Отправлено: 26.12.12 05:14. Заголовок: ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПОВТОРНЫХ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ РАЗРЫВОВ ПЛАСТА РАСПОЗНАВАНИЕМ ОБРАЗОВ

ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПОВТОРНЫХ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ РАЗРЫВОВ ПЛАСТА РАСПОЗНАВАНИЕМ ОБРАЗОВ в диссертации

САБИТОВ РАЗИЛЬ РАЗИМОВИЧ



ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА МЕТОДА ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПОВТОРНЫХ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ РАЗРЫВОВ ПЛАСТА





Специальность 25.00.17 – Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений




Автореферат диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук










Тюмень – 2012

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Тюменский государственный нефтегазовый университет» (ТюмГНГУ) Министерства образования и науки Российской Федерации
Научный руководитель - кандидат технических наук
Коротенко Валентин Алексеевич
Официальные оппоненты: - Росляк Александр Тихонович, доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Национально исследовательский Томский политехнический университет», кафедра «ГРНМ», профессор;
- Копытов Андрей Григорьевич, кандидат технических наук, ГП ХМАО - Югры «Научно - аналитический центр рационального недропользования им. В.И. Шпильмана», старший научный сотрудник.

Ведущая организация - Филиал общества с ограниченной ответственностью
«ЛУКОЙЛ - Инжиниринг» «КогалымНИПИнефть» в г. Тюмени

Защита состоится 29 марта 2012 года в 14.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.273.01 при ТюмГНГУ по адресу: 625027,
г. Тюмень, ул. 50 лет Октября, 38.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотечно-информационном центре ТюмГНГУ по адресу: 625027, г. Тюмень, ул. Мельникайте, 72 а, каб. 32.

Автореферат разослан 29 февраля 2012 года.

Ученый секретарь
диссертационного совета,
доктор технических наук, профессор Г.П. Зозуля

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы
Для нефтегазодобывающего комплекса России в настоящее время актуальны проблемы увеличения нефтеотдачи и вовлечения в разработку трудноизвлекаемых запасов нефти. На месторождениях Западной Сибири удельный вес залежей, приуроченых к низкопроницаемым и расчлененным коллекторам, составляет около 60 %. С целью вовлечения в разработку недренируемых запасов нефти применяется гидравлический разрыв продуктивного пласта (ГРП). По экспертным оценкам около трети запасов углеводородов можно извлечь только с использованием этой технологии. Так, например, на объекте ЮВ1 Урьевского месторождения дополнительная добыча нефти за счет ГРП составляет 80,9 % от текущих накопленных отборов нефти. Высокопроводящие трещины гидроразрыва позволяют увеличить дебит скважин в 2 – 3 раза и более. Также известно, что за период эксплуатации скважин после проведения ГРП значительно снижается проводимость трещин вследствие выноса проппанта и ее постепенного смыкания. Восстановление производительности этих скважин производят путем повторных ГРП, которые имеют неоднозначную результативность. На Нивагальском месторождении кратность увеличения дебитов жидкости после повторного ГРП в 1,5 раза выше по сравнению с первым, а на Урьевском месторождении ситуация диаметрально противоположная, так как подбор скважин-кандидатов для повторного ГРП осуществляется без обоснования его эффективности ввиду отсутствия соответствующих методик. Известные процедуры прогнозирования показателей повторного ГРП не позволяют учесть все значимые факторы, так как решения содержат много упрощающих предположений, сужающих круг применения полученных результатов и требуют больших затрат материальных и временных ресурсов. В этой связи разработка метода прогнозирования эффективности повторного ГРП и, следовательно, проектирования его показателей является в настоящее время актуальной задачей.

Цель работы
Повышение нефтеотдачи пластов на основе новой методики оценки эффективности повторного гидравлического разрыва пласта.
Основные задачи исследования
1. Анализ методов прогнозирования эффективности гидравлического разрыва пласта.
2. Исследования параметров характеризующих эффективность ГРП и обоснование наиболее значимых для формирования базы образов для объектов ЮВ1 Нивагальского и Урьевского месторождений.
3. Разработка метода прогнозирования показателей эффективности повторного гидравлического разрыва пласта на основе теории распознавания образов.
4. Промысловая апробация разработанной методики на месторождениях ТПП «Лангепаснефтегаз».
Объект и предмет исследования
Объектом исследования является многократный процесс гидравлического разрыва продуктивного пласта; предметом – скважины эксплуатирующие низкопроницаемые объекты ЮВ1 Нивагальского и Урьевского месторождений.
Научная новизна выполненной работы
1. Научно обосновано и практически подтверждена эффективность проведения повторного гидравлического разрыва в низкопроницаемых и расчлененных пластах.
2. Разработан метод прогнозирования показателей эффективности повторных ГРП с применением теории распознавания образов, учитывающей параметры пласта и технологические показатели первого ГРП.
Практическая ценность и реализация
Разработанный программный продукт для прогнозирования показателей эффективности повторного ГРП применяется в ТПП «Лангепаснефтегаз» на скважинах, эксплуатирующих низкопроницаемый расчлененный объект ЮВ1 Нивагальского и Урьевского месторождений в результате чего получено повышение накопленной добычи нефти на 15 %.
Доказано, что разработанную методику прогнозирования показателей эффективности повторных ГРП можно использовать для прогнозирования других видов ГТМ с последующим выбором параметров, построения базы образов и показателей их эффективности.
Основные защищаемые положения
1. Установлены 17 параметров, влияющих на эффективность повторных ГРП, из которых 4 характеризуют геолого-физические свойства пласта, 8 – технологические характеристики ГРП, 5 –эффективность первого ГРП.
2. Метод прогнозирования показателей эффективности повторных ГРП с применением теории распознавания образов, учитывающий геолого-физические параметры пласта, технологию проведения первого ГРП и параметры его эффективности.
Соответствие диссертации паспорту научной специальности
Область исследования соответствует паспорту специальности 25.00.17 – «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений», а именно: пункту 4 – «Технологии и технические средства добычи и подготовки скважинной продукции, диагностика оборудования и промысловых сооружений, обеспечивающих добычу, сбор и промысловую подготовку нефти и газа к транспорту, на базе разработки научных основ ресурсосбережения и комплексного использования пластовой энергии и компонентов осваиваемых минеральных ресурсов» и пункту 5 – «Научные основы компьютерных технологий проектирования, исследования, эксплуатации, контроля и управления природно-техногенными системами, формируемыми для извлечения углеводородов из недр или их хранения в недрах с целью эффективного использования методов и средств информационных технологий, включая имитационное моделирование геологических объектов, систем выработки запасов углеводородов и геолого-технологических процессов».
Апробация результатов исследований
Результаты диссертационной работы и ее основные положения докладывались и обсуждались на: Международном симпозиуме им. академика М.А. Усова «Проблемы геологии и освоения недр» (Томск, 2009 - 2011 гг.); Всероссийской научно – технической конференции «Новые технологии для ТЭК Западной Сибири» (Тюмень, 2010 гг.); Всероссийской научно – технической конференции «Геология и нефтегазоносность Западно-Сибирского мегабассейна» (Тюмень, 2011 гг.), Международной научно – технической конференции «Нефть и газ Западной Сибири» (Тюмень, 2011 г), Международном научном симпозиуме «Теория и практика применения методов увеличения нефтеотдачи пластов» (Москва, 2011 гг.), Научно-практической конференции «Проблемы нефтегазового комплекса Западной Сибири и пути повышения его эффективности» (Тюмень, 2011 гг.), семинарах кафедры «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений» ТюмГНГУ (Тюмень, 2009 – 2011 гг.).
Публикации
Результаты выполненных исследований отражены в 10 печатных работах, в том числе три работы в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Объем и структура работы
Диссертационная работа изложена на 133 страницах машинописного текста, содержит 27 таблиц, 33 рисунка. Состоит из введения, четырех разделов, основных выводов и рекомендаций, списка использованных источников из 94 наименований.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цель и задачи исследований, научная новизна и практическая значимость диссертационной работы.
В первом разделе представлены результаты анализа методов прогнозирования и моделирования эффективности гидравлического разрыва пласта.
Прогнозированию дебитов нефти и газа, которые могут быть получены при создании трещин различной длины и проводимости, посвящены работы многих отечественных и зарубежных исследователей. Большой вклад в решение этой проблемы внесли Г.И. Баренблатт, Ю.Е. Батурин, Ю.П. Желтов, А.Г. Загуренко, Р.Р. Ибатуллнн, Р.Д. Каневская, Р.Я. Кучумов, А.Г. Копытов, В.Д. Лысенко, И.Т. Мищенко, А.А. Поздняков, А.В. Стрекалов, И.Н. Стрижов, А.П. Телков, Р.Е. Теслюк, С.А. Христианович, Р.Т. Фазлыев, К.М. Федоров, Cinco-Ley Н, Gringarten А.С., Rarney H.J., и др. Разработаны программы, учитывающие гидроразрыв пласта при проектировании разработки, например, «ТехСхема» в ОАО «СургутНИПИнефть», «Delphor» в ОАО «ЛУКОЙЛ», «Hydra’Sym» в ТюмГНГУ.
В работах Кучумова Р.Я. представлены результаты множества исследований по прогнозированию показателей эффективности ГРП на месторождениях ОАО «Славнефть - Мегионнефтегаз». Выявлены факторы, которые определяют эффективность технологии ГРП и могут быть использованы при подборе скважин для проведения ГРП и диагностировании эффективности этого метода. Им предложен метод потенциальных функций для подбора скважин и диагностирования эффективности проведения ГРП применение, которого обеспечило точность 75 %. Разработана методика для экспресс-оценки эффективности процесса ГРП, основанная на использовании результатов математического моделирования развития трещины ГРП и последующего влияния созданной трещины на изменение фильтрационных потоков в пласте.
В работах Некрасова В.И., Глебова А.В., Ширгазина Р.Г., Вахрушева В.В., Апасова Р.Т. исследовались методы многомерного статистического анализа данных, применяемых при прогнозировании показателей эффективности ГРП: метод к-средних и канонических корреляций. Выявлено, что недостатком метода канонических корреляций является линейность, приводящая к значительным расхождениям исходных геолого-технологических параметров от своих средних значений и увеличению погрешности вычислений.
В ООО «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь» разработан метод «data mining», основанный на определении набора исходных параметров, которые условно разбиты на следующие группы: геологическое строение и фильтрационно-емкостные свойства; продуктивность скважин; текущее энергетическое состояние пласта; состояние запасов; состояние системы разработки; технология ГРП. В соответствии со стандартной процедурой его применения технологическая цепочка решения задач прогнозирования включает в себя: визуальную инспекцию данных, отбраковку данных, заполнение пропусков; предварительный линейный анализ признакового пространства; обучение нелинейных систем прогнозирования; контроль качества обучения на тестовых выборках; прогноз (точность прогноза составляет 74 %).
На основе результатов исследований, проведенных с использованием резистивных моделей в лабораторных условиях McGuire-Sikora, были выведены теоретические зависимости увеличения добычи после ГРП (как для газовых, так и для нефтяных скважин). Зависимости были разработаны при определенных допущениях, которые должны быть учтены при их использовании для оценки увеличения продуктивности, которые не отражают продуктивность скважины за длительный период. Этот момент очень важен для условий гидравлического разрыва пластов с низкой проницаемостью (< 1,0∙10-3 мкм2). Они основаны на однофазном течении несжимаемой жидкости. Это допущение делает их наиболее применимыми для нефтяных скважин. Использованная модель основывалась на размещении скважин с плотностью сетки скважин 16,2 га/скв.
В результате анализа фактических операций ГРП на месторождениях ООО «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь» И.А. Виноградовой и Ю.И. Ивановой были определены значения критериальных параметров для 16 основных групп объектов разработки (по 3-6 группам пластов для каждого из четырех территориально-производственных предприятий), которое стало методическим руководством по подбору скважин-кандидатов для проведения ГРП.
В ОАО «ЛУКОЙЛ» разработана методика прогноза эффективности ГРП в виде информационно-аналитической системы Delphor, состоящей в выявлении и интегрировании всех возможных зависимостей между параметрами, описывающими состояние скважины и ее окрестности до ГРП и его эффективностью, определяемой дебитом нефти и обводненностью. Зависимости устанавливаются и интегрируются с помощью искусственных нейронных сетей. При этом скважины, по которым они определяются, должны быть сравнимыми, то есть характеризоваться векторами параметров одной длины. Применение системы Delphor позволило повысить прогнозные показатели на 15-20 %. Недостатком является, не использование технологических параметров проведения ГРП
Унифицированная задача отличается от обычного проектирования ГРП тем, что задается геометрия трещины, которая бы максимально увеличивала продуктивность скважины. С использованием двумерных моделей решается обратная задача проектирования.
В зависимости от математических подходов различают полностью трехмерные модели, трехмерные модели с плоскими трещинами и псевдотрехмерные модели. Все программы имеют примерно одни и те же общие недостатки, связанные с несовершенством теории и методических подходов к решению задач проектирования и осуществления ГРП. Выявлено, что отсутствует метод расчета повторного ГРП при наличии ранее созданной сети трещин в прискважинной зоне.
В работах В.О. Богопольского, Г.Х. Габитова, И.В. Генералова,
Р.А. Ивакина, А.Ю. Кручинина, В.А. Коротенко, А.Х. Мирзаджанзаде,
А.С. Макаряна, М.Ф. Пустовалова, М.Е. Рожкина, М.М. Рашидова,
Р.Х. Санникова и др. рассматривалось применение теории распознавания образов в нефтегазопромысловой практике. Широкое применение теории распознавания образов в области бурения, эксплуатации скважин оборудованных УШГН, методов увеличения нефтеотдачи, определения типа залежи, оценки газоотдачи, проведенное А.Х. Миразаджанзаде, О.Л. Кузнецовым, К.С. Басниевым, З.С. Алиевым в нефтегазовой практике позволяет утверждать, что достоверность полученных результатов высокая. Поэтому применение теории распознавания образов обеспечит фундаментальную основу для разработки методики прогнозирования показателей эффективности повторного ГРП.

==================================

Материал обучения - 36 строк
Размерность - 17 параметров (включая гранулометрию и прочике свойства пропанта)
Как-то IMHO не cильно соотносятся
Надо бы там что-то дорисовывать в выборку