Проблематика оценки взаимовлияния добывающих и нагнетательных скважин на основе математического моделирования

Abstract

Oil field development would be inefficient without a reliable understanding of the level of wells interference. There is a whole lot of computational methods using a variety of physical and mathematical models to assess the interference of production and injection wells. The years-long application of these methods reveals that the evaluation results are not always the same even at a qualitative level. Therefore, it is both important to comprehend the potential of existing methods and to develop new ones. In this paper, the authors review the existing methods for estimating well interference, including a new method, which breaks down the computation area into Voronoi polygons with account of the material balance between the polygons. The number of polygons corresponds to the number of wells; the polygons’ outer boundaries can be either impermeable or permeable, with optional flow capacity. A total of 11 methods is discussed in the paper, including a widely used statistical data analysis, as well as flow simulation as the most resource-intensive approach. The paper also describes the application of a number of methods to estimate the interference of production and injection wells. A case study of an oil accumulation located in a heterogeneous reservoir used for synthetic model runs is described. The model runs demonstrated that various methods applied to the same oil target can give ambiguous results. Therefore, the authors conclude that there are no universal methods for estimating well interference and that a computationally efficient and physically meaningful approach would be most reliable for practical application.

Эффективная разработка нефтяных месторождений невозможна без надежного понимания уровня взаимовлияния между скважинами. Для оценки взаимовлияния добывающих и нагнетательных скважин существует масса вычислительных методов, использующих самые разные физико-математические модели. Многолетняя практика использования этих методов свидетельствует о том, что получаемая оценка не всегда одинакова даже на качественном уровне. Поэтому актуально с одной стороны объективно понимать возможности существующих методов, и, с другой стороны, разрабатывать новые методы. Целью работы было формирование обзора существующих методов оценки взаимовлияния скважин, включая новый метод, основанный на разбиении расчетной области на полигоны Вороного с учетом материального баланса между полигонами. Количество полигонов соответствует количеству скважин, внешние границы полигонов могут быть как непроницаемыми, так и проницаемыми, с возможностью задания потока. Всего в статье обсуждается 11 методов, в т. ч. широко используемый статистический анализ данных и наиболее ресурсоемкий – гидродинамическое моделирование. В статье также приводятся результаты применения нескольких методов для оценки взаимовлияния добывающих и нагнетательных скважин. Расчеты выполнены на примере синтетической модели нефтяной залежи, расположенной в неоднородном пласте. Получено, что применение различных методов к одному и тому же нефтяному объекту может давать неоднозначную оценку. На основании этого делается вывод, что не существует универсальных методов оценки взаимовлияния скважин, а наиболее надежные для практического применения результаты можно получить, если использовать вычислительно эффективный и при этом физически содержательный подход.