УДК 622 ( Казахский национальный технический университет имени К.И. Сатпаева,

УДК 622
К.С. Нусупов, Е.К. Джексенбаев, Н.К. Джексенбаев
(КазахскийнациональныйтехническийуниверситетимениК.И. Сатпаева,
г. Алматы, РеспубликаКазахстан)
АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР СОЗДАНИЯ ГЕОЛОГО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ
Нефтегазодобывающая отрасль является базовой отраслью народного хозяйства страны.
Эффективность ее функционирования во многом определяет состояние экономики страны. Одним из
главных направлений повышения качества проектирования, управления и контроля за разработкой
нефтяных и газо-нефтяных месторождений является применение компьютерных постоянно
действующих геолого-технологических моделей (ПДГТМ). Исследования показывают, что средняя
величина коэффициента нефтеотдачи составляет в СНГ 0,37–0,4, а в США – 0,33. Нефтеотдача
пластов, сложенных малопроницаемыми коллекторами, характеризующимися режимом растворенного
газа, еще ниже. Объем нефти, которая может быть извлечена из пластов, достигших экономического
предела эксплуатации, с помощью существующих методов воздействия, составит 1/3 объема нефти,
оставшейся в пласте. Следовательно, запасы остаточной нефти в так называемых «истощенных
пластах» огромны. Они представляют собой солидный резерв нефтедобывающей промышленности.
Повышение коэффициента нефтеотдачи пласта со средними запасами до 0,7-0,8 равносильно
открытию новых крупных месторождений. Увеличение отношения объема добываемой нефти к ее
остаточным труднодоступным (или недоступным) для извлечения запасам является очень важной и
сложной проблемой.
При построении (на базе всей совокупности имеющихся геолого-геофизических и промысловых
данных) ПДГТМ, недропользователь имеет возможность отслеживать в динамике выработку
остаточных запасов углеводородов, точнее прогнозировать добычу нефти и газа, моделировать
геолого-технические мероприятия по повышению эффективности работы предприятия, обоснованно
рассчитывать рациональные и экономически эффективные варианты разработки продуктивных
пластов.
ПДГТМ могут использоваться при составлении проектных документов и самостоятельно для
изучения природно-технологических объектов и птимизации процесса эксплуатации содержащихся
запасов углеводородов при текущем управлении процессом разработки.
Геолого-промысловая характеристика продуктивных горизонтов на данном этапе работ изучена
недостаточно. Надежную информацию о коллекторских свойствах пластов, размерах резервуара,
величине запасов углеводородов, можно получить на основе долговременной пробной эксплуатации
залежи и скважин.
Постоянно действующие модели становятся в руках геологов, технологов-разработчиков
мощным орудием, позволяющим:
 целенаправленно и эффективно уточнять модель пласта, корректировать систему разработки
на каждом этапе познания залежи с целью улучшения технико-экономических показателей добычи и
повышения коэффициентов углеводородоотдачи недр;
 обосновывать оптимальную стратегию доразведки и доразработки месторождения и
составлять соответствующий проектный документ.
Адресная ПДГТМ - это объемная имитация месторождения, хранящаяся в памяти компьютера в
виде многомерного объекта, позволяющая исследовать и прогнозировать процессы, протекающие при
разработке в объеме резервуара, непрерывно уточняющаяся на основе новых данных на протяжении
всего периода эксплуатации месторождения.
Постоянно действующие геолого-технологические модели, построенные в рамках единой
компьютерной технологии, представляют совокупность: цифровой интегрированной базы
геологической, геофизической, гидродинамической и промысловой информации;
- цифровой трехмерной адресной геологической модели месторождения (залежей);
- двухмерных и трехмерных, трехфазных и композиционных, физически содержательных
фильтрационных (гидродинамических) математических моделей процессов разработки;
- программных средств построения, просмотра, редактирования цифровой геологической
модели, подсчета балансовых запасов нефти, газа и конденсата;
- программных средств для пересчета параметров геологической модели в параметры
фильтрационной модели и их корректировки;
- программ оптимизации процесса разработки по заданным технологическим и экономическим
ограничениям и критериям;
- программных средств и технологий, позволяющих по установленным в процессе
моделирования правилам уточнять модели по мере постоянного поступления текущих данных,
порождаемых в процессе освоения и разработки месторождений;
- программных средств выдачи отчетной графики, хранения и архивации получаемых
результатов;
- базы знаний и экспертных систем, используемых при принятии решений по управлению
процессом разработки.
В области добычи наиболее изучен процесс вытеснения нефти водой. Метод вытеснения нефти
из пласта водой (особенно в начальный период разработки месторождения) является самым
распространенным. В странах СНГ свыше 90% всей нефти добывают из заводняемых месторождений.
С применением законтурного и площадного заводнения из недр извлекается 67% всей добываемой
нефти. Эти методы позволили значительно увеличить продолжительность наиболее дешевого способа
эксплуатации залежей – фонтанного.
Тем не менее, при вытеснении нефти водой значительная часть нефти остается в пласте
неизвлеченной. Низкая нефтеотдача при традиционном заводнении связана с особенностями
гидродинамики водонефтяной системы в пористой среде [1].
Кроме того, неполное вытеснение нефти водой в охваченных заводнением областях пласта
обусловлено гидрофобизацией пород-коллекторов вследствие адсорбции тяжелых компонентов на
поверхности зерен пород. А также различием вязкостей вытесняющей и вытесняемой жидкостей, что
приводит к появлению гидродинамической неустойчивости контакта нефть-вода, обволакиванию
водой в пористой среде оставленных за фронтом вытеснения скоплений нефти, образованию капель
или глобул нефти, т.е. по сути дела – ее диспергированию.
Для осуществления более полного извлечения УВ из пласта осуществляют построение
цифровых геологических моделей.
Цифровые геологические модели могут быть детерминированными либо стохастическими. Для
построения детерминированных моделей необходимо большое количество данных и большая
точность определения коллекторских свойств пород. В отсутствие таких данных и при наличии
сведений о закономерностях распределения ФЕС в объеме резервуара целесообразно использовать
стохастические модели залежи. В обоих случаях подтверждаемость модели дальнейшим бурением
скважин определяется обоснованностью принятых геологом основных положений о геологической
природе и о геологическом строении изучаемых объектов (принципиальная модель) и степенью
реализации компьютером этих представлений в трехмерном пространстве [2].
Модели подразделяются на двухмерные, псевдотрехмерные и трехмерные. Двухмерная модель
представляет собой обычную карту в изолиниях, либо цифровое поле признака. Псевдотрехмерная
модель представляет собой набор двухмерных сеточных моделей в координатах X, Y, Z, каждая из
которых соответствует заранее выделенному слою в разрезе объекта разработки или подсчета запасов
(как правило, в ранге элементарного седиментационного цикла непрерывного наращивания).
Трехмерная модель представляет собой объемное поле в координатах X, Y, Z, каждая ячейка которого
характеризуется значениями фильтрационно-емкостных свойств пород.
ЛИТЕРАТУРА
1. Руководство «Разработка и использование постоянно действующих геолого-технологических
моделей месторождений углеводородного сырья». Подготовлено по заданию НИПИ нефти и газа РАЕН
сотрудниками ОАО «ВНИИнефть» им. А.П.Крылова Максимовым М.М., Денисовым С.Б., Рыбицкой Л.П. В
основу документа положен «Регламент по созданию постоянно действующих геолого-технологических
моделей нефтяных и газовых месторождений» РД 153-39.0-047-00.
2. Перевод запасов нефти из категории С1 в категорию В месторождения Кумколь по состоянию на
01.01.2001 г.. Автор: Коростышевский М.Н. ЗАО «НИПИнефтегаз», Актау, 2001 г.
Нүсіпов К.С., Джексенбаев Е.К., Джексенбаев Н.К.
Геолого-технологиялық модельдердің аналитикалық шолуын құру
Түйіндеме. Бұл мақалада үнемі қолданыстағы геолого-технологиялық моделді жасау үшін
геолого-геофизикалық материалдардың мәліметтері мен сапасының талаптары көрсетілген.
Нусипов К.С., Джексенбаев Е.К., Джексенбаев Н.К.
Аналитический обзор создания геолого-технологических моделей
Резюме. В статье показаны данные и требования к качеству геолого-геофизического материала для
построения постоянно действующих геолого-технологических моделей.
Nusupov K.S., Dzheksenbaev E.K., Dzheksenbaev E.K.
Analytical review of creation of geological and technological models
Summary. The article shows the data and the quality requirements of geological and geophysical material to
build permanent geological and technological models.