Классическое гидропрослушивание

Традиционный метод межскважинного гидропрослушивания основан на ступенчатом возмущении дебита одной скважины (путем однократного снижения или увеличения дебита, в частности, пуска или останова) и моделировании отклика давления в соседней скважине. 
По итогам исследования оценивают следующие параметры:

• гидропроводность межскважинного интервала
  
  
• пьезопроводность межскважинного интервала

а в случае, если регистрировалось давление и на возмущающей скважине, то

• скин-фактор возмущающей скважины.
  
  

Основными недостатками метода являются:

1. во всей области исследования на протяжении всего времени исследования должны отсутствовать изменения в режиме работы окружающих скважин, что почти никогда не выполняется на практике
   
   
2. реагирующая скважина должна быть остановлена на длительный срок, что негативно влияет на планы добычи, либо является технологически нецелесообразным
   
   
3. малая величина отклика зачастую не позволяет применять традиционное гидропрослушивание на низкопроницаемых коллекторах и газовых скважинах

Как видно, целый набор осложнений, постоянно возникающих на практике, резко ограничивает область применимости гидропрослушивания.

Из-за вышеуказанных недостатков в большинстве практических случаев данные традиционного гидропрослушивания сводятся к качественной оценке наличия/отсутствия связи между скважинами и интерпретации КВД/КПД на отдельных интервалах времени возмущающей скважины, что далеко не исчерпывает потенциала метода, в частности теоретической способности выйти на аккуратные численные оценки параметров пласта в межскважинном интервале.

Как следствие, во всем мире объемы коротких исследований на переходных режимах (КВД/КПД) несопоставимо больше объемов исследований гидропрослушиванием и не отражает реальную потребность индустрии в гидродинамическом анализе межскважинных интервалов.

Гидропрослушивание методом ФВД

С некоторыми из вышеприведенных недостатков можно побороться с помощью метода фильтрационных волн давления (ФВД), которые являются модификацией классического метода ступенчатого гидропрослушивания. В этом случае, на возмущающей скважине меняют режим работы периодически (как правило, чередуя пуск и останов скважины), задавая порядка 3 – 5 циклов и используют приближенные аналитические оценки скин-фактора, гидропроводности и пьезопроводности. Разработаны аналитические методы, которые интерпретируют циклы с несимметричными плечами (время работы и время остановки скважины не одинаковы).

Однако на практике очень редко когда удается выдержать циклирование с высокой точностью и в итоге аналитические методы не дают аккуратных оценок и требуется переход на численные методы интерпретации ФВД. 

Дальнейшим развитием идей ФВД является Импульсно-Кодовое Гидропрослушивание (ИКГ - Мультискважинное Импульсно-Кодовое Гидропрослушивание), которое представляет собой численное решение задачи выделения и моделирования отклика из зашумленного сигнала  и существенно расширяет область применимости гидропрослушивания на практике.

Гидродинамически средние характеристики межскважинного интервала

При проведении гидропрослушивания между двумя скважинами, в которых характеристики коллектора значительно различаются и заранее неизвестны, встает вопрос о методах интерпретации результатов такого теста.

Одним из самых простых и эффективных методов является оценка межскважинного интервала средне-гидродинамическими параметрами.

По определению  средне-гидродинамическими  называются такие параметры межскважинного интервала однородной диффузионной модели, при которых отклик в принимающей скважине на изменение дебита возмущающей скважины совпадает с результатами полевого теста. И хотя значения этих параметров невозможно транслировать во входные параметры фильтрационной модели реального неоднородного пласта, тем не менее, эти значения могут эффективно помочь в анализе разработки.

Вот три наиболее ярких примера:

1. Текущая фильтрационная модель разработки должна быть откалибрована, чтобы воспроизводить средне-гидродинамическиепараметры межскважинных интервалов.
   
   
2. Анализ средне-гидродинамических параметров межскважинных интервалов в разных направлениях от тестовой скважины помогают понять анизотропию пласта в окрестности тестовой скважины
   
   
3. Периодический мониторинг средне-гидродинамических параметров межскважинных интервалов позволяет выявить и квалифицировать осложнения разработки, возникшие с момента последнего теста.

Скорость распространения возмущения давления

Уравнение диффузии предполагает бесконечную скорость распространения возмущения давления, что означает, что в момент включения скважины возмущение давления мгновенно скажется на всем бесконечном пространстве пласта. Это положение не является строго физичным и существуют практические оценки реальной скорости распространения возмущения давления в пласте. Однако при практической интерпретации данных давления на скважинах скорость распространения возмущения давления настолько велика (порядка 1000 м/с и более), что эффекты, связанные с влиянием ее конечности на оценку динамики давления в пласте и скважине не существенны.


Несмотря на то, что скорость распространения возмущения полагается бесконечной любое локальное возмущение поля приводит к диффузии фронта изобар в пространстве с конечной скоростью, меняющейся во времени:

Соответствующая скорость  $//<![CDATA[ \begin{array}{l}u_{diff} = \sqrt{\frac{\chi}{t}}\end{array} //]]>$ представляет собой скорость диффузии фронта изобар, а не скорость распространения возмущения давления (которая полагается в чисто диффузионных процессах бесконечной).

Это приводит к тому, что в пласте может быть сформирован процесс периодического изменения давления, например, периодическим включением и отключением скважины, который по мере удаления от возмущающей скважины будет все больше и больше отставать от задающего процесса на возмущающей скважины и при этом непрерывно терять свою энергию.

Это можно интерпретировать как процесс распространения периодического возмущения с конечной (причем достаточно низкой) скоростью – порядка 0.01 м/с и менее на расстояниях порядка нескольоких сотен метров. 

Этот процесс в литературе часто называется фильтрационной волной давления (ФВД). При этом следует помнить, что несмотря на название сам процесс волновым не является и было бы правильнее его называть фильтрационным возмущением давления.

Следует отметить, что скорость распространения ФВД намного меньше средней скорости фильтрации флюида в пласте, которая составляет порядка 3 · 10^-6   м/c (порядка 100 метров в год), что делает гидропрослушивание быстрым и эффективным средством для анализа параметров межскважинного интервала, прогнозирования долгосрочной реакции пласта на текущий режим работы скважины и калибровки фильтрационной  модели.

Fracture Length Evaluation with Pressure Interference Test

References

^[1]  Pressure Pulse Calculator  –  Excel калькулятор для интерпретации результатов гидропрослушивания методом ФВД