Диагностика

Программный модуль «Диагностика» содержит набор инструментов для визуализации и анализа скважинных данных. 

 

1.   График Холла

Метод Холла – это инструмент для оценки работы нагнетательной скважины. Он основан на предположении о радиальном установившемся течении. Технически, строится интегральная по времени зависимость разности забойного и пластового давлений от накапливаемых объемов закачки. Интегрирование автоматически фильтрует мелкие временные флуктуации.

Наклон графика Холла интерпретируется как индикатор средней неактивности скважины. В обычных условиях, график представляет собой прямую линию, а изгибы должны идентифицировать изменения в условиях работы нагнетательной скважины.

Согласно модели плоскорадиального течения,

.                                                  (1)

где pw и pe – это забойное давление и пластовое давления соответственно, Q – дебит скважины, µ - вязкость, k – проницаемость, H – толщина, re – радиус контура питания,  rw – эффективный радиус скважины.

Данная модель, с учетом ряда допущений, часто применяется на практике. Проинтегрируем уравнение (1):

                    (2)

                          (3)

Анализ графика Холла – это просто построение графика зависимости П(t)-pet от накопленного объема жидкости V(t).

Если pe  и коэффициент b( (4), (5)) постоянны,

                                                                  (4)

                                                                       (5)

то график – это прямая, где наклон равен коэффициенту b.

2.    Графики Чена

Наиболее эффективный среди аналитических методов диагностики причин обводнения был описан K.S. Chan. Он заключается в построении диагностических графиков зависимости водонефтяного фактора (ВНФ) и его производной (ВНФ') от времени в двойных логарифмических координатах. Водонефтяной фактор – определяющий параметр степени обводнения продукции скважины, так как представляет из себя отношение дебита воды к дебиту нефти. ВНФ зависит от фазовых проницаемостей пласта по нефти и воде, на которые влияет активность источника избыточной воды: чем активнее источник, тем быстрее будет возрастать ВНФ. Таким образом, тенденция изменения этих графиков может свидетельствовать об активности источника водопритока и, следовательно, о причине обводнения.

Резкий рост обводненности может быть связан с нарушением герметичности эксплуатационной колонны, НКТ или пакера, а также наличием заколонного перетока. Это происходит потому, что вода начинает свободно поступать в скважину, тем самым блокируя поток нефти. Такой прорыв легко идентифицировать с помощью промысловых данных, используя данные динамики обводненности. Также можно воспользоваться более показательным способом, построив график зависимости ВНФ от времени в двойных логарифмических координатах (рис. 1).

В статье K.S. Chan в основном были описаны графики для двух причин обводнения: подтягивание конуса и прорыв закачиваемой или законтурной воды по наиболее проницаемым пропласткам. Так, график зависимости ВНФ от времени в двойных логарифмических координатах для конусообразования пологий, при этом интенсивность роста со временем становится меньше. Для графика производной ВНФ', построенного в этих же координатах, характерно убывание (рис. 1).

В случае с обводнением закачиваемыми или законтурными водами аналогичные графики возрастают в течение всего времени работы скважины, чаще всего они имеют вид ветви параболы (рис. 2).

 

Рис. 1. Диагностика водопритока при подтягивании конуса

 

Рис. 2. Диагностика водопритока при обводнении законтурными или закачиваемыми водами

3.    Кривая Лоренца

Для измерения распределения добычи может быть использована «кривая Лоренца» и «коэффициент Джини», показывающие, какая доля накопленной добычи приходится на каждую скважину, что позволяет судить об уровне неравномерности/неравенства скважин.

 

4.1 Построение кривой Лоренца

«Кривая Лоренца» — это метод графического изображения уровня концентрации явления. Для ее построения на обе оси координат наносят процентную масштабную шкалу (от 0 до 100 %). Для точек кривой абсциссами служат единицы совокупности (скважины, группы скважин), а ординатами — значения признака. Равномерное распределение признака будет представлено в таком случае диагональю, называемой «линией равномерного распределения», а неравномерное — «линией Лоренца», отклонение которой от диагонали и характеризует степень неравномерности (см. рис.1).

 

Рис.3. Кривая Лоренца

Таким образом, если принять общую накопленную добычу и количество скважин за 100 %, то прямая ОА покажет абсолютно равномерное распределение добычи скважин/групп скважин. Однако реальное распределение всегда будет характеризоваться отклонением от этой прямой. Абсолютно неравномерное распределение совпало бы с осями координат. Но поскольку «сверхнизкие» и «сверхвысокие» всегда составляют незначительную часть общего количества, то перед нами будет некоторая кривая («кривая Лоренца»), отклонение которой от диагонали наглядно покажет степень неравномерного распределения добычи скважин.

 

4.2 Нахождение коэффициента Джини

Для расчета конкретного уровня неравенства в распределении добычи поступают следующим образом. Площадь, образованную линиями равномерного и неравномерного распределения доходов (она на графике заштрихована), относят к площади треугольника ОАВ. Полученный результат и есть «коэффициент Джини».