «скважина-пласт»

база количественных параметров , среди которых как известные, так и принципиально новые, обеспечивающие функционирование нестандартных технологий интерпретации.

Еще одним элементом концепции комплексной интерпретации является тесная увязка результатов с динамикой изменения состояния скважины и особенностями технологии воздействия на пласты.

Перечисленные принципы реализованы в алгоритмическом обеспечении системы "Геккон", логической основой которого является осуществление работы алгоритма "комплексное заключение" - табл. 8. Последний базируется на классификации алгоритмов системы по уровням, задачам и условиям измерений . Классификация программно реализована путем присвоения каждому результату интерпретации оригинального кода. "Комплексное заключение", кроме того, позволяет выделить временные интервалы, отличающиеся условиями измерений, задать параметры условий для каждого временного интервала и привязать к нему один или несколько вариантов интерпретации по любому из алгоритмов системы "Геккон".

Таким образом, результаты информационно увязываются между собой и подготавливаются для последующего анализа ( обобщения, изучения динамики во времени, оценки зависимости от особенностей поведения скважины в процессе геофизических исследований и т.п.)

Резюмируя вышесказанное, можно заключить, что основное отличие предлагаемого алгоритма от существующих аналогов состоит в :

• уходе от представления процесса формирования заключения, как только механического соединения в виде общего текста результатов отдельных обработок;

• структуировании получаемых результатов не только по задачам, но и по уровням и вариантам интерпретации;

• тесной информационной увязке результатов интерпретации с условиями в скважине при проведении геофизических исследований;

• подготовке платформы для анализа поведения изучаемых параметров по времени, как в пределах конкретного геофизического исследования, так и течение достаточно продолжительных этапов существования скважины.

Перечисленные отличия дали возможность реализовать в пределах системы «Геккон» обратные связи, позволяющие по необходимости возвращаться к выбранным этапам интерпретации, для увеличения информационной насыщенности и достоверности результата.

РАБОЧИЕ НАБОРЫ С СОПРОВОДИТЕЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИЕЙ (ВВОД. И КОРРЕКТИРОВКА)

МЕСТОРОЖДЕНИЕ, СКВА- [X ЖИНА, ЗАКАЗЧИК. ИС- ' ПОЛНИТЕЛЬ, ЦЕЛИ ГИС

ПОВЕДЕНИЕ СКВАЖИНЫ В ПРОЦЕССЕ ГИС ( ПАРАМЕТРЫ РЕЖИМОВ)

АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ЗАКЛЮЧЕНИЕ, ОСНОВНОЕ МЕНЮ

МЕТОДЫ. АППАРАТУРА ХАРАКТЕРИСТИКА ЗАМЕРОВ

ТИП СКВАЖИНЫ, КОНСТРУКЦИЯ. СТРАТИГРАФИЯ, ЛИТОЛОГИЯ, ПЕТРОФИЗИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ПЛАСТОВ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ГИС

КОМПЛЕКС ГИС

ДАННЫЕ ПО СКВАЖИНЕ

СПОСОБЫ ОБРАБОТКИ

РЕДАКТОР ДЛЯ ВВОДА ПРОИЗВОЛЬНОГО ТЕКСТА, КОММЕНТИРУЮЩЕГО ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

БАЗА ДАНЫХ

РАБОЧИИ

НАБОР ТЕКСТОВ ЗАКЛЮЧЕНИЙ

ФОРМИРОВАНИЕ СОСТАВА ЗАКЛЮЧЕНИЯ

-Л-1

ПРОСМОТР ТЕКСТА ЗАКЛЮЧЕНИЯ

ъ_

ИНТЕРПРЕТАЦИОННЫЕ ПРОГРАММЫ СИСТЕМЫ ГЕККОН

КОЛИЧЕСТВО РЕЖИМОВ,

отличных по

УСЛОВИЯМ ПРОВЕДЕНИЯ

ГИС ( ПОВЕДЕНИЮ СКВАЖИНЫ )

ЛОКАЛЬНАЯ БАЗА ДАННЫХ С Р ЕЗУЛ ЬТАТАМ И ИНТЕРПРЕТАЦИИ (ПРОТОКОЛАМИ ОБРАБОТКИ) ПО ЗАДАЧАМ

СПОСОБЫ ОБРАБОТКИ И ИНТЕРПРЕТА ЦИИ

ПРОТОКОЛЫ ОБРАБОТКИ ВЫБРАННЫМИ СПОСОБАМИ ДЛЯ РЕЖИМОВ, ПРИ КОТОРЫХ ИССЛЕДОВАЛАСЬ СКВАЖИНА (ВОЗМОЖНО НЕСКОЛЬКО ВАРИАНТОВ ОБРАБОТКИ ДЛЯ КАЖДОГО РЕЖИМА )

5Г

ВЫВОД ТЕКСТА ЗАКЛЮЧЕНИЯ

Таблица 8. Блок-схема программы «Комплексное заключение»

Теоретические исследования, обобщение и анализ опубликованной научно-технической информации, результаты производственных про-мыслово-геофизических исследований позволили соискателю разработать геофизическую информационную систему для контроля за эксплуатацией газонефтяных и газоконденсатных скважин. Приоритетным направлением развития системы является научное обоснование и создание средств получения и использования геофизической информации. Названные средства включают: методики и технологии скважинных исследований, способы индивидуальной и комплексной интерпретации результатов, алгоритмы автоматизированной интерпретации. В итоге проделанной работы получены следующие основные результаты:

1. На базе выполненных научных исследований определена концепция развития технологии и методики скважинных измерений и способов индивидуальной интерпретации результатов. Она базируется на обоснованных принципах , управления условиями в скважине в процессе геофизических исследований и использовании специальных приемов интерпретации для максимального проявления информативных эффектов на фоне помех. В рамках реализации названной концепции решены следующие задачи :

• На основе экспериментов в скважине изучены особенности поведения нестационарных полей для методов притока-состава в интервалах поступления газа в ствол. Проанализированы возможности управления режимом работы скважины для создания дополнительных информативных признаков притока.

• Изучены закономерности формирования нестационарных полей для методов притока-состава в скважинах, работающих газожидкостной продукцией. Выявлены информативные признаки наличия жидкости в стволе. Предложен способ выявления притока жидкости в газовую скважину, основанный на создании оптимальных условий для выноса жидкости в ствол и ее осаждения на забое.

• Усовершенствована обработка квазистационарной термо-баро-рас-ходометрии методом индикаторных линий. На его основе предложены способы оценки динамических и фильтрационно-емкостных свойств пласта. Они позволяют рассматривать этот метод в качестве одного из универсальных средств обработки и оценки качества избыточной информации.

• Усовершенствованы известные и созданы новые способы обработки

нестационарной барометрии в малодебитной скважине в процессе вызова притока. Показана возможность оценки фазовых расходных характеристик притока и параметров продуктивных пластов путем комплексной многовариантной интерпретации.

• Теоретически изучены особенности температурного поля в стволе действующей скважины вне работающих пластов. Проанализирована информативность количественной оценки дебита при цикличном нестационарном притоке с учетом степени достоверности сопутствующих геолого-промысловых данных.

• С помощью математического и физического моделирования изучены основные закономерности тепломассопереноса в циклично работающей эксплуатационной скважине при малодебитных заколон-ных перетоках газа. Оценена информативность выявления перетока и количественной оценки его дебита. Доказана и реализована на практике возможность оптимизации условий проведения геофизических исследований для выявления перетока на фоне факторов-помех и для оценки интенсивности заколонного движения.

• Теоретически и на базе промысловых экспериментов изучены особенности теплового поля в цементируемой скважине. Предложен способ обработки нестационарной термометрии для раздельного изучения температурных аномалий, обусловленных заполнением цементом каверн, поглощением фильтрата цементного раствора малопористыми коллекторами и заколонными перетоками. Обоснована роль получаемой информации для последующего контроля за эксплуатацией и техническим состоянием скважины.

2. На основе новых методов обработки результатов скважинных измерений развито алгоритмическое обеспечение индивидуальной интерпретации материалов промыслово-геофизического контроля. Разработанные алгоритмические и программные средства сокращают время, повышают информативность и надежность интерпретации.

3. Предложены классификации исходных данных, результатов и способов интерпретации при промыслово-геофизическом контроле. Перечисленные классификации отражают цель, уровень достоверности, способ и условия получения геофизической информации. Они являются основной концепции комплексной интерпретации, реализующей информационное насыщение динамической модели взаимодействия скважины и вмещающих пластов.

4. На базе развития технологии и методики промысловых измерений, методики индивидуальной и комплексной интерпретации результатов создана и внедрена система автоматизированной интерпретации материалов ГИС-контроля «Геккон».

5. Созданная на базе научных исследований соискателя система «Геккон» прошла широкое промышленное опробование на материалах, полученных в различных скважинных условиях и продолжает успешно внедряться на промыслово-геофизических предприятиях газовой и нефтяной отрасли .

6. Основное предназначение разрабатываемой системы состоит в повышении качества геолого-промысловой информации для совершенствования геолого-промыслового моделирования процессов в скважине: и вмещающих пластах для оптимизации процесса эксплуатации газовых залежей и обеспечения охраны недр.

Всего по теме диссертации опубликовано 80 работ. Основное содержание отражено в следующих публикациях.

Монографии и обзоры

1. Современное состояние и перспективы развития гидродинамико-геофизи-ческих методов контроля за разработкой газовых месторождений в СССР и за рубежом. М., ВНИИЭгазпром,1991,66 с. (соавторы Ипатов А.И., Кульгавый И.А).

2. Особенности и перспективы использования методов промыслово-геофизи-ческого контроля на нефтяных и газовых месторождениях Оренбургской области. М., ВНИИОЭНГ, 1995, 73 с. (соавторы Деркач A.C., Темиргалеев Р.Г., Ипатов А.И., Марьенко H.H.).

3. Основы применения скважинной барометрии в промысловой геофизике. М., ГАНГ, 1997, 230с. (соавтор Ипатов А.И.).

4. Применение скважинной барометрии (методы анализа фазовых расходных параметров в газовых и газонефтяных обводняющихся скважинах). М., ИРЦ РАО «Газпром», 1997, 85 с ( соавтор Ипатов А.И.)..

Научные статьи

5. Достоверность оценки пластовых давлений по результатам термических и газодинамических исследований действующих скважин. Тезисы семинара "Методика разведки сложнопостроенных газовых и газоконденсатных месторождений". М„ 1981.

6. Изучение заколонных перетоков на подземных газохранилищах по данным термометрии скважин. - Деп. во ВНИИЭгазпроме, 1981, N421T3-81. ( соавторы Виноградов К.В., Позин Л.З.).

7. Интерпретация термограмм в действующих скважинах вне интервалов притока. В сб. "Физико-химическая гидродинамика". Уфа., 1983, с .109-117.

8. Тепловое поле в эксплуатационной газовой скважине в интервале заколонно-го перетока. - Деп. во ВНИИЭНгазпроме, 1983, N593r3-83. ( соавтор Кульгавый И.А.).

9. Информативность термометрии эксплуатационых скважин ПХГ при выявлении заколонных перетоков. - Деп. во ВНИИЭгазпроме, 1985, N 742-ГЗ, 27с.

( соавтор Кульгавый И.А.).

10. Информативность термических исследований действующих скважин вне работающих интервалов. - Нефть и газ, 1987,с.6-11 (соавтор Кульгавый И.А.).

11. Применение нестационарной барометрии и термометрии для изучения продуктивных пластов УГКМ. В сб. "Проблемы локального прогноза и разведки нефти и газа Западной Сибири". Тюмень, 1987 (соавтор Ипатов А.И ).

12. Интерпретация нестандартных газодинамических исследований в эксплуатационных скважинах УГКМ. В сб. "Разработка аппаратуры для промыслово-геофизических и геолого-технологических исследований на нефтегазовых месторождениях Западной Сибири".Тюмень,1987,с.141-143. (соавтор Ипатов А.И).

13. Информативность нестационарных гидродинамико-геофизических исследований в обводняющихся газовых скважинах. - Деп. во ВНИИЭгазпроме, 1988, N 1052 ГЗ-88 (соавтор Ипатов А.И.).

14. Теоретические кривые поведения термогазодинамических параметров в условиях нестационарных полей в обводняющихся газовых и газонефтяных скважинах. - Деп. во ВНИИЭгазпроме,1989,N 1144-ГЗ,27с. (соавтор Ипатов А.И.).

15. Технология и методика нестационарной термометрии для изучения заколон-ных перетоков в эксплуатационных скважинах ПХГ. Тезисы заседания НТС Мин-газпрома. Кимры, 1988.

16. Опыт изучения информативности канала пассивной акустики аппаратуры КСА-Т7 в эксплуатационных газовых и нефтяных скважинах Оренбургского ГКМ. - Геология, геофизика и разработка нефтяных месторождений, N12,1994, с.34-59 (соавторы Ипатов А.И., Темиргалеев Р.Г.).

17. Опыт работы с подсистемой "Геккон"-автоматизированной обработки результатов гидродинамико-геофизических исследований скважин при контроле за эксплуатацией нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений. - Автоматизация телемеханизация и связь в нефтяной промышленности, ЭИ N 8, 1994, с.12-16 (соавторы Кульгавый И.А.,Ипатов А.И.).

18. Информативность автоматизированной интерпретации газогидродинамических исследований газоконденсатных месторождениях Севера Красноярского Края. - Геология нефти и газа, N 1, 1994, с. 16-19. ( соавторы Ипатов А.И., Новожилов A.A. и др).

19. Подсистема автоматизированной обработки результатов гидродинамикоге-офизических исследований скважин при контроле за эксплуатацией нефтяных,газовых и газоконденконденсатных месторождений "Геккон". - Каротажник, вестник АИС, N 10,1994 (соавторы Ипатов А.И. Кульгавый И.А).

20. Подсистема автоматизированной обработки результатов гидродинамико-геофизических исследований скважин при контроле за эксплуатацией. В сб. "Средства автоматизированной обработки информации в разведке и нефтегазодобыче, материалы "Нефтегаз-94", стр.21-22. ( соавторы Ипатов А.И. Кульгавый И.А. Марьенко H.H.).

21. Аппаратурное обеспечение промыслово-геофизического контроля. - Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности, N 9,1995, с.2-5. (соавторы Деркач A.C., Темиргалеев Р.Г., Ипатов А.И.и др.).

22. Принципы автоматизированной обработки и интерпретации материалов ГИС-контроль в системе "Геккон". Материалы научно-практической конференции "Компьютерные технологии ГИС". Тверь, 1996 ( соавторы Ипатов А.И., Марьенко H.H.).

23. Новые возможности нестационарной барометрии при комплексной автоматизированной интерпретации материалов геофизических исследований действующих скважин. Материалы научно-практической конференции "Компьютерные технологии ГИС". Тверь., 1996 .

24. Подсистема автоматизированной обработки гидродинамико-геофизических исследований скважин при контроле за эксплуатацией нефтяных и газовых месторождений. - Каротажник, N20,1996 (соавторы Ипатов А.И.,Кулыавый И.А.).

25. Новые нестандартные технологии автоматизированной обработки материалов ГИС-контроля в рамках системы "Геккон", версия 4.21-"нефть". В сб. "Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России", с 29-30.

26. Специфика и роль системы идентификаторов в развитии новых технологий автоматизированной регистрации и обработки данных в ГИС - контроле. В сб. "Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России", с.89-90. (соавтор Ипатов А.И.)

27. Система идентификаторов, как основа автоматизированной регистрации и обработки в ГИС-контроле. - Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности, N 10,1996, с.4-7. (соавтор Ипатов А.И.)

28. Принципы автоматизированной обработки и интерпретации материалов ГИС-контроля в системе «Геккон». - Каротажник, вып. 30,1997гс. 77-82 (соавтор Ипатов А.И.)

29. Кременецкий М.И. Новые возможности. нестационарной барометрии при комплексной автоматизированной интерпретации материалов геофизических исследований действующих скважин. - Каротажник, вып. 28, 1996. с. 36-39

Изобретения и патенты

30. 912920 СССР. Способ определения качества цементирования обсадных колонн, 1978 (соавтор Позин Л.З.).

31.941556 СССР.Способ выделения проницаемых интервалов в скважине, 1982. 32.1104252 СССР. Способ выделения интервалов движения жидкости и газа за обсадной колонной скважины (соавтор Кульгавый И.А.).

33. Патент РФ N 1514923. Способ определения интервалов притока жидкости в газовую скважину, 1994 (соавтор Ипатов А.И.).

34. .Патент РФ N 2085733. Способ определения фазовых расходов газожидкостной смеси в эксплуатационной скважине, 1995 (соавтор Ипатов А.И.).

35. Положительное решение по заявке 96106928/03. Способ определения фазовых дебитов в нефтяной скважине 1996 (соавтор Ипатов А.И.).

Методические разработки

36. Применение термометрии скважин. В справочнике "Геофизические методы исследования скважин" - М: Недра, 1983 (Соавтор Позин Л.З.).

37. Комплекс геофизических и гидрогеохимических исследований, методика поиска и условия проведения и производства работ по определению утечек газа в скважинах ПХГ (Методическое руководство). М., 1983 ,88 с. ( соавторы Позин Л.З., Кузин A.M. и др.)

38. Термометрия скважин. В справочнике "Интерпретация результатов геофизических исследований нефтяных и газовых скважин".М.,Недра,1988, с. 198-219.

39. Газодинамический контроль за эксплуатацией скважин на месторождениях и подземных хранилищах газа промыслово-геофизическими методами (Утверждено правлением «Газпром» в качестве методических рекомендаций). М., 1991 ( Соавторы Гергедава Ш К .Пантелеев Г Ф, Ипатов А И).

40. «Температура газовых месторождений. Тепловые свойства горных пород.» В Руководстве по исследованию скважин. М.,1995, А.И.Гриценко, З.С. Алиев, О.М.Ермилов и др., с 153-168.

41. Автоматизированная регистрация и обработка материалов ГИС-Контроль в системе " ГЕККОН-4.0 ". ИГ ГАНГ,1995,103 с. (соавторы Ипатов А.И., Кульгавый И. А. и др ).

42. Временная инструкция о порядке, составе и формах представления информации каротажа скважин в Государственный банк цифровой геологической информации. М, 1997 , Глав НИВЦ, МПР России, 135с. ( соавторы Морозов A.M., Кременецкий М.И., Ипатов А.И. и др.).

Учебники и учебные пособия

43. Физические основы и теория термических методов исследования скважин. Учебное пособие. М., МИНГ,1983,67с. (соавтор Резванов P.A.).

44. Исследования эксплуатационных скважин. Часть 2. (Гидродинамико-геофи-зические методы контроля разработки нефтяных и газовых месторождений), Учебное пособие. М, ГАНГ, 1993, 90с. (соавтор Ипатов А.И.).

45. Исследования эксплуатационных скважин. Часть 3. (Интерпретация данных ГИС-контроль в подсистеме "Геккон" для ПЭВМ). Учебное пособие. М., ГАНГ, 1994, 80с. (соавтор Ипатов А.И.).

Программы для ЭВМ

46. Программа "Геккон 4.0" Автоматизированная обработка и интерпретация материалов ГИС-контроля . N гос. регистрации 960345 - РосАПО, 1996 ( соавторы Марьенко Н.Н, Ипатов А.И.).

Соискатель //J Кременецкий М.И.

Текст научной работыДиссертация по геологии, доктора технических наук, Кременецкий, Михаил Израилевич, Москва

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ НЕФТИ И ГАЗА ИМЕНИ И.М.ГУБКИНА

Кафедра геофизических информационных систем

КРЕМЕНЕЦКИЙ Михаил Израилевич

Специальность 04.00.12 - Геофизические методы поисков ¡¡¡^ и разведки полезных ископаемых ,.д0 ^

% \,

С? .1

диссертация на, срис'кание^ченои степени доктора технических наук

Москва - 1998 г.

УДК 550: 832 : [622.276+622.279] ,004.14+681.5

АННОТАЦИЯ

Ключевые слова: информационная геофизическая система, промыслово-геофизический контроль, геофизические исследования скважин, термометрия, баро-метрия, методы изучения приток-состава.

На основе теоретического изучения тепломассопереноса при движении газа и жидкости в скважине, развития технологии и методики промысловых измерений, способов индивидуальной и комплексной интерпретации результатов создана и внедрена геофизическая информационная система «Геккон» для контроля за эксплуатацией газонефтяных и газоконденсатных скважин. Приоритетным направлением развития системы является научное обоснование и создание способов получения и использования геофизической информации. Методико-технологическое обеспечение системы базируется на принципах управления условиями в скважине в процессе геофизических исследований и использования специальных приемов интерпретации для максимально контрастного проявления информативных эффектов на фоне помех. На основе названных принципов разработаны и внедрены новые способы изучения технологических параметров скважины, определения динамических, фильтрационно-емкостных свойств пластов, изучения технического состояния скважины, выявления и оценки заколонных перетоков.

Обоснована концепция комплексной интерпретации, реализующая информационное насыщение динамической модели взаимодействия скважины и вмещающих пород.

Система «Геккон» прошла широкое промышленное опробование на материалах, полученных в различных скважинных условиях, и продолжает успешно внедряться на промыслово-геофизических предприятиях газовой и нефтяной отрасли .

Основное предназначение разрабатываемой системы состоит в повышении качества исходной информации для совершенствования геолого-промыслового моделирования процессов в скважине и вмещающих пластах, оптимизации процесса эксплуатации газовых залежей и обеспечения охраны недр.

Объем диссертации 312 стр., в том числе текста 239 стр., рис. 73, таблиц 30, библиография 321 назв.

Тема кандидатской диссертации: «Исследование межпластовых перетоков жидкости и газа в скважине по данным термометрии».

СОДЕРЖАНИЕ

стр.

ВВЕДЕНИЕ..................................................... 8

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ КОНТРОЛЯ ЗА ЭКСПЛУАТАЦИЕЙ................................................ 20

1.1 Методики и технологии ГИС-контроля........................20

1.2 Интерпретация материалов ГИС-контроля, основные понятия и определения............................................ 26

1.3 Индивидуальная интерпретация ГИС-контроля в информационных геофизических системах...................................29

1.4 Комплексная интерпретация ГИС-контроля в информационных геофизических системах.................................. 42

1.5 Выводы.................................................47

2. РЕЗУЛЬТАТИВНОСТЬ ПРОМЫСЛОВО-ГЕОФИЗИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ЗА ЭКСПЛУАТАЦИЕЙ ГАЗОНЕФТЯНЫХ И ГАЗОКОНДЕНСАТ-

НЫХ СКВАЖИН.............................................. 49

2.1 Краткая характеристика системы и объектов ГИС-контроля....... 49

2.2 ГИС- контроль в неработающих скважинах................... 58

2.3 ГИС - контроль в эксплуатационных скважинах, работающих в стабильном режиме...................................... 62

2.4 ГИС - контроль в эксплуатационных скважинах, работающих в циклическом режиме..................................... 73

2.5 ГИС - контроль в эксплуатационных скважинах, работающих в нестационарном режиме....................................76

2.6 ГИС - контроль скважин с циклическим нестационарным режимом эксплуатации............................................82

2.7 Основные подходы к анализу информативности и критерии выбора оптимальной методики интерпретации результатов ГИС..... 83

2.8 Выводы

3. НОВЫЕ ИНФОРМАТИВНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ МЕТОДОВ ИЗУЧЕНИЯ

ПРИТОКА И СОСТАВА В СТВОЛЕ СКВАЖИНЫ................. 89

3.1 Критерии информативности ГИС - контроля и возможности современного комплекса методов изучения приток - состава......... 90

3.2 Усовершенствование нестационарных методов приток - состава в работающих газовых пластах.............................. 92

3.3 Развитие нестационарных методов приток - состава в многофазных средах............................................... 105

3.3.1 Выявление притока из газоносных пластов при наличии жидкости в стволе скважины..........................105

3.3.2 Выявление поступления воды в ствол газовой скважины ... 108

3.4 Повышение информативности квазистационарной и нестационарной термобарорасходометрии в интервалах притока газа и жидкости................................................... 113

3.4.1 Основные закономерности тепломассопереноса в скважине

в интервалах притока................................113

3.4.2 Количественная обработка результатов измерений на квазистационарных режимах отбора (системы уравнений)... 115

3.4.3 Количественная обработка результатов измерений на квазистационарных режимах отбора ( индикаторные диаграммы).............................................. 118

3.5 Новые возможности нестационарной барометрии при оценке параметров продуктивности малодебитных газонефтяных скважин 122

3.5.1 Обзор возможностей нестационарной барометрии при подъеме уровня в скважине после вызова притока....... 122

3.5.2 Нестационарная барометрия в скважинах с однородным притоком......................................... 125

3.5.3 Нестационарная барометрия в скважинах с неоднородным водонефтяным притоком............................ 128

3.5.5 Апробация возможностей нестационарной барометрии

эксплуатационных скважин.......................... 131

3.6 Выводы.................................................140

4. НОВЫЕ ИНФОРМАТИВНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ НЕСТАЦИОНАРНОЙ

ТЕРМОМЕТРИИ СКВАЖИН.................................... 143

4.1 Математическое моделирование нестационарных тепловых полей в газовой скважине................................... 143

4.2 Математическое описание нестационарного тепломассопереноса

при движении газа и жидкости в стволе скважины............. 146

4.3 Использование нестационарной термометрии для оценки дебита скважины вне работающих пластов......................... 151

4.3.1 Стабильная работа скважины........................ 151

4.3.2 Монотонное изменение дебита притекающего флюида ... 154

4.3.3 Плавное периодическое изменение дебита притекающего флюида.......................................... 156

4.3.4 Скачкообразное изменение дебита притекающего флюи-

да............................................... 156

4.3.5 Изменение температуры поступающего в ствол флюида .. 159

4.4 Использование нестационарной термометрии для изучения зако-

лонных перетоков в эксплуатационных скважинах подземных га-

162

зохранилищ............................................

4.4.1 Информативность ГИС при оценке герметичности зако-лонного пространства............................... 162

4.4.2 Математическое описание тепломассопереноса в скважине в интервале заколонного перетока.................. 163

4.4.3 Общие закономерности поведения термограмм в простаивающей эксплуатационной скважине в интервале перето-

166

ка................................................

4.4.4 Возможности выявления влияния заколонного движения

на фоне факторов-помех............................. 169

4.4.5 Методика проведения термических исследований и подход

к интерпретации полученных результатов............... 176

4.4.6 Основные факторы, влияющие на информативность термометрии ......................................... 178

4.4.7 Результаты опробования методики.................... 180

4.5 Новые возможности нестационарной термометрии в цементиру-

185

емых скважинах..........................................

4.5.1 Основные закономерности теплообмена в скважине и осо-

1 яя

бенности математической модели....................

4.5.2 Оценка степени заполнения и характера распределения

188

цементного камня за обсадной колонной................

4.5.3 Выявление проницаемых интервалов.................. 193

4.6 Выводы.................................................200

5. ХАРАКТЕРИСТИКА ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ «ГЕККОН» ... 202

5.1 Индивидуальная интерпретация материалов ГИС-контроля в информационной системе «Геккон»........................... 202

5.1.1 Концепция индивидуальной интерпретации промыслово-геофизической информации в системе «Геккон»........ 202

5.1.2 Подготовка исходной геофизической и геолого - промысловой информации ................................ 209

5.1.3 Особенности организации сервисных программ......... 211

5.1.4 Особенности организации блоков метрологического обеспечения.......................................... 213

5.1.5 Качественная интерпретация материалов ГИС-контроля .. 218

5.1.6 Индивидуальная количественная интерпретация материалов ГИС - контроля................................. 223

5.2 Комплексная интерпретация материалов ГИС-контроля в информационной системе «Геккон».............................. 251

5.2.1 Концепция комплексной интерпретации промыслово-

геофизической информации в системе «Геккон»......... 251

5.2.2 Система «Геккон» как основа динамического моделирования взаимодействия скважины и вмещающих пластов____ 256

5.2.3 Реализация концепции комплексной интерпретации в ал-

горитмах системы «Геккон»....................................................262

5.2.4 Апробация принципов и инструмента комплексной интерпретации, заложенных в систему «Геккон»............................269

5.3 Выводы................................................................................................283

ЗАКЛЮЧЕНИЕ....................................................................................................286

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ................................................288

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Для большинства газовых и нефтяных месторождений России характерны сложные условия разработки. Они обусловлены прежде всего геологическими причинами: неоднородностью коллекторов, большими глубинами их залегания и многофазным насыщением, многочисленностью эксплуатационных объектов. Возрастает удельный вес газонефтяных месторождений с запасами в обширных периферийных пластах небольшой толщины и низкой продуктивности. Не менее существенны геолого-технологические и технические факторы. К ним относятся неравномерность выработки запасов, избирательное обводнение, ухудшение фильтрационных параметров пластов и технического состояния скважин.

Причем как на месторождении, так и на отдельной залежи, можно встретиться практически со всей гаммой перечисленных факторов. Как правило, они очень динамичны, существенно трансформируясь в процессе жизни объекта разработки.

Для повышения эффективности нефтегазоизвлечения важна полная и своевременная информация о текущем состоянии залежи и подземного оборудования, нарушениях в работе скважин и пластов. Ее получение возможно лишь при постоянном научно обоснованном контроле процесса разработки. Одним из наиболее эффективных методов контроля являются промыслово-геофизические исследования.

К настоящему времени промыслово-геофизический контроль за эксплуатацией нефтяных и газовых скважин ( ГИС-контроль ) приобрел статус самостоятельного направления как по задачам, так и по методам их решения. Его конечной целью является информация для оптимизации работы скважины, прогнозирования отработки продуктивных пластов, обоснования мероприятий по подземному ремонту, а также для решения других стратегических и текущих проблем разработки месторождений. Для этого используются методы изучения приток-состава ( механическая и термокон-дуктивная расходометрия, барометрия, термометрия, влагометрия и пр.), оценки текущего насыщения пластов и технического состояния скважин.

На состояние скважины в процессе геофизических измерений влияет большое число разнообразных факторов. В их числе особенности геологического строения залежи, характер вскрытия продуктивной толщи, конструктивные особенности, техническое состояние ствола и подземного оборудования. Кроме того, меняется интенсивность, состав, структура потока флюида в стволе. Скважина и продуктивные пласты испытывают разнообразные технологические воздействия.

Таким образом, каждая скважина чаще всего представляет собой уникальный для исследования объект как по задачам ГИС, так и по методам их решения .

В настоящее время значительно повысилось качество аппаратуры и методики измерений, каналов связи, вычислительных средств и алгоритмов управления процессом измерений, способов обработки получаемых данных. [ 2, 31, 56, 58, 102, 170, 171, 189, 195, 197 и др. ] Таким образом, созданы предпосылки существенного повышения эффективности промыслово-геофизического контроля в целом. Но эти возможности пока не реализованы полностью. В области развития промыслово - геофизического контроля можно назвать несколько взаимосвязанных проблем. Их сущность состоит в развитии : технологий и методик скважинных измерений; способов индивидуальной интерпретации результатов измерений; методов комплексной интерпретации, анализа и обобщения геолого-промысловой и геофизической информации; алгоритмов автоматизированной интерпретации .

Перечисленные элементы объединены единой целью, тесно взаимосвязаны и могут рассматриваться, как составные части геофизической информационной системы. Такое понимание системы шире, чем у информационно - измерительной, поскольку при этом делается акцент на использовании информации. С другой стороны, подобное понятие системы не исчерпывается только рамками автоматизированной интерпретации ввиду объективной ориентации на технологические и методические приемы получения информации.

Сложность создания подобной системы в том, что технологию и методику скважинных исследований трудно унифицировать, а способы интерпретации полученных материалов с трудом поддаются формализации. Значит, работа с информацией на всех этапах ее получения и использования должна быть очень гибкой, с широким использованием интерактивных элементов.

Еще одна проблема состоит в многочисленности влияющих на результаты исследований факторов. Причем, нередка ситуация, когда информативный результат формируется под совместным влиянием нескольких процессов, близких по характеру и степени воздействия.

Существенной спецификой ГИС-контроля является и совместное влияние разделенных во времени эффектов. Это очень характерно для термометрии , особенно в скважинах с нестабильным или многоцикличным режимом работы.

Решение перечисленных задач особенно актуально в случае рассмотрения таких объектов ГИС, как газовые и газоконденсатные скважины. Геофизические поля в этих скважинах весьма специфичны и в целом мало изучены. Поэтому проблема получения и использования информации ГИС здесь стоит очень остро. Между тем существуют реальные пути решения этой проблемы.

Один из них состоит в разработке новых способов промысловых измерений, позволяющих целенаправленно формировать оптимальное для решения конкретных задач контроля состояние скважины. Не менее важным можно считать создание помехоустойчивых технологий и методик измерений, а также приемов индивидуальной интерпретации, позволяющих выделять информативные эффекты при одновременном изучении нескольких факторов.

И, наконец, необходимо совершенствование комплексной интерпретации материалов ГИС для информационного насыщения динамической модели взаимодействия скважины и вмещающих пластов. Модель призвана обеспечить анализ состояния, прогноз поведения и возможность оптимизации работы названного объекта. Это нужно для рациональной разработки залежи в целом.

Таким образом, создание геофизической информационной системы контроля за эксплуатацией газонефтяных и газоконденсатных скважин является крупной научно-технической проблемой, имеющей важное общегосударственное значение в обеспечении рационального использования природных ресурсов и охраны недр.

Основные задачи исследований.

1. Анализ современного состояния средств получения информации при промы-слово-геофизическом контроле за эксплуатацией газонефтяных и газоконденсатных скважин. Классификация информации по назначению, способу получения и достоверности.

2. Теоретическое и экспериментальное изучение особенностей геофизических полей в скважинах, обусловленных наличием и движением газа в стволе, вмещающих пластах и связанных с этим гидрод

Информация о работе

Кременецкий, Михаил Израилевич
доктора технических наук
Москва, 1998
ВАК 04.00.12

Диссертация

Геофизическая информационная система контроля за эксплуатацией газонефтяных и газоконденсатных скважин - тема диссертации по геологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы