Оценка вероятности обводнения нефтенасыщенных пластов в скважинах Самотлорского месторождения

При испытании и эксплуатации нефтенасыщенного пласта Б8 в ряде скважин месторождения Самотлор была получена вода. На акустических диаграммах обводненных скважин обычно не отмечалось наличие контакта цементного камня с колонной против глинистой перемычки между пластами Б8 и соседними водоносными пластами. В то же время после повторного цементирования под давлением в большинстве случаев образовывался такой контакт в интервале скважины над пластом Б8 (рис. 83.б) и, при последующем испытании пласта, получали приток безводной нефти. Это указывало на поступление воды в пласт Б8 по негерметичному заколонному пространству преимущественно из вышележащего водоносного пласта.

Однако имелись и такие скважины, в которых из пласта Б8 не удалось получить безводную нефть и после повторного цементирования (скв. 2068 и др.).

На основе изучения отечественного и зарубежного опыта, а также результатов использования на месторождении Самотлор акустического кинорегистратора в комплексе с аппаратурой акустического контроля за цементированием была создана и опробована эмпирическая палетка для оценки вероятности образования перетоков воды из вышележащего водоносного пласта в пласт Б8 по заколонному пространству [73].

Палетка построена в координатах величин: отношения амплитуд акустической волны, распространяющейся по колонне в исследуемом (между пластом Б8 и водоносных) и незацементированном (свободном) интервалах колонны и расстояния L между водоносным пластом и ближайшим перфорационным отверстием пласта Б8 (рис. 83, в). В соответствии со значениями таких координат на палетке располагалось поле точек скважин с заведомо известными отсутствием (+) и наличием (о) заколонных перетоков воды в пласт Б8.

Применение для этой цели значений основывалось на том, что наиболее вероятной зоной возникновения каналов в цементном кольце можно считать его область, прилегающую к поверхности обсадных труб, как наиболее однородную по протяженности и с наименее шероховатыми стенками.

Однако эффективное использование значений для построения палетки стало возможным лишь после эталонировки с помощью акустического кинорегистратора измерительных трактов аппаратуры акустического контроля за цементированием скважин, применяемой на месторождении Самотлор.

Результаты эталонировки показали, что амплитудные характеристики комплектов промысловой аппаратуры АКЦ Мегионской ПГК имели значительные отклонения от линейных уже при = 0, 12-0, 2.

На основе эталонировки были определены нелинейные масштабы изменения амплитудных характеристик отдельных комплектов АКЦ, путем анализ которых был рассчитан общий усредненный масштаб для всех применявшихся комплектов аппаратуры. При этом отклонения нелинейных масштабов для отдельных приборов АКЦ от усредненного не превышали 0, 04 относительной амплитуды акустического сигнала, т.е. погрешность отсчета по усредненному масштабу составляла менее 4 %.

Отсчитываемые с акустических цементограмм значения пересчитывались с помощью усредненного масштаба в исправленные значения .

В связи со значительной дифференциацией амплитудной кривой в интервале L при построении палетки и работе с ней использовались средневзвешенные значения

где: - все участки интервала L, характеризующиеся значениями .

Достигнутая в результате введения поправок по усредненному масштабу регистрации точность отсчетов и использование их средневзвешенных значений в интервале L позволили разграничить область неоднозначных оценок вероятности образования заколонных перетоков палетки (ширина которой по значению относительной амплитуды составляла 0, 12) на три зоны
(см. рис. 83.в, 2, 3, 4).

Число скважин с перетоками и без них в центральной зоне палетки 3 составляло 10 и 9, что соответствовало приблизительно 50%-ной вероятности их обводнения; в примыкающей к ней снизу зоне 4 - 17 и 34, что соответствовало приблизительно 30%-ной вероятности обводнения; а в примыкающей сверх зоне 2 - 7 и 3, что соответствовало приблизительно 70%-ной вероятности обводнения. Поэтому можно считать, что если значения L и исследуемой скважины находятся в самой нижней зоне 5, вероятность заколонных перетоков воды в пласт Б8 составит не более 10 %, если в соседней вышележащей зоне 4 - 30 %, если в центральной зоне 3 - 50 %, если выше центральной зоны 2 - 70 % и если в верхней зоне 1 - не менее 90 %.

Для оценки эффективности применения построенной палетки на нее были нанесены значения не использованных для построения палетки параметров и L контрольных скважин: 215 с явным перетоков воды, ликвидированным в результате повторного цементирования (см. рис. 83.б) и 557 - без заколонного перетока. Скв. 215 оказалась в зоне вероятности образования заколонного перетока. Скв. 215 оказалась в зоне вероятности образования заколонного перетока не меньше 90 %, а скв. 557 не больше 10 %, т.е. экзамен палетки дал положительные результаты. Однако следует отметить, что скв. 220, 245, 305, 354 попали на палетке в зону минимальной вероятности перетоков (до 10 %), но все они в своей продукции имели воду. Это позволило считать, что в них пласт Б8 обводнился в результате прорыва воды по самому пласту.

Сравнение построенной палетки для пласта Б8 месторождения Самотлор (см. рис.83.в) с ранее полученной для месторождений Мангышлака (см. рис. 83.а) показывает, что области неоднозначных оценок вероятности перетоков обеих палеток имеют примерно одинаковые значения координат L и . Это указывает на возможность построения универсальной палетки, пригодной для оценки вероятности заколонного обводнения продуктовых пластов нескольких месторождений со сходными геолого-техническими условиями их разработки.

Изучение возможности прогнозирования образования перетоков за колонной в скважине на основе статистического анализа параметров процесса цементирования

Решение такой задачи для нефтегазодобывающей отрасли весьма актуально, так как направлено в том числе и на сокращение сроков и удешевление ремонтно-изоляционных работ.

В связи с тем, что для решения аналогичных задач в геологии и других отраслях успешно применяются методы распознавания образов, позволяющие достаточно эффективно использовать (особенно при применении компьютеров) большой объем информации, один из таких методов был опробован на материалах скважин Самотлорского месторождения [70].

Для этого были собраны и проанализированы значения 17 параметров по 15 скважинам с перетоками воды за колонной в пласт Б8 и по 21 скважине без перетоков. Причем были использованы не только технико-технологические параметры цементирования скважин, но также и геолого-геофизические, характеризующие литологические свойства вскрытых пород (данные электрического каротажа и кавернометрии), состояние ствола (данные акустической и гамма-гамма-цементограмм) в интервале между водоносным и нефтенасыщенным пластами.

С целью выяснения возможности вероятностной диагностики скважин с перетоками воды за колонной в пласт Б8 (первый класс) и без них (второй класс) по значениям выбранных параметров цементирования был использован один из методов распознавания образов - последовательная диагностическая процедура, не требующая сведений о генеральных совокупностях параметров распознаваемых объектов.

Применение этого метода обусловливает представление состояния каждой из рассматриваемых скважин в виде вектора , компонентами которого являются значения 17 выбранных параметров цементирования. Эти компоненты разбивали соответственно на характерных интервалов (градаций).

Исходная информация была представлена в форме выборок из N₁ и N₂ объектов для обучения (векторов состояния 15 и 21 скважины первого и второго классов соответственно), по которым были определены частости для каждой из градаций всех компонентов векторов:

где: , . - частости i -й градации j -го компонента соответственно для объектов первого и второго классов.

По этим частостям были определены диагностические коэффициенты для всех градаций каждой из компонент вектора состояния - параметра цементирования:

С помощью формулы Кульбака по значениям диагностических коэффициентов была оценена информативность каждого параметра цементирования в условных единицах:

Использованные для диагностики скважин (с перетоками воды в пласт Б8 за колонной и без перетоков) параметры приведены в табл.13 в порядке убывания их информативности.

Анализ данных позволяет сделать вывод, что при применении последовательной диагностической процедуры для вероятностного разделения скважин на первый и второй классы геолого-геофизические параметры цементирования скважины имеют большую информативность, чем технико-технологические.

Исключение составляет параметр так как вследствие наличия приблизительно одинаковых глинистых перемычек между пластом Б8 и водоносным пластом практически:

Диагностика скважин основывается на последовательном суммировании (в установленном порядке убывания информативности параметров) диагностических коэффициентов тех градаций, в интервалы которых попадают значения компонент вектора состояния анализируемой скважины. Такое суммирование производится до нарушения диагностического неравенства

где: S для выбранных параметров цементирования может изменяться от 1 до 17.

Если после очередного суммирования будет нарушена правая часть неравенства, то анализируемая скважина с определенной степенью вероятности может быть отнесена к первому классу (с перетоками воды), если же будет нарушена левая часть - то ко второму классу (без перетоков воды).

Степень вероятности отнесения анализируемой скважины к тому или другому классу может быть определена выбором граничных значений диагностического неравенства (А и В). Например, для вероятности распознавания 80 % А = 6, В = 6.

В связи с большим объемом вычислений при определении значений диагностических коэффициентов и информативности всех градаций и параметров, особенно при большом числе последних и множестве объектов для обучения, целесообразно производить эту работу с помощью компьютера.

Для составленной программы применения последовательной диагностической процедуры был проведен экзамен распознавания трех скважин, не включенных для обучения по перечисленным ранее геолого-техническим параметрам.

Проведенный анализ распознавания скв. 6034 (с перетоком воды в пласт Б8) и скв. 4530 и 6153 (без перетоков воды) показал, что, несмотря на исключение самого информативного по данным компьютера, но вызывающего обоснованное сомнение параметра ( ), уже сумма диагностических коэффициентов лишь трех последующих параметров: , и (см. табл.13) правильно характеризует состояние этих скважин с вероятностью, значительно больей, чем 80 %:

Таблица 13

Следует отметить, что использование геолого-технических параметров цементирования, например , существенно дополняет геофизические данные о его качестве, что также повышает эффективность прогнозирования наличия или отсутствия перетоков воды в скважине за обсадной колонной.

На основании изложенного можно сделать вывод о том, что применение метода распознавания образов последовательной диагностической процедуры для комплексной оценки состояния изоляции пластов за колонной по параметрам цементирования скважин достаточно перспективно. Из используемого для этой цели комплекса технико-технологических, геологических и геофизических параметров цементирования скважин последние являются более информативными.

⇐ Предыдущая17181920212223242526Следующая ⇒

Поделиться: