A specific implementation of Pressure Pulsation survey with encoded flowrate variation sequences (could be non-harmonic and even non-periodic) at one or more disturbing wells inducing encoded pressure pulse propagation across the field.
The data interpretation is based on pressure pulse-code decomposition (PCD) algorithm.
The result of decomposition is the set of the unit-rate transient responses, DTRs and CTRs, which characterise reservoir properties.
These transient responses can be then modelled analytically or numerically and provide quantitative assessment of reservoir properties and geological features around and between the wells.
The simplest form of quantitative analysis of decomposed transient responses is analytical simulations with homogenous reservoir model.
This simulated transmissibility in this case is called "apparent transmissibility".
The physical meaning of this value is that homogenous reservoir would provide the same unit-rate pressure response as the actual reservoir, although the actual reservoir can feature substantial variation of its properties around and between the wells.
In case of DTR it shows a homogenous hydrodynamic average across the whole drainage area around a given well and is called apparent well drainage transmissibility.
In case of CTR it shows a homogenous hydrodynamic average across the dynamically connected area between two wells and is called apparent cross-well transmissibility.
If cross-well transmissibility and well drainage transmissibility are close it means that the part of reservoir which is engaged in dynamic flow around tested wells is more or less homogeneous.
See Also
Petroleum Industry / Upstream / Subsurface E&P Disciplines / Well testing / Pressure Pulse Test
[ Well & Reservoir Surveillance ]
[ Pressure pulse-code decomposition (PCD) @ model ]
[ PCT @ samples ] [ Multi-well pressure-rate correlations @ review ]
References
...
| title | Content |
|---|
...
| width | 70% |
|---|
| Panel | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| ||||||
|
...
| width | 30% |
|---|
Motivation
Главным недостатком мультискважиной рутинного фитинга (МРФ) (одновременной адаптации истории работы нескольких взаимовлияющих скважин с помощью итерационного решения прямой задачи) является то, что пространство переходных характеристик (отклик скважины на запуск с единичным дебитом, в отсутствии влияния окружения) по группе интерферирующих скважин имеет огромное количество степеней свободы и, как следствие, процедура поиска решения будет долгой, нестабильной и неоднозначной.
Эту задачу можно решить с помощью мультискважинной деконволюции (МДКВ), которая раскладывает отклики в каждой скважине на компоненты, вызванные влиянием отдельных скважин. Последующая адаптация каждойкомпоненты деконволюции является быстрой и однозначной процедурой в силу малого количества степеней свободы, большой гладкости и низкой кривизны компонент деконволюции.
Однако, в случае если группа исследуемых скважин подвержена внешнему влиянию, природа которого неизвестна, то переходные характеристики мультискважинной деконволюции будут искажены, что может привести к ошибкам в оценке параметров пластов при последующей адаптации компонент диффузионной моделью.
Примером таких осложняющих внешних воздействий являются:
...
Осложняющим фактором для мультискважинной деконволюции также является недостаточная длительность/качество записанной истории работы скважин, либо стабильное (или синхронное) поведение скважин в наблюдаемый период.
В случаях, когда МРФ и МДКВ заведомо не могут быть применены, имеет смысл произвести на группе скважин специальное гидродинамическое исследование, называемое Импульсно-Кодовое Гидропрослушивание (ИКГ), которое, как правило, приводит к более точным результатам по оценке гидродинамических параметров пластов в окрестности скважин и межскважинных интервалов, даже в условиях сильного внешнего воздействия неизвестной формы и неизвестного происхождения.
Objectives
Definitions
...
- Проектирование процедуры вариации режимов работы скважин (называемых возмущающими или генераторами) на основе первичных данных о месторождении
- Проведение полевых работ по установке глубинных и устьевых датчиков давления и температуры, а на возмущающих скважинах датчиков расхода
- Проведение вариаций режимов работы скважин максимально близко к запланированным
- Подъем автономного измерительного обрудования (в случае если оно применялось)
- Первичная обработка данных (синхронизация и фильтрация данных всех датчиков)
- ИКД (Импульсно-Кодовая Декомпозиция) – процедура разложения комплексного отклика давления на каждой скважине на компоненты, каждая из которых коррелирует только с историей дебитов одной из возмущающих скважин
- Рутинный фитинг (адаптация) каждой компоненты декомпозиции
Предполагается, что история изменений дебитов каждой скважины уникальна по своему виду (отсюда и название "импульсно-кодовое"), что облегчает процесс распознавания отклика от соседей.
В процессе ИКГ адаптируется
| LaTeX Math Inline | ||
|---|---|---|
|
- скин-фактор
каждой изLaTeX Math Inline body S _i
скважин,LaTeX Math Inline body i = 1..N - гидропроводность
в окрестности каждой изLaTeX Math Inline body \sigma_i
скважин,LaTeX Math Inline body i = 1..N - пьезопроводность
в окрестности каждой изLaTeX Math Inline body \chi_i
скважин,LaTeX Math Inline body i = 1..N - гидропроводность
пласта в интервале междуLaTeX Math Inline body \sigma_{ij}
-ой иLaTeX Math Inline body i
-ой скважинами,LaTeX Math Inline body j - пьезопроводность
пласта в интервале междуLaTeX Math Inline body \chi_{ij}
-ой иLaTeX Math Inline body i
-ой скважинами.LaTeX Math Inline body j
...
- полудлина трещин
,LaTeX Math Inline body X_f - абcолютная проницаемость коллектора
,LaTeX Math Inline body k_a - эффективно работающая толщина пласта
,LaTeX Math Inline body h_{eff} - насыщенность пласта и др.
Важно отметить, что текущее пластовое давление на контуре питания каждой скважины
| LaTeX Math Inline | ||
|---|---|---|
|
Это можно отнести как недостаткам методам (оценка пластового давления на контуре питания каждой скважины является важной задачей для контроля за процессом разработки), так и к достоинствам (именно благодаря нечувствительности метода ИКГ к изменениям пластового давления в ходе теста удается определить параметры пластов в окрестности каждой скважины и межскважинных интервалах, несмотря на интерференцию с неизвестными источниками).
...
Отдельно необходимо отметить, что принципиальным недостатком всех методов мультискважинных ГДИ (включая МРФ, МДКВ и ИКГ) является потеря возможности достоверно оценивать параметры межскважинных интервалов, если на концах этих интервалов скважины работают синхронно или просто с похожими историями изменениями дебитов.
В этом случае вся группа "синхронных" скважин представляется одной скважиной с усредненными параметрами пласта.
Mathematics
Математический аппарат ИКД основывается на линейном разложении вариации давления тестовой скважины
| LaTeX Math Inline | ||
|---|---|---|
|
| LaTeX Math Block | ||||
|---|---|---|---|---|
| ||||
p_R (t) =p_{GR}(t) + \delta p(t) |
где
| LaTeX Math Block | ||||
|---|---|---|---|---|
| ||||
p_{GR}(t) = \int_0^t p_{u}(t-\tau) \dot q_G(\tau) d \tau |
это вклад от возмущающей скважины
| LaTeX Math Inline | ||
|---|---|---|
|
| LaTeX Math Inline | ||
|---|---|---|
|
| LaTeX Math Inline | ||
|---|---|---|
|
| LaTeX Unit | ||
|---|---|---|
|
| LaTeX Math Inline | ||
|---|---|---|
|
| LaTeX Math Inline | ||
|---|---|---|
|
| LaTeX Math Inline | ||
|---|---|---|
|
| LaTeX Math Inline | ||
|---|---|---|
|
| LaTeX Math Inline | ||
|---|---|---|
|
Процедура разложения опирается на минимизацию функционала корреляции
| LaTeX Math Block | ||||
|---|---|---|---|---|
| ||||
X[p_{uGR}] = \big< p_R (t) - p_{GR}(t), \, p_G(t) \big> \rightarrow \min |
между вариацией давления на возмущающей скважине
| LaTeX Math Inline | ||
|---|---|---|
|
| LaTeX Math Inline | ||
|---|---|---|
|
Тем самым реализуется требование, чтобы искомый отклик
| LaTeX Math Inline | ||
|---|---|---|
|
| LaTeX Math Inline | ||
|---|---|---|
|
Поиск ведется в функциональном пространстве переходных характеристик
| LaTeX Math Inline | ||
|---|---|---|
|
Функционал корреляции
| LaTeX Math Inline | ||
|---|---|---|
|
Учитывая высокую степень неоднородности поверхности функционала корреляции и высокую размерность пространства поиска, минимизация функционала осуществляется на основе стохастического алгоритма Дифференциальной эволюции (также см. Differential evolution).
Результатом работы алгоритма ИКД является переходная характеристика (ПХ) исследуемого интервала.
Применение алгоритма ИКД к отклику давления тестовой скважины на возмущение самой скважины определяет диагональную переходную характеристику (ДПХ). Она имеет смысл классического анализа в идеальных условиях, когда тестовая скважина включена с единичным дебитом и в окрестности скважины нет никаких возмущений.
Применение алгоритма ИКД к отклику давления тестовой скважины на возмущение удаленной определяет кросс-скважинную переходную характеристику (КПХ). Она имеет смысл гидропрослушивания в идеальных условия, когда есть только одна возмущающая скважина с единичным дебитом и тестовая скважина находится в простое для наблюдения реакции.
В случае, когда тестовая скважина одновременно подвергается возмущению нескольких скважин, процедура разложения сигнала тестовой скважины на мульти-компоненты опирается на минимизацию цепочки функционалов корреляции по всем возмущающим скважинам.
| LaTeX Math Block | ||||
|---|---|---|---|---|
| ||||
p_{R_i} (t) = \sum_j p_{G_jR_i}(t) + \delta p_i(t), \quad i,j = 1.. N |
| LaTeX Math Block | ||||
|---|---|---|---|---|
| ||||
p_{G_jR_i}(t) = \sum_j \int_0^t p_{uij}(t-\tau) \dot q_{G_j}(\tau) d \tau |
| LaTeX Math Block | ||||
|---|---|---|---|---|
| ||||
X[p_{uG_jR_i}] = \big< p_{R_i} (t) - p_{G_jR_i}(t), \, p_{G_j}(t) \big> \rightarrow \min |
Поскольку остаток от вычитания предполагаемых мульти-компонент не должен коррелировать ни с одной из возмущающих скважин, это накладывает ограничение на вид возмущающих кодов – они должны быть максимально ортогональны.
Это означает, что если в синтетическом тесте применить процедуру ИКД для отклика от одной возмущающей скважины и потом от другой возмущающей скважины – полученные компоненты в тестовой скважине должны иметь низкий коэффициент корреляции (который и является численным выражением ортогональности).
На практике это достигается предварительными численными упражнениями при планировании исследования, а также с использованием вспомогательных утилит.
Если это условие нарушается и две или более возмущающих скважин начинают работать синхронно, то распознать отклик от каждой из них становится невозможным.
Полученные на основе ИКД переходные характеристики имеют простой физический смысл – это реакция тестовой скважины на возмущение всего лишь одной возмущающей скважины в отсутствии каких-либо посторонних событий.
На следующем шаге ПХ адаптируется диффузионной моделью и приводит к численным оценкам пласта в межскважинном интервале (для КПХ) или окрестности тестовой скважины (для ДПХ). В отличие от МРФ в этом подходе адаптируется каждая компонента декомпозиции отдельно, как если бы она была получена в процессе отдельного гидродинамического теста. Это процедура имеет намного более высокую стабильность и однозначность, чем мультискважинный рутинный фитинг по интерферирующей группе скважин.
Samples
Пример 1 (без перетока)
На Рис. 2.1.1 представлена карта участка.
...
...
Рис. 1. Карта исследуемого участка
W1
W2
P1
P2
P3
P4
...
Рис. 2. Индикаторные кривые
На Рис. 3. приведена история дебитов и давлений по всем скважинам.
...
W1
W2
P1
P2
P3
P4
...
Рис. 3. Давление, продуктивность и история дебитов по всем скважинам
...
На Рис. 4. представлена карта участка.
...
...
Рис. 4. Карта исследуемого участка
W1
W2
P1
P2
P3
P4
...
Рис. 5. Индикаторные кривые
На Рис. 6. приведена история дебитов и давлений по всем скважинам.
...
W1
W2
P1
P2
P3
P4
...
Рис. 6. Давление, продуктивность и история дебитов по всем скважинам
Strength and Weakness
Методы МГДИ представляют собой анализ межскважинной интерференции, в основе которой лежат физические модели.
Их следует отличать от методов анализа межскважинной статистической коррелляции (МСК), основанных на статистических методах, не опирающихся на физику процессов взаимного влияния скважин.
Методы МСК иногда в литературе также относят к гидропрослушиванию, хотя они таковыми не являются.
Суть МСК очень простая – для каждой пары скважин можно построить данные дебитов/давлений
Во всех изложенных выше методах МГДИ критичным является непохожесть истории дебитов между соседними скважинами, иначе обратная задача не будет иметь однозначного решения.
Максимально непохожие истории дебитов называются ортогональными, так как они обнуляют некую численную функцию (аналог скалярного произведения векторов), измеряющую похожесть истории дебитов друг на друга и лежащую в основе распознавания вклада истории дебита одной скважины в изменении давления другой скважины.
...
Такие тесты можно проводить как однократно для калибровки моделей, так и на перманентной основе, как элемент рутинной процедуры контроля эксплуатации месторождения.
Результаты сравнения методов сведены в Таблицу 1.
Таблица 1. Сравнение методов МГДИ
...
#
...
МРФ
...
МДКВ
...
ИКГ
Функционал
...
1
...
Определение скин-фактора возмущающих скважин S
...
да
...
да
...
нет
...
2
...
Определение гидропроводности σ пласта
...
да
...
да
...
да
...
3
...
Определение пьезопроводности χ пласта
...
да
...
да
...
да
...
4
...
Определение пластового давления Pi
...
да
...
да
...
нет
...
5
...
Определение типа и расстояния до границы
...
нет
...
да
...
нет
Чувствительность
...
6
...
оценки S к точности дебитов
...
высокая
...
средняя
...
–
...
7
...
оценки σ к точности дебитов
...
высокая
...
средняя
...
высокая
...
8
...
оценки χ к точности дебитов
...
высокая
...
низкая
...
низкая
...
9
...
оценки Pi к точности дебитов
...
высокая
...
средняя
...
–
...
10
...
к точности геометрии залежи
...
высокая
...
низкая
...
средняя
...
11
...
к трендам, вызванных неконтролируемыми воздействиями
...
высокая
...
высокая
...
низкая
...
12
...
оценки ПХ к количеству тестируемых скважин
...
высокая
...
средняя
...
низкая
Производительность
...
13
...
Скорость обработки данных
...
низкая
...
низкая
...
высокая
...
зеленый цвет – преимущества
синий цвет – слабые стороны
каштановый цвет – недостатки
На практике практически никогда не удается получить удовлетворительные результаты с помощью МРФ (из-за высокой чувствительности метода к помехам: которые всегда присутствуют в исходных данных) и основными методами интерпретации МГДИ являются МДКВ и ИКГ.
References
...
| group | sofoil |
|---|
...