Курс лекций ухта 2006 удк 550. 812. 1 553. 98 Н 64
 Скачать 1.24 Mb.
|
|
Значительное развитие треугольной системы размещения разведочных скважин в прошлом, когда нефтяная залежь вводилась в разработку вскоре после получения первой нефти, обосновывалось возможностью более быстрого приращения некоторого числа сква- жино-точек для эксплуатационного бурения на ограниченной площади, расположенной вокруг первой скважины, давшей нефть или газ. В настоящее время, когда нефтяные залежи вводятся в разработку после оконтуривания и составления проекта разработки, треугольную систему размещения скважин нельзя признать эффективной. Аналогична по технологии ведения работ - квадратная система размещения разведочных скважин. Кольцевая система. Разведку и оконтуривание залежей нефти, приуроченных к широким и пологим антиклинальным структурам, можно осуществлять и по кольцевой системе с последовательным размещением новых колец скважины по падению пластов (рис. 5.2.7, а). Однако эта система для месторождений со значительной литологической изменчивостью и широким колебанием мощности продуктивных горизонтов требует заложения сравнительно большого числа скважин и не всегда может обеспечить достоверность геологических построений. Кольцевая система размещения скважин не может быть рекомендована для многих типов залежей: литологических, стратиграфических, тектонически экранированных и др. Профильная система. Характерной чертой терригенных отложений многих нефтегазоносных районов является изменчивость их литологического состава. В этой связи достоверность большинства геологических построений зависит от правильности сопоставления разрезов. В условиях значительной изменчивости литологического состава продуктивных горизонтов профильные разрезы, проведенные вкрест простирания пластов, дают наиболее правильную картину геологического строения залежей, в особенности в тех случаях, когда для их составления используются скважины, лежащие на линии профилей или вблизи нее (рис. 5.2.7, б). Перенос на профильный разрез скважин, отстоящих на значительных расстояниях, дает искаженное представление о геологическом строении продуктивных отложений, вследствие чего закономерности в изменчивости нефтеносных пластов не могут быть выявлены.  Рис. 5.2.7. Схема заложения разведочных скважин а - по кольцевой системе: 1 - скважина-открывательница; 2 - разведочная скважина первого кольца; 3 - разведочная скважина второго кольца; 4 - разведочная скважина третьего кольца; б - по профильной системе: 1 - скважина-открывательница; 2 - разведочная скважина первой очереди; 3 - разведочная скважина второй очереди; 4 - разведочная скважина третьей очереди Профильные разрезы облегчают по одноименным реперам детальную корреляцию нефтяных и газовых пластов, слагающих горизонт, достаточно четко выявляют угловые несогласия и зоны выклинивания и способствуют установлению положения водо-нефтяного и газоводяного контактов. Профильная система размещения разведочных скважин, дающая возможность при минимальном числе скважин составить правильное представление о геологическом строении нефтяных и газовых залежей, является наиболее рациональной. В зависимости от геологических условий система разведки может быть сгущающейся или ползущей (рис. 5.2.8). Сгущающаяся система разведки предполагает охват бурением всей залежи с последующим уплотнением сетки в случае необходимости. Преимущество этой системы состоит в том, что ускоряется оценка и разведка залежи, однако доля непродуктивных скважин, особенно на начальном этапе, может быть весьма высокой. Ползущая система разведки предполагает постоянный охват площади залежи плотной сеткой скважин, поэтому последующего уплотнения сети разведочных скважин не требуется. При такой системе разведки существенно сокращается количество непродуктивных скважин, однако удлиняются сроки разведки.  Рис. 5.2.8. Системы разведки: а - ползущая; б - сгущающаяся. Разведочные скважины: 1 - пробуренные; 2 - проектные; 3 - линия литологического замещения пород-коллекторов Основные принципы выбора системы разведки месторождений нефти и газа Генеральным принципом разведочных работ, вытекающим из необходимости максимально достоверного изучения всего объема залежи и регламентирующим проведение разведки, является принцип равномерности или равнопредставительности. Он не связан с какими-либо геологическими особенностями разведываемого объекта, а является лишь трактовкой геологического исследования как способа изучения сложной системы и отражает конечные требования к системе разведки. Обычно, говоря о равномерности сети наблюдений, в геологической литературе подразумевают регулярные сети (квадратные, треугольные и др.). Как показал целый ряд исследований, регулярная сеть в таком ее понимании наиболее эффективна или вполне приемлема при решении целого ряда геологических задач. Равномерная регулярная по площади сеть предпочтительна в задачах обнаружения объектов, описания закономерностей части поля, описания изменчивости поля и др. Действительно, при равномерной (регулярной) сети исключается пропуск аномалий выпуклой формы, которые при параллельном их перемещения не могут быть вписаны в элементарную ячейку сети. Случайное же размещение пунктов измерений, даже при большом их количестве, допускает отличную от нуля вероятность пропуска аномалий, в том числе и существенно превышающих по размерам среднюю площадь исследований, приходящуюся на один пункт наблюдений. Особенно эффективна равномерная сеть при выявлении наиболее крупных объектов. Равномерная (регулярная) система наблюдений предпочтительнее при решении задачи выявления аномалий на фоне случайных помех, проведении тренд-анализа и решении множества других прикладных геологических задач. Широкое распространение при разработке месторождений нефти и газа получили равномерные (регулярные) системы размещения скважин. На многих нефтяных месторождениях России принималась треугольная система расположения скважин, которая обеспечивает более полное извлечение нефти из пласта. На нефтяных месторождениях США обычно применяют квадратную сетку в связи с удобством размещения скважин вдоль границ отдельных нефтяных участков, имеющих, как правило, прямоугольную форму. С точки зрения теории и практики разведки очевидно, что для достижения максимальной достоверности оценки запасов совершенно необязательно изучать залежь равномерно по всей площади. Для минимизации погрешности оценки запасов и прогноза значений признаков залежи точки исследований должны быть размещены в области, занимаемой исследуемым геологическим телом, таким образом, чтобы равномерно освещать его объем. Поскольку в процессе разведки залежей нефти и газа мы исследуем трехмерные (объемные) объекты, системой размещения, реализующей принцип равномерности, будет такая система разведки, при которой каждая из разведочных скважин оценивает примерно одинаковый объем нефтегазонасыщенного резервуара. Таким образом, принцип равномерности следует реализовать путем равномерного размещения скважин не по площади, а по отношению к объему залежи. Принцип равномерности ("на равные по запасам участки залежи - равное число скважин") как правило размещения разведочных скважин впервые был предложен для разведки массивных залежей Г.А. Габриэлянцем и В.И. Пороскуном в 1974 г. Дальнейшие исследования, проведенные М.Б. Павловым и Г.И. Дряхловой в 1977 г., показали, что этот принцип даже с большей эффективностью может быть использован и при разведке залежей в неантиклинальных ловушках, к периферии которых, как правило, не только уменьшается мощность, но и ухудшаются коллекторские свойства пласта. При реализации принципа "на равные по запасам участки залежи - равное число скважин" необходимо иметь в виду следующие особенности. Точность реализации принципа равномерности в размещении скважин на разведываемом объекте будет зависеть от уровня соответствия принятой модели залежи, построенной по данным поискового этапа, реальным особенностям ее строения, выявляемым в процессе разведки. Поэтому различия между оптимальной системой размещения скважин, предусматривающей заложение каждой из них в центре зон равных объемов, и фактически реализуемой системой в ходе разведки будут постепенно уменьшаться и в конечном итоге окажутся тем меньше, чем большим объемом информации оперировали на этапе проектирования. Для наиболее эффективной реализации заложенного в проекте принципа равномерности в процессе разведочных работ необходимо проводить систематическую корректировку проекта, базирующуюся на промежуточных обобщениях всей геолого-геофизической информации, полученной в процессе разведки к моменту корректировки и построения соответствующих объемных моделей, отражающих уровень изученности залежи (резервуара). Поэтому реализация принципа равномерности на первой стадии будет достигаться для отдельных групп скважин в различных частях залежи, а на заключительных этапах создастся возможность бурения каждой из скважин в центре зон равных объемов. Кроме того, в процессе разведки должен изменяться и сам принцип равномерности. Если на первых ее этапах он может быть реализован только путем равномерного размещения по отношению к объему залежи, то на последующих этапах он может осуществляться путем равномерного размещения по отношению к удельным запасам или к показателю эффективного объема (произведение эффективной мощности на пористость и нефтегазонасыщенность Кп*Нэф*Кн). Последовательность реализации принципа равномерности должна зависеть от сложности строения разведываемого объекта и объема имеющейся информации. Для залежей, связанных с простыми по морфологии и хорошо картируемыми геофизикой структурами и однородными по внутреннему строению резервуарами, принцип равномерного размещения скважин по отношению к объему можно применять сразу же после завершения поисковых работ. В случае же залежей в сложных по строению резервуарах и ловушках для подготовки месторождения к разведке необходимо проводить дополнительный комплекс буровых работ с целью получения информации о характере распределения запасов по площади. Запроектированная система размещения разведочных скважин должна осуществляться в последовательности, обеспечивающей максимальный прирост информации, необходимой для выявления особенностей морфологии ловушки и закономерностей построения объемной модели разведываемой залежи. Эту задачу можно решать путем выделения зон максимальной неопределенности и бурения в их пределах единичных скважин. После получения данных по каждой новой скважине объемная модель залежи должна уточняться, а в связи с этим необходимо корректировать сеть разведочных скважин. Чем большие изменения будут внесены в объемную модель, тем большим исправлениям должна подвергнуться система размещения скважин. В связи с этим конечная сеть скважин может лишь приблизительно отвечать принципу равномерности, причем степень соответствия будет увеличиваться по мере приближения к завершающей стадии. Вполне вероятно, что принцип равномерности будет достигнут не для каждой разведочной скважины, а в целом для отдельных зон и участков разведываемой залежи. Осуществление идеально равномерного по объему изучения интересующих нас свойств залежи возможно лишь при фиксированных обоснованных представлениях об объекте и одновременном размещении требуемого числа скважин. В процессе же разведки практически после бурения каждой скважины или отдельных их групп представление об объекте меняется. В связи с этим равномерное для предшествующего уровня знаний размещение оказывается неравномерным после получения информации по новым скважинам. Возникает задача поддержания равномерности на максимально возможном уровне при последующем шаге разведки. Таким образом, равномерность разведочной сети надо рассматривать как величину переменную, которая может изменяться в процессе разведки. Неравномерная по площади и равномерная по отношению к объему сеть разведочных скважин рациональна и с точки зрения эксплуатации месторождений. Эффективность размещения эксплуатационных скважин в центрах зон равных объемов обусловлена: увеличением сроков работы скважин; увеличением суммарной добычи по скважинам; лучшей дренируемостью объема залежи; сокращением линий обустройства промыслов. Таким образом, неравномерные но площади разведочные сети отвечают многим требованиям, предъявляемым к эксплуатационным сетям. В связи с этим решение многих задач разведки (в особенности газовых месторождений) может осуществляться не только бурением чисто разведочных скважин, но и опережающим эксплуатационным бурением с размещением скважин равномерно по отношению к объему (в центрах зон равных объемов). При этом в обязательном порядке предусматривается получение по этим скважинам всего объема информации, необходимой для подсчета запасов. Одним из наиболее сложных вопросов разведки является определение минимального числа скважин, необходимого для изучения залежи нефти или газа. Минимально необходимым числом следует считать такое количество скважин, после которого дальнейшее заложение новых разведочных скважин не приведет к заметным изменениям установленных средних параметров пласта. Количество разведочных скважин зависит от размеров нефтяной и газовой залежей: чем больше нефтеносная площадь, тем больше скважин приходится бурить для ее изучения. Однако эта зависимость не является прямо пропорциональной. Одна и та же степень разведанности для крупной нефтяной и газовой залежи может быть достигнута при меньшей плотности сетки разведочных скважин, чем для небольшой залежи. Количество скважин зависит также от литологической изменчивости пластов. При неоднородном строении пласта и резкой его литологической изменчивости требуется относительно большее число скважин, чем при однородном. Однако нельзя думать, что все без исключения изменения свойств пласта должны быть установлены разведочными скважинами, важно установить лишь общие закономерности в изменении свойств пласта. При определении числа скважин необходимо использовать опыт разведки аналогичных по геологическому строению разрабатываемых нефтяных и газовых залежей. Для обоснования плотности сетки разведочных скважин необходимо прибегать к различным построениям, воссоздающим характер разрезов продуктивных свит и объем нефтегазоносных пород в зависимости от числа скважин. Для рационального размещения необходимого числа разведочных скважин надо определить расстояния между профилями и скважинами. После открытия нефтяной залежи расстояния между разведочными скважинами должны устанавливаться в зависимости от размеров структуры, типа и ширины залежей, встречающихся в данном районе, мощности нефтеносного горизонта, его литологической однородности и углов наклона пластов. Если разведочная скважина оказалась в пределах внутреннего контура, то мощность нефтяного горизонта даст представление о минимальных размерах залежи. При расположении скважины между внутренним и внешним контурами она обязательно определит положение водонефтяного контакта и тем самым позволит установить примерную ширину нефтяной залежи, в соответствии с чем и будут определены расстояния между разведочными скважинами. Вопрос о рациональных расстояниях между скважинами будет решен на первом же поперечном профиле, намеченном через скважину, открывшую залежь. Значительную помощь в определении расстояния между разведочными скважинами и их размещения по площади могут оказать данные сейсморазведки. Исследования, проведенные во Всесоюзном нефтяном научно-исследовательском институте с целью установления точности определения параметров пласта в зависимости от плотности сетки разведочных скважин, дают основание утверждать, что существует предел, после которого дальнейшее увеличение числа скважин не приводит к изменению средних величин параметров. В этом отношении определенный интерес представляют данные по Бавлинскому месторождению, свидетельствующие о том, что при уплотнении сетки скважин до 2 км2 средняя эффективная нефтенасыщенная мощность не изменяется по сравнению с плотностью, равной 4 км . Следует отметить, что достижение указанного предела обычно не вызывается необходимостью и не оправдывается экономически, поэтому количество разведочных скважин можно устанавливать в зависимости от заданной точности определения параметров для подсчета запасов нефти. Известна методика Г.А. Габриэлянца и В.И. Пороскуна определения рациональной сетки скважин при разведке массивных залежей, которая достигается определением зон равных объемов и последующим заложением скважин в центральной части этих зон (рис. 5.2.9). При этом авторы отмечают, что краевые скважины дают информацию о мизерной части залежи, а зачастую оказываются за пределами контура, т. е. вообще не несут никакой информации о залежи. На основании предложенной указанными авторами схемы (рис. 5.2.9) следует прежде всего оговорить, о нефтяной или газовой залежи идет речь, так как подход к их разведке и разработке может быть совершенно иным. Положение о том, что каждая скважина должна прирастить равные запасы нефти по форме, не вызывает особых возражений. Однако непонятно, почему скважина, расположенная в наилучших геологических и структурных условиях с наибольшими нефтенасыщенными мощностями, не должна прирастить в несколько раз больше запасов, чем скважина в краевой части залежи. |