Метод оценки технологической эффективности ГТМ

ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ГТМ МЕТОДОМ ИНТЕГРИРОВАННЫХ МОДЕЛЕЙ

Д. В. Севостьянов, аспирант

Научный руководитель - В.Л.Сергеев, профессор, д.т.н.

Томский политехнический университет, ТУСУР, г. Томск, Россия

В практике нефтегазодобычи в целях определения технологической успешности и экономической эффективности технологий повышения нефтеотдачи пластов и интенсификации добычи нефти широко используются модели добычи нефти в виде заданных с точностью до параметров функций регрессии, получившие название характеристик вытеснения [1].

Характеристики вытеснения разделяются на кривые обводнения и падения добычи. Кривые обводнения представляют зависимость текущего или накопленного отбора нефти от текущего или накопленного отбора воды (жидкости) за произвольно выбранный отрезок времени. Они используются при обводненности продукции более 50%. В период добычи безводной нефти в начале разработки месторождения используются кривые падения добычи, которые характеризуют эволюцию текущего или накопленного отборов нефти во времени.

Оценки эффективности проводимых мероприятий на скважине, которые принято называть геолого- техническими мероприятиями (ГТМ), определяются из дополнительной добычи нефти. Дополнительная добыча определяется как разность между фактической накопленной добычей нефти и ее прогнозным значением. Прогнозное значение добычи рассчитывается по ограниченному базовому участку истории разработки до проведения ГТМ.

Характеристики вытеснения, определенные на ограниченном базовом участке истории разработки до проведения мероприятий, часто приводят к большим ошибкам прогнозной добычи, что в конечном итоге приводит к существенным ошибкам оценки эффективности мероприятий.

Для повышения устойчивости и точности базового прогноза добычи нефти после проведения мероприятий в данной работе предлагается методика, основанная на использовании интегрированной системы моделей, в которой наряду с характеристиками вытеснения используется дополнительная априорная информация об извлекаемых запасах, прогнозных значениях добычи нефти, жидкости и воды, рассчитанных на моделях добычи, адаптированных по всей истории разработки до проведения мероприятий.

Метод оценки технологической эффективности ГТМ

Метод основан на использовании двух интегрированных систем моделей добычи нефти и воды и одной интегрированной системы моделей характеристик вытеснения. Первая интегрированная система моделей, предназначенная для прогнозирования добычи нефти, имеет вид [2-3]:

(1)

где - вектор столбец фактических значений (с начала разработки ) добычи нефти за соответствующие промежутки времени (год, месяц); - вектор столбец значений добычи нефти, полученных на основе модели ; - вектор экспертных оценок извлекаемых запасов нефти за время разработки месторождения , полученных на основе различных методик их расчета; - вектор неизвестных параметров, - случайные величины, представляющие ошибки измерений дебита нефти и расчетов извлекаемых запасов.

Прогнозные значения добычи нефти после проведения мероприятий рассчитываются по формуле

(2)

Оценки вектора параметров и в (2) вычисляются на основе метода интегрированных моделей [2-3], путем решения двух оптимизационных задач:

, , (3)

где - комбинированный критерий качества; и - частные квадратичные критерии качества модели добычи нефти и, соответственно, модели извлекаемых запасов нефти; - норма вектора . Вторая интегрированная система моделей добычи воды имеет аналогичный с (1) вид, где имеет смысл вектора оценок извлекаемой попутной воды за время разработки месторождения. Прогнозные значения добычи воды после проведения мероприятий рассчитываются по формуле:

. (4)

Прогнозные значения добычи жидкости определяются как сумма прогнозных значений добычи нефти и воды:

(5)

Интегрированная стохастическая система моделей характеристик вытеснения имеет вид:

(6)

где - фактические значения накопленной добычи нефти, жидкости и воды на базовом интервале времени разработки ; - прогнозные значения накопленной добычи нефти, жидкости и воды на участке после проведения мероприятия, полученные на основе (2), (4),(5); и - случайные переменные; - вектор параметров; характеристика вытеснения.

Технологическую эффективность мероприятий на основе метода интегрированных моделей предлагается определять по формуле:

(7)

Алгоритм для получения оценки технологической эффективности ГТМ состоит из трех основных этапов:

1. на первом этапе на основе данных добычи нефти, воды и оценок извлекаемых запасов нефти и попутной воды формируются интегрированные системы моделей добычи нефти (1) и воды. Проводится адаптация полученных интегрированных систем моделей, определяются прогнозные значения добычи нефти, жидкости и воды по формулам (2), (4), (5);

2. на втором этапе формируется интегрированная система моделей (6). Производится адаптация моделей по алгоритму вида (3). Корректируются (уточняются) прогнозные значения добычи нефти;

3. дополнительная добыча нефти определяется по формуле (7) при использовании соответствующих характеристик падения добычи или обводнения.

Исследование точности и устойчивости предложенной оценки технологической эффективности ГТМ (7) проводилось методом статистического моделирования.

В таблице 1 приведены относительные ошибки оценок технологической эффективности, полученные на основе метода наименьших квадратов (НК) и метода интегрированных моделей (ИМ), для пяти наиболее используемых на практике характеристик вытеснения.

Таблица 1

Относительная ошибка оценки эффективности ГТМ

Характеристика вытеснения	Автор	Относительная ошибка
Метод НК	Метод ИМ
1.	Сазонов Б.Ю.	0,36	0,125
2.	Камбаров Г.С.	0,42	0,14
3.	Пирвердян А.М.	0,28	0,11
4.	Гайсин Д.К.	0,37	0,12
5.	Максимов М.И.	0,26	0,08

Из табл. 1 видно, что метод ИМ дает более точные и устойчивые оценки технологической эффективности ГТМ.

В заключение следует отметить, что:

1. предложен метод оценки эффективности ГТМ (7), пригодный для обводненных и необводненных скважин и пластов на основе оперативного (для базового участка разработки) и стратегического (на весь период разработки) прогноза добычи нефти;

2. метод позволяет оценивать извлекаемые запасы нефти, повысить точность и устойчивость оценок технологической эффективности ГТМ.

Литература

1. Пьянков В.Н. Алгоритмы идентификации параметров модели Баклея - Леверетта в задачах прогноза добычи нефти //

Нефтяное хозяйство.- 1997.- №10. - с. 62-65.

2. Сергеев П.В., Сергеев В.Л. Комбинированные алгоритмы идентификации систем нефтегазодобычи с учетом априорной

информации // Сб. материалов пятого Всероссийского семинара. «Моделирование неравновесных систем-2002».

Красноярск, 2002.- С. 146-147.

3. Севостьянов Д.В., Сергеев В.Л. Алгоритмы идентификации показателей разработки нефтяных месторождений методом

интегрированных моделей // Сб. материалов седьмого Всероссийского семинара «Моделирование неравновесных

систем». Красноярск: 2004, стр. 146-147.