способ контроля перемещения фронта закачиваемых или законтурных вод при разработке нефтегазовых месторождений

Формула изобретения

Способ контроля перемещения закачиваемых или законтурных вод при разработке нефтегазовых месторождений, включающий возбуждение упругих колебаний в пунктах, расположенных на лучах, исходящих от устья скважины, регистрацию колебаний в скважине, отличающийся тем, что перемещение границ фронта закачиваемых или законтурных вод определяют по данным вертикального сейсмического профилирования, выполняемого не менее двух раз, соблюдая каждый раз идентичность условий возбуждения и приема колебаний и систему наблюдения, и включающий обработку данных всех последующих наблюдений для исключения остаточной неидентичности условий возбуждения и приема колебаний, построение сейсмогеологических разрезов по отраженным волнам и вычисление разницы между разрезами, которая отражает изменение фронта закачиваемых или законтурных вод.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к способам контроля разработки нефтяных залежей, связанных с коллекторами различного типа.

Известен способ сейсмического контроля изменения емкостных свойств и положения контура продуктивности нефтегазового пласта в процессе его разработки, включающий возбуждение и регистрацию сейсмических колебаний. Возбуждение колебаний производится на радиальных профилях, пересекающихся в опорной точке вблизи эксплуатационной скважины и пересекающих априори известные границы контура продуктивности, а регистрация сейсмических колебаний осуществляется совокупностью вертикально ориентированных приемных устройств, стационарно расположенных в мелких скважинах. Для определения системы наблюдений, в частности значений выноса “взрыв-прием”, обеспечивающей максимальное различие отраженных волн от границ внутри продуктивного пласта и вне его, выполняются расчеты прогнозного изменения амплитуд отраженных волн в зависимости от угла их падения на отражающую границу (AVO-эффект), и на этой основе оценивается оптимальное удаление “взрыв-прием”. Затем проводятся работы MOB с целью формирования взаимно увязанных годографов ОПВ и получения эталонной сейсмической записи и кривой AVO. Аналогичную информацию получают по данным повторных наблюдений, которые затем сравнивают с результатами первых наблюдений и по результатам сравнения определяют возможное направление перемещения контура нефтегазоносности (пат. РФ 2093860, мпк G 01 V 1/00, 1/40, 1997).

Основными недостатками данного способа являются следующие:

1. Необходимость до решения поставленной задачи определять границы месторождения, что является непростой самостоятельной задачей.

2. Отсутствие способов контроля и коррекции данных первичных наблюдений, в частности, для исключения различий первичных сейсмических записей, обусловленных неидентичностью условий возбуждения, выполняемых в разное время с интервалом 6-8 месяцев. А это снижает достоверность прогнозов об изменении параметров месторождения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ оконтуривания многопластового нефтегазового месторождения, основанный на анализе графиков А(Н) изменения амплитуд прямых волн в зависимости от глубины регистрации колебаний в скважине. Возбуждение производится из нескольких пунктов, располагаемых на линейных профилях, пересекающих месторождение. Скважина для проведения наблюдения выбирается вблизи края месторождения (а.с. 338874, М. Кл. G 01 V 1/40, 1972).

Недостатком данного способа является то, что для оконтуривания месторождения необходимо проводить наблюдения в нескольких скважинах, располагаемых вблизи границы изучаемого месторождения, которые придется специально бурить для решения этой задачи. При этом возможна ситуация, когда залежи на разных глубинах имеют различные формы и размеры, и одновременное их изучение с использованием одних и тех же наблюдательных скважин не всегда обеспечит решение поставленной задачи.

Другой недостаток состоит в том, что для реализации данного способа также необходимо знать априори границы месторождения.

Техническая задача, решаемая настоящим изобретением, состоит в разработке способа, который обеспечивает увеличение добычи нефти и газа на основе рациональной разработки залежи путем контроля перемещения границ внедряемых в продуктивную часть пласта закачиваемых или законтурных вод. Техническая задача решается тем, что в способе контроля перемещения закачиваемых или законтурных вод при разработке нефтегазовых месторождений, включающем возбуждение упругих колебаний в пунктах, расположенных на лучах, исходящих от устья скважины, регистрацию колебаний в скважине, перемещение границ фронта закачиваемых или законтурных вод определяют по данным вертикального сейсмического профилирования, выполняемого не менее двух раз, соблюдая каждый раз идентичность условий возбуждения и приема колебаний и систему наблюдения и включающем обработку данных всех последующих наблюдений для исключения остаточной неидентичности условий возбуждения и приема колебаний, построение сейсмогеологических разрезов по отраженным волнам и вычисление разницы между разрезами, которая отражает изменение фронта нагнетаемых или законтурных вод.

Существенным отличием заявляемого изобретения является то, что определение границ фронта закачиваемых или законтурных вод в продуктивной части пласта осуществляется на основе данных, получаемых методом вертикального сейсмического профилирования от источников возбуждения, располагаемых не менее одного на каждом из исходящих от устья скважины профилей и удаленных от устья скважины на расстояние не более глубины залегания объекта исследований, причем наблюдения выполняются не менее двух раз с любым желаемым временным интервалом между наблюдениями с соблюдением максимально возможной идентичности технологии наблюдений, условий возбуждения и приема колебаний. Результаты повторных наблюдений подвергаются специальной обработке с целью исключения различий в записях волновых полей, обусловленных остаточной неидентичностью условий возбуждения и приема колебаний, и после этого выделяются поля отраженных волн, по которым строятся сейсмологические разрезы во временном масштабе (временные разрезы) (фиг.1, 2). По этим разрезам выявляются кинематические и динамические изменения на записях волновых полей по вертикали и латерали (фиг.3), и на этой основе оценивается характер обводнения и положение фронта внедренных вод после 2-го и последующих наблюдений. Полученные результаты используются для реализации геолого-технических мероприятий, направленных на обеспечение необходимых объемов текущей добычи нефти и достижения максимальной конечной нефтеотдачи.

Способ реализуется следующим образом.

В глубокую скважину, расположенную вблизи залежи (месторождения) или внутри ее, опускается на кабеле зонд для регистрации колебаний. Первоначально зонд опускается до максимальной глубины исследований (или до забоя скважины). На этой глубине зонд жестко прижимается к стенке скважины. После этого выполняется напуск кабеля, чтобы ослабить влияние на зонд волн, распространяющихся по кабелю. Затем производится возбуждение колебаний и их регистрация датчиками, расположенными в зонде. По окончании регистрации производится отжим зонда от стенок скважины и перемещение его в следующую точку наблюдения. В этой точке выполняются все процедуры и в той же последовательности, что и в первой точке наблюдения. И так выполняются наблюдения во всех других точках скважины, располагаемых на одинаковом расстоянии друг от друга.

При наблюдениях в скважине возбуждение колебаний производится либо импульсным источником (взрыв взрывчатого вещества, пневматические или электрические источники и др.), либо источниками непрерывного действия (вибраторы). При использовании импульсных источников возбуждение производят обычно в специально пробуренной взрывной скважине, глубиной 5-50 м. При этом во взрывную скважину опускается обсадная колонна, чтобы предотвратить разрушение взрывной скважины и обеспечить постоянство условий возбуждения колебаний. Постоянство условий возбуждения необходимо соблюдать и при использовании вибратора.

Полученные таким образом данные подвергаются обработке с целью выделения отраженных волн. Результаты обработки затем используются для построения временных или глубинных сейсмогеологических разрезов в пространстве, окружающем скважину. Далее, через некоторое время, определяемое интенсивностью закачки и интенсивностью извлечения продукта из скважины (1-6 мес.), проводят повторные наблюдения по этой же методике, с тем же оборудованием и по той же системе наблюдений, максимально соблюдая постоянство всех условий, при которых выполнялось первое наблюдение. После получения данных повторных наблюдений производится сравнение их с соответствующими данными, полученными при первом наблюдении. При обнаружении их различий (сдвиг во времени, изменение интенсивности или формы записи и др.), обусловленных остаточной неидентичностью условий проведения работ, производится коррекция результатов повторных наблюдений, с целью максимального ослабления различий в получаемых данных. Затем, по данным повторных наблюдений строятся сейсмогеологические разрезы, аналогичные тем, которые были построены по результатам первых наблюдений. Разница между первым и повторным разрезами дает картину изменения, перемещения или образования новых отражающих границ, обусловленных изменением физических свойств пород за счет насыщения их нагнетаемыми или законтурными водами. Этим и контролируется перемещение нагнетаемых или законтурных вод.

Способ испытан на одном из месторождений Башкирии и показал результаты, адекватные данным геолого-технологического контроля, осуществляемого добывающим предприятием.

Преимуществом данного способа является возможность получения пространственного и временного представления о продвижении фронта нагнетаемых или законтурных вод и динамике пластового давления, простота реализации, значительное удешевление работ, поскольку нет необходимости бурения специальных скважин, а также гибкость технологии контроля, позволяющей на любом этапе корректировать или менять систему наблюдений.