Объектом исследования является газоносная залежь пласта ПК1, находящаяся на начальном этапе разработки. Как известно, сеноманские отложения являются одними из ключевых по запасам сухого газа, добыча которого ведется с 60–70-х гг. ХХ века, что определяет их достаточно высокую изученность. Одним из ключевых их свойств является высокая проницаемость (порядка 1 Д), обеспечивающая высокую продуктивность скважин. Вместе с тем коллекторы пласта представлены слабосцементированными песчаниками, что является критическим условием для существенного ограничения депрессии при эксплуатации скважин. С точки зрения геологии анализируемый в данной статье пласт имеет особенность, связанную с наличием двух циклитов: верхнего ПК1-1 и нижнего ПК1-2, разделенных перемычкой (рис. 1).

Тип залежи — массивная, подстилание водой происходит полностью по циклиту ПК1-2. Эти особенности были учтены при проектировании разработки месторождения, где в качестве базового варианта с целью предупреждения раннего обводнения было принято бурение горизонтальных скважин в верхний циклит ПК1-1.
В то же время, по данным отбора керна, перемычка представлена преимущественно глинистыми алевролитами, значение проницаемости которых составляет 1–10 мД, что на несколько порядков ниже по сравнению с проницаемостями песчанистых коллекторов, в связи с чем при проектировании разработки перемычка была принята как непроницаемая и в геологической модели учитывалась как неколлектор. Однако темпы падения давления, отмечаемые при последующей эксплуатации, указывали на вероятность охвата дренированием нижнего циклита. Этот факт послужил основанием для пересмотра результатов ГДИ с целью выявления характерных закономерностей, указывающих на эту возможность.

Эксплуатационный фонд характеризуется полным охватом исследованиями, непосредственно как после бурения, так и в течение разработки залежи. На нескольких кустах было выполнено бурение вертикальных скважин с целью контроля за продвижением ГВК, где также были выполнены ГДИ.
В целом результаты выполненных исследований можно охарактеризовать как кондиционные — по всем скважинам были получены отклики на радиальный режим течения, что позволило достоверно оценить параметры системы «пласт-скважина». Однако интерпретация таких исследований осложнена двумя ключевыми проблемами, влияющими на точность определений: значительной зашумленностью данных давления и неопределенностью по дренируемой толщине.

Данная проблема является характерной для высокопроницаемых пластов, эксплуатирующихся на невысоких депрессиях, что определяет невысокие темпы прироста давления на конечном периоде записи КВД, составляющие порядка 0,05 бар в сутки. При этом регистрация данных давления, как правило, ведется приборами с пьезорезистивными датчиками с разрешающей способностью, составляющей порядка 0,001 бар, что является недостаточным для записи кривых на поздних этапах замера без значительной зашумленности.
На рисунке 2 представлен типичный пример записи КВД с использованием пьезорезистивных датчиков. В нижнем правом углу основного рисунка представлен общий вид записанной КВД, на основном рисунке представлен конечный участок кривой, где отчетливо выделяются горизонтальные линии, соответствующие приросту давления по минимальному порогу чувствительности 0,001 бар. Однако в то же время отмечается зашумленность данных давления в пределах одного временного периода, составляющая порядка 0,02 бар.

Зашумленность кривых оказывает влияние на качество интерпретации данных КВД.
Диагностический график сеноманской скважины, построенный без алгоритмов сглаживания, пример которого представлен на рисунке 3, характеризуется существенным разбросом точек производной. Анализ такого графика невозможен ввиду отсутствия характерных признаков поведения давления и широким диапазоном определения «полки» kh. Для проведения интерпретации необходимо прибегать к сглаживанию с высоким значением интервала дифференциации.
На рисунке 3б кривая становится возможной для интерпретации при значении интервала сглаживания 0,6. В свою очередь, сглаживание с интервалом более 0,25 является критическим с точки зрения искажения фактического поведения [1]. Кроме того, после сглаживания зашумленные кривые зачастую характеризуются скачками производной вверх или вниз на конечном этапе замера КВД, что обусловлено алгоритмами сглаживания и зачастую принимается пластовыми инженерами как влияние границ пласта [1, 2], что наблюдается на примере рисунка 3б.

Данная проблема может быть решена использованием приборов с кварцевыми датчиками, что подтверждается результатом тестовых замеров на одной из скважин пласта ПК1. Как видно из рисунка 4а, характер производной давления по данным кварцевого датчика легко считывается даже без алгоритма сглаживания кривых, а при его применении (рис. 4б) характеризуется отсутствием видимых изменений в поведении давления. В целом по сопоставлению со сглаженной кривой пьезорезистивного датчика отмечается отсутствие флуктуаций производной и резких скачков на конечной части замера. Закономерным является вывод о том, что только по показаниям кварцевого манометра можно судить о фактическом характере отклика давления. Их применение возможно в качестве разовых исследований на приоритетных скважинах, результаты исследования на которых влияют на оценку запасов и эффективности системы разработки (границы пласта, влияния неоднородности среды и др.).

Как известно, «первичным» параметром, определяемым по данным КВД, является проводимость пласта kh. Точность оценки толщины, в свою очередь, влияет на точность определения проницаемости, на которую, в свою очередь, завязаны расчеты остальных параметров скважины. В то время как в вертикальных скважинах дренируемые толщины определяются, как правило, просто, с учетом данных геофизических исследований и вторичного вскрытия перфорацией. Для оценки отслеживания уровня подъема ГВК вертикальные скважины пласта ПК1 перфорировались не на полную эффективную газонасыщенную толщину, а только либо по первому, либо по второму циклиту.
Для первого случая эффективная толщина определялась по толщине первого циклита, для второго случая — по газонасыщенной толщине второго циклита.
В ГС оценка дренируемых толщин «прямыми» методами невозможна. Для решения данной проблемы возможно использование 3D гидродинамической модели. Толщины определялись путем суммирования всех гидродинамически связанных слоев коллектора по разрезу, вскрытых стволом скважины. Впоследствии, при утверждении обновленной геологической модели, была произведена переоценка дренируемых толщин и переинтерпретация данных исследования.

При наличии проницаемой перемычки предполагалась реакция КВД на наличие в подошве второго циклита ГВК, который бы проявился как граница постоянного давления и вызвал падение производной в нуль [3]. По данным аналитического дизайна КВД, начало влияния ГВК оценивалось с певого часа замера. При этом по всем записанным КВД
подобного поведения не наблюдалось. На рисунке 5а представлен график типовой КВД
для ГС: ранне-радиальный режим скрыт влиянием ствола скважины и скин-фактора до 0,01 ч., затем отмечается работа горизонтального ствола в период до 1 ч. замера с последующим выходом на поздне-радиальный режим. Также стоить отметить, что по ряду скважин фиксировались несущественные снижения производной в конечной части замера, которые были приняты как результат существенного сглаживания зашумленных данных давления.

По итогам более подробного анализа выявилось противоречие между данным предположением и результатам замера КВД вертикальных скважин, диагностические графики которых представлены на рисунке 5б. Скважины ХХ2 и ХХ9, вскрывающие пласт ПК-1 во втором циклите и в непосредственной связи вблизи ГВК, показывают работу в условиях отсутствия влияния активной подошвенной воды, аналогично скважинам, вскрывающим верхний циклит. В первую очередь данное явление возможно объяснить существенной разницей между подвижностью воды и газа, в связи с чем наличие подошвенной воды проявляется аналогично естественной непроницаемой границе. Таким образом, для ГС наличие проницаемой перемычки не должно отобразиться как падение производной до нуля. По ВС на возможный охват дренированием всей эффективной толщины через перемычку указывает наличие сферического течения по скважинам XX5 и XX10, что является следствием небольшого интервала перфорации, вскрывающего существенно большую толщину (признак «частичного вскрытия») [3].
Для проверки данного утверждения было выполнено численное моделирование КВД скважины XX2 в ПО «Kappa Rubis» Модель представлена чередованием слоев коллектора и неколлектора согласно результатам интерпретации геофизических исследований (РИГИС), по которым задавались значения проницаемостей и водонасыщенности для слоев коллектора (рис. 6а).

С целью оценки чувствительности КВД к проницаемости перемычки расчеты производились на три значения проницаемости: 1 мД, 10 мД и 25 мД. Для оценки влияния ГВК было выполнено два варианта расчета: без аквифера и с активным аквифером в подошве нижнего циклита.
Результаты расчета для варианта без влияния аквифера представлены на рисунке 7.
Из рисунка видно, что в условиях чередующихся низко- и высокопроницаемого пропластков без влияния аквифера вид производной КВД имеет вид аналитической модели двойной проницаемости и проявляется как прогиб производной на среднем этапе замера. Вариация проницаемости перемычки при этом показывает, что чем ниже значение, тем позже наступает и дольше длится реакция и тем более глубокий формируется прогиб. В целом можно отметить, что в наблюдаемых диапазонах проницаемости перемычки прогиб является относительно неглубоким и легко может быть зашумлен при записи давления, что и отмечается при фактической регистрации КВД.

В случае активного аквифера (рис. 8) проницаемость перемычки в заданных диапазонах не влияет значительно на характер поведения производной. Для варианта с проницаемостью 1 мД наблюдается переходный процесс в интервале 20–100 ч., что связано с постепенным охватом всей газонасыщенной толщины на фоне более раннего признака влияния аквифера. Очевидно, что по результатам расчетов более близким к фактическому является отклик без влияния аквифера. Это позволяет сделать вывод о том, что в нашем случае наличие подошвенной воды в условиях высокопроницаемого газонасыщенного пласта проявляется как естественная непроницаемая граница.

Вторым этапом являлась оценка влияния многослойного коллектора на данные КВД в ГС. Для расчетов использовалась аналогичная скважине XX2 модель пласта с аналогичными вариантами расчета. Вскрытие горизонтальным стволом производилось только в верхнем циклите (рис. 6б). Результаты расчета представлены на рисунке 9. При отсутствии влияния аквифера на диагностическом графике КВД можно выделить несколько характерных участков: рост производной, связанный с работой ГС, поздне-радиальный режим в верхнем циклите, переходный процесс и формирование второго горизонтального участка, указывающего на полный охват дренированием всего продуктивного интервала. Вариация проницаемостью перемычки влияет на время формирования первого горизонтального участка, его длительность, а также длительность переходного периода. При проницаемости перемычки в 1 мД выход на второй горизонтальный участок происходит спустя 1 000 часов замера.

В случае активного аквифера по результатам расчета наблюдается падение производной до нуля, длящееся от двух до трех логарифмических периодов в зависимости от проницаемости перемычки. При увеличении проницаемости наблюдается более ранняя реакция на влияние аквифера с более высоким темпом падения производной.
В условиях ограниченного времени замера возможна регистрация только начального участка снижения производной, в связи с чем отклик на подключение второго циклита и на влияния аквифера является практически идентичным. Поэтому получение начального участка со снижением производной не позволит сделать вывод о характере влияния ГВК. Однако в нашем случае активное влияние ГВК возможно исключить результатами анализа КВД в вертикальных скважинах, вскрывших пласт в непосредственной близости от контакта. Тщательный анализ исследований показал, что признаки снижения производной характеризуются длительностью, более характерной для пластовых эффектов, чем для чрезмерного сглаживания кривых. Это позволяет сделать выводы о получении отклика на работу второго циклита по результатам исследований.
Подключение в работу второго циклита через проницаемую перемычку создает угрозу для поднятия ГВК по мере падения пластового давления. Полученная по результатам работы информация позволит избежать преждевременного обводнения скважин за счет корректировки режимов работы скважин и более тщательного мониторинга уровня ГВК. Таким образом, эффект от выполненной работы заключается в достижении планового КИГ. На рисунке 10 приведено сопоставление профилей добычи газа, рассчитанных на полномасштабной гидродинамической модели для базового варианта и варианта с ограничением работы скважин с целью предупреждения ранней обводненности. Разница по КИГ между расчетами составляет около 5 %.

Для приоритетных скважин без признаков подключения в работу второго циклита, результаты исследования на которых влияют на оценку запасов и эффективности системы разработки, была разработана программа по проведению длительных замеров КВД с использованием кварцевых манометров. Такие исследования позволят устранить искажающее влияние зашумления данных и произвести оценку проницаемости перемычки, что позволит внести корректировки в гидродинамической модели для повышения качества ее прогнозов.