Skip to content
Brent$117,6Газ TTF$1 192USD453,87 ₸
MunaiHub
ГДИСОграниченная область дренирования Продвинутый 19 мин чтения

Эквивалентное и синтетическое время работы

Эквивалентное время работы (equivalent producing time) — условная длительность работы с последним дебитом qnq_n, которую подставляют в функцию Хорнера вместо настоящей истории дебита; классический выбор — tp=Np/qnt_p = N_p/q_n, накопленная добыча, делённая на последний дебит. Синтетическое время работы tst_s (synthetic flowing time) подставляют после долгой работы скважины в ограниченной области или среди работающих соседей: за такой срок скважина, пущенная из пласта с давлением, равным давлению на границе её области дренирования, создала бы почти то же распределение давления, что было в момент остановки. С синтетическим временем продолжение прямой Хорнера p∗p^* приобретает смысл — это давление на границе области дренирования в момент остановки.

Зачем это нужно

Перед кривой восстановления давления (КВД) скважина почти никогда не работает с одним дебитом с самого пуска: новую скважину отрабатывают на нескольких штуцерах, действующую останавливают на ремонты и замеры, дебит меняют по требованиям разработки. Точный учёт — суперпозиция всех режимов — требует знать все дебиты и моменты их смены. Эквивалентное время сводит историю к одному числу и обычно работает, но может исказить наклон, p∗p^* и производную так, что на диагностическом графике появится несуществующий разлом. После месяцев работы в ограниченной области фактическое время работы лишает p∗p^* всякого смысла; синтетическое время возвращает его — получается давление на границе области дренирования, которое можно сравнить с замерами в соседних скважинах.

Кратко о главном

  • КВД помнит всю историю дебита. При радиальном притоке pwsp_{ws} линейно зависит от функции суперпозиции XBU=∑wjlg⁡[(θj+Δt)/Δt]X_{BU} = \sum w_j\lg[(\theta_j + \Delta t)/\Delta t] с весами wj=(qj−qj−1)/qnw_j = (q_j - q_{j-1})/q_n; наклон прямой даёт khkh по последнему дебиту, продолжение до XBU=0X_{BU} = 0 — p∗p^*.
  • Каждая смена дебита влияет на наклон через множитель θj/(θj+Δt)\theta_j/(\theta_j + \Delta t): КВД сначала отвечает последнему дебиту, а затем всё более старой истории. Недавние смены «забываются» первыми.
  • Эквивалентное время Хорнера tp=Np/qnt_p = N_p/q_n сохраняет отобранный объём и точно для очень поздних замеров; в начале КВД историю точнее заменило бы логарифмически взвешенное время.
  • Ошибку одного времени работы показывает отношение наклонов R(Δt)R(\Delta t); при Δt\Delta t много меньше длительности последнего режима θn\theta_n она около (Δt/θn)(qn−1/qn−1)(\Delta t/\theta_n)(q_{n-1}/q_n - 1). Снижение дебита незадолго до остановки поднимает производную, как разлом.
  • После долгой работы в замкнутой области фактическое время даёт p∗p^*, которого нет нигде в пласте. Синтетическое время tsDA=e(pe−pˉ)/me/CAt_{sDA} = e^{(p_e - \bar p)/m_e}/C_A — порядка половины времени выхода на псевдоустановившийся режим — превращает p∗p^* в давление на границе области pep_e.
  • Среди работающих соседей длинная КВД выполаживается и начинает падать: границы областей дренирования смещаются. По ранней прямой находят khkh, скин, p∗p^* и среднее давление; поздний тренд разбирают отдельно.
Ключевые соотношения
XBU=∑j=1nqj−qj−1qn lg⁡θj+ΔtΔtX_{BU} = \sum_{j=1}^{n}\dfrac{q_j - q_{j-1}}{q_n}\,\lg\dfrac{\theta_j + \Delta t}{\Delta t}

функция суперпозиции для КВД; θj\theta_j — время от начала jj-го режима до остановки

pws=p∗−m XBU,m=2,149 qnBμkhp_{ws} = p^* - m\,X_{BU},\qquad m = 2{,}149\,\dfrac{q_nB\mu}{kh}

метрические промысловые единицы (oilfield — 162,6)

tp=Npqnt_p = \dfrac{N_p}{q_n}

эквивалентное время работы по Хорнеру

R(Δt)=tp+Δttp∑jqj−qj−1qn θjθj+ΔtR(\Delta t) = \dfrac{t_p + \Delta t}{t_p}\sum_{j}\dfrac{q_j - q_{j-1}}{q_n}\,\dfrac{\theta_j}{\theta_j + \Delta t}

во сколько раз наклон с одним временем tpt_p отличается от правильного

tsDA=1CAexp⁡pe−pˉmet_{sDA} = \dfrac{1}{C_A}\exp\dfrac{p_e - \bar p}{m_e}

синтетическое время, при котором p∗=pep^* = p_e

Где чаще всего ошибаются
  • Подставлять в функцию Хорнера длительность последнего режима, когда до него скважина долго работала с другим дебитом.
  • Не сравнивать длительность последнего режима с длительностью КВД.
  • Принимать подъём производной после снижения дебита перед остановкой за разлом.
  • Считать p∗p^*, полученное с фактическим временем работы в разрабатываемой залежи, пластовым давлением.
  • Обрабатывать позднюю часть длинной КВД среди работающих соседей как КВД в замкнутой области.

После урока вы сможете

  • записать КВД после нескольких режимов через функцию суперпозиции в форме Хорнера и найти по ней проводимость, p∗p^* и скин;
  • объяснить, почему эквивалентное время Np/qnN_p/q_n обычно работает и когда ошибается, и оценить ошибку наклона по истории дебита;
  • сравнить на примере анализ с функцией суперпозиции, с Np/qnN_p/q_n, с длительностью последнего режима и с полным временем работы;
  • распознать ложный «разлом» на производной после снижения дебита перед остановкой;
  • рассчитать синтетическое время работы скважины в замкнутой области и объяснить, что означает p∗p^* при таком выборе;
  • описать, как ведёт себя длинная КВД скважины среди работающих соседей и что из неё можно получить.

КВД после нескольких режимов: функция суперпозиции

Если перед остановкой дебит менялся, каждая смена — отдельная ступень суперпозиции (остановка после нескольких режимов): возмущения от всех смен дебита расходятся по пласту одновременно, и рост давления после остановки складывается из их продолжающегося действия. При радиальном притоке в бесконечном пласте логарифмы времён удобно собрать в одну функцию — многорежимный вариант функции Хорнера:

КВД после нескольких режимов в форме Хорнера
pws(Δt)=p∗−m XBU(Δt),XBU=∑j=1nqj−qj−1qn lg⁡θj+ΔtΔtp_{ws}(\Delta t) = p^* - m\,X_{BU}(\Delta t),\qquad X_{BU} = \sum_{j=1}^{n}\frac{q_j - q_{j-1}}{q_n}\,\lg\frac{\theta_j + \Delta t}{\Delta t}
где:
  • pws(Δt)p_{ws}(\Delta t)забойное давление через время Δt\Delta t после остановки, МПа
  • p∗p^*продолжение прямой до XBU=0X_{BU} = 0 — бесконечно долгой остановки; в новом пласте равно начальному давлению, МПа
  • mmнаклон прямой на единицу XBUX_{BU}: 2,149 qnBμ/(kh)2{,}149\,q_nB\mu/(kh), МПа
  • XBUX_{BU}функция суперпозиции для КВД: сумма десятичных логарифмов отношений Хорнера для каждой смены дебита с весами wj=(qj−qj−1)/qnw_j = (q_j - q_{j-1})/q_n, —
  • qjq_jдебит jj-го режима в стандартных условиях; q0=0q_0 = 0, qnq_n — последний дебит перед остановкой, м³/сут
  • θj\theta_jвремя от начала jj-го режима до остановки: tn−tj−1t_n - t_{j-1}, где tnt_n — момент остановки, отсчитанный от первого пуска, ч

Единицы: метрические промысловые: давление и mm — МПа, qq — м³/сут, μ\mu — мПа·с, kk — мД, hh — м; время — в любых одинаковых единицах

Справедливо, если
  • радиальный приток в бесконечном пласте на протяжении всей истории и КВД: до границ возмущение не дошло;
  • линейная задача: однофазный слабосжимаемый флюид, постоянный скин;
  • влияние ствола закончилось.

Каждое слагаемое — отношение Хорнера для своей смены дебита со своим весом; веса в сумме дают 1. При одном режиме формула превращается в уравнение Хорнера (уравнение Хорнера). Точки КВД против XBUX_{BU} ложатся на прямую с наклоном, отвечающим последнему дебиту: kh=2,149 qnBμ/mkh = 2{,}149\,q_nB\mu/m. Это та же функция суперпозиции, что в уроке Принцип суперпозиции, где остановка входит в историю последней ступенью с дебитом −qn-q_n.

В других системах единиц (1)
Промысловые единицы (oilfield)
pws=p∗−m XBU,m=162,6 qnBμkhp_{ws} = p^* - m\,X_{BU},\qquad m = 162{,}6\,\frac{q_nB\mu}{kh}

qnq_n — STB/d, BB — rb/STB, μ\mu — сП, kk — мД, hh — ft; давление и mm — psi.

162,6162{,}6 — та же постоянная, что в уравнении Хорнера (Анализ кривой восстановления давления); XBUX_{BU} безразмерна.

При меняющемся дебите производную КВД берут не по логарифму времени, а по функции суперпозиции — это производная по функции суперпозиции. Её связь с обычной логарифмической производной показывает, как пласт «помнит» историю:

Производная по функции суперпозиции
ΔpX′=− d Δp d (XBUln⁡10)=Δp′∑j=1nqj−qj−1qn θjθj+Δt\Delta p'_X = -\frac{\dd\,\Delta p}{\dd\,(X_{BU}\ln 10)} = \frac{\Delta p'}{\displaystyle\sum_{j=1}^{n}\frac{q_j - q_{j-1}}{q_n}\,\frac{\theta_j}{\theta_j + \Delta t}}
где:
  • ΔpX′\Delta p'_Xпроизводная роста давления по функции суперпозиции, приведённой к натуральному логарифму, МПа
  • Δp′\Delta p'обычная логарифмическая производная КВД по ln⁡Δt\ln\Delta t, МПа
  • Δp\Delta pрост давления после остановки: pws(Δt)−pwf(Δt=0)p_{ws}(\Delta t) - p_{wf}(\Delta t = 0), МПа

Единицы: любая согласованная система; производные — в единицах давления

Справедливо, если
  • условия предыдущего уравнения; знак минус — потому что XBUX_{BU} убывает с ростом Δt\Delta t.

При радиальном притоке ΔpX′=me=qnBμ/(4πkh)\Delta p'_X = m_e = q_nB\mu/(4\pi kh) при любой истории дебита — полка. Знаменатель — «память» о смене дебита: каждое слагаемое близко к своему весу, пока Δt≪θj\Delta t \ll \theta_j, и стремится к нулю, когда Δt≫θj\Delta t \gg \theta_j. Поэтому обычная производная КВД сначала отвечает последнему дебиту, а потом всё более старой истории: недавние смены дебита забываются первыми. Для одного режима знаменатель равен tp/(tp+Δt)t_p/(t_p + \Delta t), и ΔpX′\Delta p'_X — производная по эквивалентному времени (Влияние времени работы на анализ КВД).

История дебита скважины и её замена по Хорнеру одним режимом с тем же отобранным объёмом0200400600020406080100Время с начала работы, чДебит, м³/сут305580tp = Np / qn = 402 чКВД

График дебита от 0 до 100 кубометров в сутки в зависимости от времени от 0 до 740 часов. Сплошная ступенчатая линия: 30 до 240 часов, 55 до 624 часов, 80 до 672 часов, затем ноль — КВД. Оранжевая штриховая линия: ноль до 270 часов, затем 80 до 672 часов; подпись: эквивалентное время работы 402 часа.

РасчётИстория дебита скважины из примеров урока (сплошная): пробная эксплуатация на трёх штуцерах — 30, 55 и 80 м³/сут, всего 28 сут, — затем остановка на КВД. Штрих — замена по Хорнеру: работа с последним дебитом 80 м³/сут в течение tp=Np/qnt_p = N_p/q_n = 402 ч. Площади под обеими линиями — отобранный объём, 1340 м³, — равны.

Эквивалентное время Хорнера

Хорнер предложил заменять историю одним режимом с последним дебитом qnq_n, который длится столько, чтобы отобрать тот же объём. Это эквивалентное время работы:

Эквивалентное время работы по Хорнеру
tp=Npqnt_p = \frac{N_p}{q_n}
где:
  • tpt_pэквивалентное время работы, которое подставляют в функцию Хорнера, сут
  • NpN_pнакопленная добыча к моменту остановки в стандартных условиях, м³
  • qnq_nпоследний устойчивый дебит перед остановкой, м³/сут

Единицы: NpN_p — м³, qnq_n — м³/сут, tpt_p — сутки; для отношения Хорнера в часах умножают на 24

Справедливо, если
  • последний дебит держался достаточно долго по сравнению с длительностью КВД (оценка ниже);
  • история прошла в бесконечно действующем пласте; после долгой работы в ограниченной области — синтетическое время (разделы ниже).

Замена сохраняет отобранный объём, а он определяет, насколько в целом снизилось давление в пласте. Поэтому для очень поздних замеров она точна: когда время после остановки много больше всей истории, каждое отношение Хорнера lg⁡[(θj+Δt)/Δt]≈θj/(Δtln⁡10)\lg[(\theta_j + \Delta t)/\Delta t] \approx \theta_j/(\Delta t\ln 10), и сумма зависит только от ∑wjθj=Np/qn\sum w_j\theta_j = N_p/q_n. В начале КВД важна не сумма времён, а сумма их логарифмов: там историю точнее заменило бы время TT с lg⁡T=∑wjlg⁡θj\lg T = \sum w_j\lg\theta_j — для истории примера 257 ч вместо 402 ч.

Ни одно время работы не заменяет историю на всём протяжении КВД. Насколько ошибается то или иное tpt_p — Np/qnN_p/q_n, длительность последнего режима или полное время с первого пуска, — показывает отношение наклонов: местный наклон графика Хорнера с этим tpt_p (он же производная по ln⁡Δte\ln\Delta t_e), делённый на правильный:

Ошибка наклона при одном времени работы
R(Δt)=tp+Δttp ∑j=1nqj−qj−1qn θjθj+ΔtR(\Delta t) = \frac{t_p + \Delta t}{t_p}\,\sum_{j=1}^{n}\frac{q_j - q_{j-1}}{q_n}\,\frac{\theta_j}{\theta_j + \Delta t}
где:
  • R(Δt)R(\Delta t)отношение местного наклона графика Хорнера с временем tpt_p к правильному наклону mm, —
  • tpt_pвремя работы, подставленное в функцию Хорнера, ч
  • θj, qj\theta_j,\ q_jвозраст jj-й смены дебита к моменту остановки и дебиты режимов, ч, м³/сут

Единицы: безразмерная; времена — в одинаковых единицах

Справедливо, если
  • радиальный приток в бесконечном пласте; влияние ствола закончилось.

С tp=Np/qnt_p = N_p/q_n отношение равно 1 и при Δt→0\Delta t \to 0, и при Δt\Delta t много больше всей истории, но не между ними. Пока Δt\Delta t много меньше длительности последнего режима θn\theta_n, а та много меньше предыдущих, ошибка около (Δt/θn)(qn−1/qn−1)(\Delta t/\theta_n)(q_{n-1}/q_n - 1): если последний дебит выше предыдущего, наклон занижен (проницаемость завышена) и производная опускается; если ниже — наклон завышен и производная поднимается. С длительностью последнего режима вместо Np/qnN_p/q_n ошибка около (qn−1/qn) Δt/θn(q_{n-1}/q_n)\,\Delta t/\theta_n — производная поднимается при любом направлении смены дебита.

Сравнение на примере: функция суперпозиции и одно время работы

КВД после пробной эксплуатации на трёх режимах (условные данные)
Δt\Delta t, ч
0,05
pwsp_{ws}, МПа
23,0377
XBUX_{BU}
3,7104
Δt\Delta t, ч
0,1
pwsp_{ws}, МПа
23,4632
XBUX_{BU}
3,4096
Δt\Delta t, ч
0,2
pwsp_{ws}, МПа
23,7848
XBUX_{BU}
3,1089
Δt\Delta t, ч
0,5
pwsp_{ws}, МПа
24,1588
XBUX_{BU}
2,7120
Δt\Delta t, ч
1
pwsp_{ws}, МПа
24,4261
XBUX_{BU}
2,4126
Δt\Delta t, ч
2
pwsp_{ws}, МПа
24,6864
XBUX_{BU}
2,1149
Δt\Delta t, ч
4
pwsp_{ws}, МПа
24,9412
XBUX_{BU}
1,8203
Δt\Delta t, ч
8
pwsp_{ws}, МПа
25,1895
XBUX_{BU}
1,5315
Δt\Delta t, ч
16
pwsp_{ws}, МПа
25,4284
XBUX_{BU}
1,2529
Δt\Delta t, ч
24
pwsp_{ws}, МПа
25,5619
XBUX_{BU}
1,0971
Δt\Delta t, ч
48
pwsp_{ws}, МПа
25,7754
XBUX_{BU}
0,8476
Δt\Delta t, ч
72
pwsp_{ws}, МПа
25,8898
XBUX_{BU}
0,7138

История: 30 м³/сут 10 сут, 55 м³/сут 16 сут, 80 м³/сут 2 сут; tnt_n = 672 ч, qnq_n = 80 м³/сут; забойное давление в момент остановки 19,2270 МПа. Данные рассчитаны по модели однородного бесконечного пласта со скином и влиянием ствола (закрытие на устье) и округлены до 0,0001 МПа.

Расчётный примерПробная эксплуатация: четыре способа учесть историю
Исходные данные (условные)
Скважина и пласт
BB = 1,16; μ\mu = 1,8 мПа·с; hh = 12 м; пласт можно считать бесконечным — до границ возмущение за время работы не дошло (допущение примера)
История
30 м³/сут от 0 до 240 ч, 55 м³/сут до 624 ч, 80 м³/сут до остановки в 672 ч
Замеры для прямой
4 ч — 24,9412 МПа, 16 ч — 25,4284 МПа (таблица выше)
Решение
  1. Веса и возраст смен дебита: w1=30/80=0,375w_1 = 30/80 = 0{,}375, w2=(55−30)/80=0,3125w_2 = (55 - 30)/80 = 0{,}3125, w3=(80−55)/80=0,3125w_3 = (80 - 55)/80 = 0{,}3125; θ1=672\theta_1 = 672, θ2=432\theta_2 = 432, θ3=48\theta_3 = 48 ч. Накопленная добыча Np=30⋅10+55⋅16+80⋅2=1340N_p = 30\cdot10 + 55\cdot16 + 80\cdot2 = 1340 м³, tp=Np/qn=1340/80=16,75t_p = N_p/q_n = 1340/80 = 16{,}75 сут, или 402 ч.
  2. Функция суперпозиции: XBU(4)=0,375lg⁡6764+0,3125lg⁡4364+0,3125lg⁡524=1,8203X_{BU}(4) = 0{,}375\lg\dfrac{676}{4} + 0{,}3125\lg\dfrac{436}{4} + 0{,}3125\lg\dfrac{52}{4} = 1{,}8203; XBU(16)=0,375lg⁡43+0,3125lg⁡28+0,3125lg⁡4=1,2529X_{BU}(16) = 0{,}375\lg 43 + 0{,}3125\lg 28 + 0{,}3125\lg 4 = 1{,}2529.
  3. Прямая против XBUX_{BU}: m=(25,4284−24,9412)/(1,8203−1,2529)=0,4872/0,5674=0,8587m = (25{,}4284 - 24{,}9412)/(1{,}8203 - 1{,}2529) = 0{,}4872/0{,}5674 = 0{,}8587 МПа; qnBμ=80⋅1,16⋅1,8=167,04q_nB\mu = 80\cdot1{,}16\cdot1{,}8 = 167{,}04; k=2,149⋅167,04/(0,8587⋅12)=34,8k = 2{,}149\cdot167{,}04/(0{,}8587\cdot12) = 34{,}8 мД; p∗=25,4284+0,8587⋅1,2529=26,504p^* = 25{,}4284 + 0{,}8587\cdot1{,}2529 = 26{,}504 МПа.
  4. Хорнер с tpt_p = 402 ч: абсциссы lg⁡(406/4)=2,00647\lg(406/4) = 2{,}00647 и lg⁡(418/16)=1,41706\lg(418/16) = 1{,}41706; m=0,4872/(2,00647−1,41706)=0,8266m = 0{,}4872/(2{,}00647 - 1{,}41706) = 0{,}8266 МПа; k=36,2k = 36{,}2 мД; p∗=25,4284+0,8266⋅1,41706=26,600p^* = 25{,}4284 + 0{,}8266\cdot1{,}41706 = 26{,}600 МПа.
  5. Так же с длительностью последнего режима (48 ч): lg⁡13=1,11394\lg 13 = 1{,}11394, lg⁡4=0,60206\lg 4 = 0{,}60206, m=0,9518m = 0{,}9518 МПа, k=31,4k = 31{,}4 мД, p∗=26,001p^* = 26{,}001 МПа; и с полным временем (672 ч): lg⁡169=2,22789\lg 169 = 2{,}22789, lg⁡43=1,63347\lg 43 = 1{,}63347, m=0,8196m = 0{,}8196 МПа, k=36,5k = 36{,}5 мД, p∗=26,767p^* = 26{,}767 МПа.
Ответ: Функция суперпозиции даёт k≈34,8k \approx 34{,}8 мД и p∗=26,504p^* = 26{,}504 МПа — начальное давление; эквивалентное время Хорнера — 36,2 мД и 26,600 МПа; последний режим — 31,4 мД и 26,001 МПа; полное время — 36,5 мД и 26,767 МПа.

Что это значит. Данные рассчитаны по модели с проницаемостью 35 мД и начальным давлением 26,5 МПа. Функция суперпозиции вернула их почти точно (остаток — хвост влияния ствола в замере 4 ч). Эквивалентное время Хорнера ошиблось на 4 % по проницаемости и на 0,10 МПа по p∗p^*: для этой истории — терпимо, хотя p∗p^* выше начального давления, чего в новом пласте быть не может. Длительность последнего режима — худший выбор: двое суток с 80 м³/сут не отменяют 26 суток работы с меньшими дебитами, и наклон получился круче на 11 %. Данные примера условные.

Результаты примера по замерам 4 и 16 ч
Функция времени
функция суперпозиции
kk, мД
34,8
p∗p^*, МПа
26,504
Функция времени
Np/qnN_p/q_n = 402 ч
kk, мД
36,2
p∗p^*, МПа
26,600
Функция времени
последний режим, 48 ч
kk, мД
31,4
p∗p^*, МПа
26,001
Функция времени
всё время, 672 ч
kk, мД
36,5
p∗p^*, МПа
26,767

Модель: kk = 35 мД, начальное давление 26,5 МПа. Наклон и p∗p^* от выбора времени зависят, давления КВД — нет.

Производная КВД после трёх режимов, взятая по разным функциям времени, в долях полки радиального притока1251020500,60,81,01,21,41,61,82,0Время после остановки Δt, чПроизводная / meпоследний режим, 48 чфункция суперпозицииNp / qn = 402 чвсё время, 672 ч

График: время после остановки от 1 до 72 часов на логарифмической шкале, производная в долях полки от 0,6 до 2. Чёрная кривая функции суперпозиции идёт почти ровно на уровне 1. Оранжевая кривая для эквивалентного времени 402 часа и бирюзовая для полного времени 672 часа медленно опускаются до 0,86 и 0,81 к 72 часам. Серая кривая для последнего режима 48 часов после 5 часов поднимается и к 72 часам достигает 1,83.

РасчётПроизводная КВД примера, взятая по разным функциям времени, в долях полки радиального притока mem_e (расчёт по модели урока). По функции суперпозиции она стоит на полке (небольшой подъём в первый час — хвост влияния ствола). По функции Хорнера с Np/qnN_p/q_n и с полным временем она к концу записи опускается на 14–19 % — как при улучшении пласта вдали от скважины или подпитке. С длительностью последнего режима — растёт, как у разлома.

Ложный разлом: дебит снизили перед остановкой

Самая опасная история — когда после долгой работы с большим дебитом дебит снижают незадолго до остановки: переводят на меньший штуцер, ограничивают из-за песка или газового фактора. Вес старого большого дебита w1=q1/qnw_1 = q_1/q_n тогда больше единицы, вес последней смены отрицателен, и после нескольких часов остановки наклон КВД начинает отвечать старому дебиту. Производная, взятая с одним временем работы, поднимается — при снижении дебита вдвое почти до удвоенного уровня, как у непроницаемого разлома (Непроницаемый разлом у скважины: метод изображений).

Расчётный примерСутки на меньшем штуцере
Исходные данные (условные)
Скважина и пласт
те же, что в предыдущем примере
История
60 сут с дебитом 70 м³/сут, затем сутки — 35 м³/сут; остановка в tnt_n = 1464 ч
Замеры
через 4 ч после остановки — 24,8965 МПа, через 16 ч — 25,1780 МПа
Решение
  1. Веса: w1=70/35=2w_1 = 70/35 = 2 (θ1\theta_1 = 1464 ч), w2=(35−70)/35=−1w_2 = (35 - 70)/35 = -1 (θ2\theta_2 = 24 ч). Np=70⋅60+35⋅1=4235N_p = 70\cdot60 + 35\cdot1 = 4235 м³, tp=Np/qn=4235/35=121t_p = N_p/q_n = 4235/35 = 121 сут =2904= 2904 ч.
  2. Отношение наклонов с этим tpt_p через 8 ч: R=(2⋅14641472−2432)29122904=(1,98913−0,75000)⋅1,00275=1,243R = \left(\dfrac{2\cdot1464}{1472} - \dfrac{24}{32}\right)\dfrac{2912}{2904} = (1{,}98913 - 0{,}75000)\cdot1{,}00275 = 1{,}243; через 24 ч: (1,96774−0,50000)⋅1,00826=1,480(1{,}96774 - 0{,}50000)\cdot1{,}00826 = 1{,}480.
  3. Оценка первого порядка при Δt\Delta t = 2 ч: (2/24)⋅(70/35−1)=0,083(2/24)\cdot(70/35 - 1) = 0{,}083 против точного R−1=0,075R - 1 = 0{,}075.
  4. Прямая Хорнера с tpt_p = 2904 ч через замеры 4 и 16 ч: lg⁡(2908/4)=2,86153\lg(2908/4) = 2{,}86153, lg⁡(2920/16)=2,26126\lg(2920/16) = 2{,}26126; m=0,2815/(2,86153−2,26126)=0,4690m = 0{,}2815/(2{,}86153 - 2{,}26126) = 0{,}4690 МПа; qnBμ=35⋅1,16⋅1,8=73,08q_nB\mu = 35\cdot1{,}16\cdot1{,}8 = 73{,}08; k=2,149⋅73,08/(0,4690⋅12)=27,9k = 2{,}149\cdot73{,}08/(0{,}4690\cdot12) = 27{,}9 мД.
  5. Функция суперпозиции: XBU(4)=2lg⁡(1468/4)−lg⁡(28/4)=4,2842X_{BU}(4) = 2\lg(1468/4) - \lg(28/4) = 4{,}2842, XBU(16)=2lg⁡(1480/16)−lg⁡(40/16)=3,5343X_{BU}(16) = 2\lg(1480/16) - \lg(40/16) = 3{,}5343; m=0,2815/(4,2842−3,5343)=0,3754m = 0{,}2815/(4{,}2842 - 3{,}5343) = 0{,}3754 МПа; k=34,9k = 34{,}9 мД.
Ответ: С эквивалентным временем Хорнера наклон завышен, проницаемость 27,9 мД вместо 34,9 мД по функции суперпозиции; производная к 24 ч в 1,48 раза выше полки и продолжает расти.

Что это значит. Подъём производной в полтора раза за одну-две декады времени легко принять за непроницаемый разлом недалеко от скважины. Причина — история: два месяца работы с 70 м³/сут оставили глубокую воронку депрессии, и через десяток часов после остановки её заполнение весит больше, чем сутки с 35 м³/сут. Эквивалентное время сохраняет объём, но не может сохранить порядок событий. По оценке первого порядка, чтобы ошибка наклона до 16 ч не превышала 5 %, последний дебит должен был держаться не меньше 16⋅1/0,05=32016\cdot1/0{,}05 = 320 ч — около 13 сут. Данные примера условные.

Производная КВД после снижения дебита за сутки до остановки: по функции Хорнера с эквивалентным временем и по функции суперпозиции1251020400,81,01,21,41,61,82,02,2Время после остановки Δt, чПроизводная / meуровень, который дал бы разломХорнер, Np / qn = 2904 чфункция суперпозиции

График: время после остановки от 1 до 48 часов на логарифмической шкале, производная в долях полки от 0,8 до 2,2. Чёрная кривая функции суперпозиции идёт на уровне 1,0 (чуть выше в первый час). Оранжевая кривая по функции Хорнера начинается около 1,07 и плавно поднимается до 1,63 к 48 часам. Штриховая горизонталь на уровне 2 подписана: уровень, который дал бы разлом.

РасчётПроизводная КВД после суток на уменьшенном вдвое дебите в долях полки mem_e (расчёт по модели урока): по функции Хорнера с Np/qnN_p/q_n (оранжевая) и по функции суперпозиции (чёрная). Первая к концу двухсуточной записи поднимается в 1,6 раза и продолжает расти; штрих — уровень, на который выходит производная у непроницаемого разлома.
  • Записывайте историю дебита, а не только накопленную добычу: дебиты и моменты смены режимов за время, сравнимое с несколькими длительностями КВД, — обязательная часть данных исследования.
  • Проверяйте длительность последнего режима. Если по оценке первого порядка для ошибки не больше 5 % последний режим должен был длиться дольше, чем он длился, анализируют по функции суперпозиции.
  • Не доверяйте поздней части производной по одному времени работы, если незадолго до остановки дебит менялся: подъём и спад могут быть следами истории, а не границ.
  • Неточная история даёт неточный ответ. Дебиты, распределённые по скважинам расчётом, а не замеренные, переносят свою ошибку в проводимость и в форму производной.

Синтетическое время в замкнутой области

Иная задача — скважина, которая месяцами работала в ограниченной области и давно вышла на псевдоустановившийся режим. Если подставить в функцию Хорнера фактическое время работы (или Np/qnN_p/q_n — при постоянном дебите это одно и то же), прямая получается короткой, а p∗p^* уходит выше любого давления в пласте; среднее давление тогда находят поправкой MBH (какое время работы подставлять). Но можно поступить иначе и придать p∗p^* смысл.

В псевдоустановившемся режиме форма воронки депрессии не меняется: давление во всей области снижается с одной скоростью, и распределение давления в момент остановки — это среднее давление плюс неизменный профиль. Восстановление давления зависит только от этого распределения, а не от того, сколько месяцев оно складывалось. Почти такое же распределение создала бы скважина, пущенная с тем же дебитом из пласта с давлением, равным нынешнему давлению на границе области pep_e, и проработавшая недолго — пока возмущение не охватило область. Длительность этого воображаемого режима и есть синтетическое время работы tst_s. У воображаемого пласта прямая Хорнера с временем работы tst_s продолжается к его начальному давлению pep_e; раз распределения давления почти одинаковы, то же верно и для настоящей КВД: с tst_s в функции Хорнера p∗p^* равно давлению на границе области в момент остановки. Точное условие даёт формула ниже.

Давление вдоль диагонали области дренирования средней скважины в момент остановки и после синтетического режима0,111010019,019,520,020,521,021,522,0Расстояние от скважины по диагонали, мДавление, МПадавление в углу области 21,97 МПасреднее 21,85 МПав момент остановки (сплошная)синтетический режим 289 ч (штрих)

График давления от 19 до 22,3 МПа в зависимости от расстояния от скважины по диагонали от 0,1 до 600 метров на логарифмической шкале. Сплошная и штриховая кривые почти совпадают: поднимаются от 19,27 МПа у скважины до 21,6 МПа на 100 метрах и выполаживаются к углу области около 21,97 и 21,93 МПа. Горизонтали: штриховая — давление в углу 21,97 МПа, сплошная серая — среднее давление 21,85 МПа.

РасчётДавление вдоль диагонали области дренирования скважины из примера ниже (квадрат 800 × 800 м, скважина в центре) в момент остановки после года работы (сплошная) и после синтетического режима: пуск из пласта с давлением, равным давлению в углу области, и 289 ч работы с тем же дебитом (штрих). Вблизи скважины кривые совпадают до 0,003 МПа, у угла расходятся на 0,04 МПа: этой части синтетического режима не хватило времени. Расчёт по модели урока.

Какое время дать синтетическому режиму, следует из формулы среднего давления после работы в псевдоустановившемся режиме (среднее давление по продолжению прямой): p∗−pˉ=meln⁡(CAtpDA)p^* - \bar p = m_e\ln(C_At_{pDA}) для любого подставленного времени. Потребуем p∗=pep^* = p_e:

Синтетическое время работы
tsDA=k tsϕμctA=1CA exp⁡pe−pˉmet_{sDA} = \frac{k\,t_s}{\phi\mu c_tA} = \frac{1}{C_A}\,\exp\frac{p_e - \bar p}{m_e}
где:
  • tst_sсинтетическое время работы — время, подставляемое в функцию Хорнера, с
  • tsDAt_{sDA}оно же, отнесённое к площади области, —
  • CAC_Aкоэффициент формы области с данным положением скважины, —
  • pe−pˉp_e - \bar pпревышение давления в выбранной точке границы над средним в псевдоустановившемся режиме, Па
  • mem_eнаклон радиального притока на единицу натурального логарифма, qBμ/(4πkh)qB\mu/(4\pi kh), Па
  • A, k, ϕ, μ, ctA,\ k,\ \phi,\ \mu,\ c_tплощадь области, проницаемость, пористость, вязкость, общая сжимаемость, м², м², —, Па·с, 1/Па

Единицы: СИ; в метрических промысловых единицах tsDA=3,553⋅10−3 kts/(ϕμctA)t_{sDA} = 3{,}553\cdot10^{-3}\,kt_s/(\phi\mu c_tA): мД, ч, мПа·с, 1/МПа, м²

Справедливо, если
  • до остановки скважина вышла на псевдоустановившийся режим;
  • КВД анализируют по прямой радиального притока, пока остановка не сказалась на границах;
  • отношение (pe−pˉ)/me(p_e - \bar p)/m_e зависит только от формы области, положения скважины и выбранной точки границы — его рассчитывают по модели области (таблица ниже).

Для скважины в центре круга pe−pˉ=me/2p_e - \bar p = m_e/2, и tsDA=e0,5/31,62=0,052t_{sDA} = e^{0{,}5}/31{,}62 = 0{,}052. В некруглой области давление вдоль границы неодинаково, поэтому синтетическое время зависит от того, какой точке границы должно соответствовать p∗p^*. Обычно берут самую удалённую — там давление в области наибольшее. Синтетическое время получается порядка половины времени выхода на псевдоустановившийся режим. С ним же считают и среднее давление: pˉ=p∗−mlg⁡(CAtsDA)\bar p = p^* - m\lg(C_At_{sDA}).

Синтетическое время для скважины в центре области (расчёт по модели урока)
Область
круг, скважина в центре
CAC_A
31,62
Точка границы: (pe−pˉ)/me(p_e - \bar p)/m_e
граница: 0,500
tsDAt_{sDA}
0,052
Область
квадрат, в центре
CAC_A
30,88
Точка границы: (pe−pˉ)/me(p_e - \bar p)/m_e
угол: 0,693
tsDAt_{sDA}
0,065
Область
квадрат, в центре
CAC_A
30,88
Точка границы: (pe−pˉ)/me(p_e - \bar p)/m_e
середина стороны: 0,347
tsDAt_{sDA}
0,046
Область
прямоугольник 2:1, в центре
CAC_A
21,84
Точка границы: (pe−pˉ)/me(p_e - \bar p)/m_e
угол: 1,055
tsDAt_{sDA}
0,132
Область
прямоугольник 2:1, в центре
CAC_A
21,84
Точка границы: (pe−pˉ)/me(p_e - \bar p)/m_e
середина длинной стороны: −0,708
tsDAt_{sDA}
0,023

У середины длинной стороны прямоугольника давление ниже среднего: она ближе к скважине, чем удалённые части области. Для круга значения точные, для квадрата и прямоугольника — расчёт по модели замкнутого прямоугольника; CAC_A квадрата и прямоугольника 2:1 совпадают с известными значениями коэффициента Дитца.

Расчётный примерСредняя из трёх скважин в замкнутом блоке
Исходные данные (условные)
Блок
замкнутый, 2400 × 800 м; три скважины на его оси в 400, 1200 и 2000 м от торца год работали с дебитом 40 м³/сут каждая; среднюю остановили на КВД, соседи продолжают работать
Пласт и флюид
kk ≈ 20 мД — по полке производной той же КВД, она от выбора времени работы не зависит; hh = 20 м; ϕ\phi = 0,22; μ\mu = 1,5 мПа·с; ct=1,5⋅10−3c_t = 1{,}5\cdot10^{-3} МПа⁻¹; BB = 1,2
Замеры
через 4 ч — 21,2479 МПа, через 16 ч — 21,4751 МПа
Решение
  1. Область дренирования: при равных дебитах линии раздела потоков делят блок на три квадрата 800 × 800 м, средняя скважина — в центре своего, AA = 640 000 м², CAC_A = 30,88. ϕμctA=0,22⋅1,5⋅1,5⋅10−3⋅640 000=316,8\phi\mu c_tA = 0{,}22\cdot1{,}5\cdot1{,}5\cdot10^{-3}\cdot640\,000 = 316{,}8; за час tDAt_{DA} растёт на 3,553⋅10−3⋅20/316,8=2,2431⋅10−43{,}553\cdot10^{-3}\cdot20/316{,}8 = 2{,}2431\cdot10^{-4}.
  2. Синтетическое время для угла квадрата ((pe−pˉ)/me(p_e - \bar p)/m_e = 0,693 по таблице): tsDA=e0,693/30,88=2,000/30,88=0,0648t_{sDA} = e^{0{,}693}/30{,}88 = 2{,}000/30{,}88 = 0{,}0648; ts=0,0648/(2,2431⋅10−4)=288,9t_s = 0{,}0648/(2{,}2431\cdot10^{-4}) = 288{,}9 ч.
  3. Прямая Хорнера с tst_s: lg⁡288,9+44=1,86466\lg\dfrac{288{,}9 + 4}{4} = 1{,}86466, lg⁡288,9+1616=1,28004\lg\dfrac{288{,}9 + 16}{16} = 1{,}28004; m=(21,4751−21,2479)/(1,86466−1,28004)=0,3886m = (21{,}4751 - 21{,}2479)/(1{,}86466 - 1{,}28004) = 0{,}3886 МПа; k=2,149⋅40⋅1,2⋅1,5/(0,3886⋅20)=19,9k = 2{,}149\cdot40\cdot1{,}2\cdot1{,}5/(0{,}3886\cdot20) = 19{,}9 мД; p∗=21,4751+0,3886⋅1,28004=21,9725p^* = 21{,}4751 + 0{,}3886\cdot1{,}28004 = 21{,}9725 МПа.
  4. С фактическим временем работы 8760 ч: lg⁡(8764/4)=3,34064\lg(8764/4) = 3{,}34064, lg⁡(8776/16)=2,73918\lg(8776/16) = 2{,}73918; m=0,3777m = 0{,}3777 МПа, k=20,5k = 20{,}5 мД, p∗=22,5097p^* = 22{,}5097 МПа.
  5. Среднее давление области: с tst_s — pˉ=21,9725−0,3886⋅lg⁡(30,88⋅0,0648)=21,9725−0,3886⋅0,30125=21,8554\bar p = 21{,}9725 - 0{,}3886\cdot\lg(30{,}88\cdot0{,}0648) = 21{,}9725 - 0{,}3886\cdot0{,}30125 = 21{,}8554 МПа; с фактическим временем tpDA=8760⋅2,2431⋅10−4=1,9650t_{pDA} = 8760\cdot2{,}2431\cdot10^{-4} = 1{,}9650, lg⁡(30,88⋅1,9650)=1,78304\lg(30{,}88\cdot1{,}9650) = 1{,}78304 и pˉ=22,5097−0,3777⋅1,78304=21,8362\bar p = 22{,}5097 - 0{,}3777\cdot1{,}78304 = 21{,}8362 МПа.
Ответ: С синтетическим временем p∗p^* = 21,97 МПа — давление в углу области дренирования в момент остановки (по модели 21,969 МПа); с фактическим — 22,51 МПа, выше давления в любой точке блока. Среднее давление области — около 21,86 МПа.

Что это значит. По материальному балансу блока среднее давление в момент остановки 21,852 МПа; в середине стороны квадрата — 21,910 МПа. Синтетическое время дало не только осмысленное p∗p^*, но и более длинную прямую: с фактическим временем наклон по замерам 4–16 ч уже искажён продолжающимся истощением (наклон после работы в псевдоустановившемся режиме), проницаемость получилась на 3 % выше, а среднее давление — на 0,016 МПа ниже материального баланса. Давление 21,97 МПа можно сравнить с замером опробователем пластов в новой скважине, пробуренной вблизи угла области, если замер сделан около момента остановки — потом давление там продолжит меняться. Данные примера условные.

Скважина среди работающих соседей

В разбуренной залежи область дренирования каждой скважины ограничена не только разломами, но и линиями раздела потоков с соседями (непроницаемая граница); при псевдоустановившемся режиме поровый объём, который дренирует скважина, пропорционален её дебиту (несколько скважин). Пока все работают, область скважины ведёт себя как замкнутая. Когда одну скважину останавливают, линии раздела начинают смещаться: соседи постепенно забирают её область. Первые часы и сутки КВД этого не замечают, и всё сказанное выше — синтетическое время, p∗p^* на границе, поправка MBH по ранней прямой — справедливо. Затем рост давления замедляется, и остановленная скважина превращается в наблюдательную: её давление начинает снижаться вместе с истощением, которое продолжают соседи.

КВД средней скважины длиной 60 суток на графике Хорнера с фактическим и с синтетическим временем работы10 000100010010121,021,221,421,621,822,022,222,4Отношение Хорнера (tp + Δt)/ΔtДавление pws, МПаp* = 22,51p* = 21,97○ фактическое tp = 8760 ч● синтетическое ts = 289 ч

График Хорнера: отношение Хорнера от 10 000 до 1 на логарифмической шкале, давление от 20,9 до 22,6 МПа. Кружки с фактическим временем работы поднимаются от 21,0 МПа при отношении около 8800 вдоль серой штриховой прямой, которая продолжается до 22,51 МПа при отношении 1; начиная с отношения около 100 кружки уходят ниже прямой, проходят максимум 21,84 МПа и опускаются до 21,67 МПа при отношении около 7. Точки с синтетическим временем при тех же давлениях лежат правее, на оранжевой штриховой прямой, продолжение которой даёт 21,97 МПа; в конце они так же загибаются вниз.

РасчётКВД средней скважины из примера длиной 60 сут (расчёт по модели урока) на одном графике Хорнера дважды: с фактическим временем работы 8760 ч (кружки) и с синтетическим временем 289 ч (точки); штрихи — прямые через замеры 4 и 16 ч. Давление растёт до 21,84 МПа примерно к 17-м суткам, затем падает: к 60-м суткам — 21,67 МПа. На графике с фактическим временем этот спад начинается ещё при больших отношениях Хорнера.
  • Что берут из такой КВД. По ранней прямой — проводимость и скин; с синтетическим временем — p∗p^*, равное давлению на границе области дренирования в момент остановки; с поправкой MBH для формы области в момент остановки — среднее давление этой области (Восстановление давления в ограниченной области и среднее пластовое давление).
  • Чего не делают. Позднюю часть записи не обрабатывают как КВД в замкнутой области: выполаживание и спад — не форма области, а работа соседей. Тренд давления, на фоне которого идёт восстановление, учитывают отдельно (Исследования в разбуренной залежи: метод Слайдера).
  • Как выбирают область. Форму и размер области дренирования в момент остановки определяют по расстановке скважин, их дебитам и разломам; без них нельзя ни рассчитать синтетическое время, ни поправить p∗p^* к среднему давлению.

Термины и обозначения

Функция суперпозиции для КВД XBUX_{BU}
∑wjlg⁡[(θj+Δt)/Δt]\sum w_j\lg[(\theta_j + \Delta t)/\Delta t] с весами wj=(qj−qj−1)/qnw_j = (q_j - q_{j-1})/q_n; при одном режиме — логарифм отношения Хорнера.
Производная по функции суперпозиции ΔpX′\Delta p'_X
производная роста давления по XBUln⁡10X_{BU}\ln 10 со знаком минус; при радиальном притоке равна полке mem_e при любой истории дебита.
Эквивалентное время работы tp=Np/qnt_p = N_p/q_n
длительность режима с последним дебитом, за которую отбирается та же накопленная добыча; классическая замена истории дебита в функции Хорнера.
Синтетическое время работы tst_s
время работы, подставляемое в функцию Хорнера после долгой работы в ограниченной области, чтобы p∗p^* было давлением на границе области дренирования.
Отношение наклонов R(Δt)R(\Delta t)
во сколько раз местный наклон графика Хорнера с одним временем работы отличается от правильного.
Линия раздела потоков
граница областей дренирования соседних скважин; при псевдоустановившемся режиме непроницаема, после остановки одной из скважин смещается.

Частые ошибки и заблуждения

Неверно

«Если дебит менялся, достаточно подставить Np/qN_p/q — это всегда правильно».

На самом деле

Эквивалентное время точно для поздних замеров и терпимо, если последний дебит держался долго. Если дебит заметно менялся незадолго до остановки, наклон и производная искажены; надёжнее функция суперпозиции.

Неверно

«Время работы — это длительность последнего режима».

На самом деле

Последний режим не отменяет предыдущих: в примере урока двое суток с 80 м³/сут после 26 суток с меньшими дебитами дали проницаемость на 10 % ниже, если взять за tpt_p только их.

Неверно

«Производная КВД поднялась в полтора раза — рядом разлом».

На самом деле

Сначала проверьте историю дебита: снижение дебита за сутки до остановки даёт такой же подъём производной, взятой с одним временем работы. По функции суперпозиции он исчезает.

Неверно

«p∗p^* по графику Хорнера с фактическим временем работы — пластовое давление на границе области».

На самом деле

После долгой работы в замкнутой области такое p∗p^* выше давления в любой точке пласта. Давлению на границе оно равно только с синтетическим временем; среднее давление находят поправкой MBH.

Неверно

«Давление в конце КВД упало — испортился манометр».

На самом деле

В разбуренной залежи остановленная скважина со временем становится наблюдательной и «видит» истощение от соседей. Это сведения о пласте, а не брак записи.

Подробно: для продвинутых

Короткая остановка посреди работы: сколько она помнится

Частый случай: скважина работала с постоянным дебитом, ненадолго останавливалась — на замер или спуск приборов, — снова работала, и только потом её остановили на КВД. Пусть промежуточная остановка длилась τ\tau и кончилась за время TT до основной. Если подставить в функцию Хорнера полное время работы, производная КВД отклонится от полки на величину, которую даёт та же формула памяти:

Искажение производной короткой промежуточной остановкой
δ Δp′me=−τ Δt(T+τ+Δt)(T+Δt),max⁡∣δ Δp′me∣≈τ4T\frac{\delta\,\Delta p'}{m_e} = -\frac{\tau\,\Delta t}{(T + \tau + \Delta t)(T + \Delta t)},\qquad \max\left|\frac{\delta\,\Delta p'}{m_e}\right| \approx \frac{\tau}{4T}
где:
  • δ Δp′\delta\,\Delta p'отклонение производной КВД от полки из-за промежуточной остановки, МПа
  • τ\tauдлительность промежуточной остановки, ч
  • TTвремя от конца промежуточной остановки до основной, ч
  • Δt\Delta tвремя после основной остановки, ч

Единицы: безразмерная; времена — в одинаковых единицах

Справедливо, если
  • радиальный приток; до промежуточной остановки скважина работала много дольше TT и Δt\Delta t;
  • оценка максимума — при τ≪T\tau \ll T; он достигается около Δt=T(T+τ)\Delta t = \sqrt{T(T + \tau)}.

Производная проседает тем меньше, чем короче промежуточная остановка и чем раньше она была. Например, трёхчасовая остановка, закончившаяся за 30 ч до основной, искажает производную не больше чем на 2,4 % — около 31 ч после остановки. Чтобы искажение было меньше 2 %, последний приток должен длиться больше 12,5 τ12{,}5\,\tau; иначе промежуточную остановку включают в функцию суперпозиции.

Скин после нескольких режимов

Скин по КВД после нескольких режимов находят так же, как после одного (скин по КВД): по разнице между прямой и забойным давлением в момент остановки. Меняется лишь поправка на время работы — она собирается из всех смен дебита:

Скин по прямой против функции суперпозиции
S=1,151[p1ч−pwf(Δt=0)m−lg⁡kϕμctrw2+2,098+∑j=1nwjlg⁡θj+1θj]S = 1{,}151\left[\frac{p_{1\text{ч}} - p_{wf}(\Delta t = 0)}{m} - \lg\frac{k}{\phi\mu c_tr_w^2} + 2{,}098 + \sum_{j=1}^{n}w_j\lg\frac{\theta_j + 1}{\theta_j}\right]
где:
  • p1чp_{1\text{ч}}давление на прямой против XBUX_{BU} при Δt\Delta t = 1 ч: p∗−m XBU(1 ч)p^* - m\,X_{BU}(1\ \text{ч}), МПа
  • wj, θjw_j,\ \theta_jвеса и возраст смен дебита; θj\theta_j — в часах, —, ч
  • m, k, ϕ, μ, ct, rwm,\ k,\ \phi,\ \mu,\ c_t,\ r_wнаклон прямой, проницаемость, пористость, вязкость, общая сжимаемость, радиус скважины, МПа, мД, —, мПа·с, 1/МПа, м

Единицы: метрические промысловые; в промысловых единицах oilfield вместо 2,098 — 3,23

Справедливо, если
  • радиальный приток на протяжении всей истории; скин не менялся;
  • при одном режиме поправка равна lg⁡[(tp+1)/tp]\lg[(t_p + 1)/t_p] — как в формуле Хорнера.

Поправка заметна, только если какой-то режим длился считаные часы. Обычно она — тысячные доли, и формула совпадает с формулой для одного режима.

Расчётный примерСкин скважины из примера с тремя режимами
Исходные данные (условные)
Из примера
mm = 0,8587 МПа, p∗p^* = 26,504 МПа, kk = 34,8 мД; pwf(Δt=0)p_{wf}(\Delta t = 0) = 19,2270 МПа
Пласт
ϕ\phi = 0,19; μ\mu = 1,8 мПа·с; ct=1,3⋅10−3c_t = 1{,}3\cdot10^{-3} МПа⁻¹; rwr_w = 0,1 м
Решение
  1. XBU(1)=0,375lg⁡673+0,3125lg⁡433+0,3125lg⁡49=2,4126X_{BU}(1) = 0{,}375\lg 673 + 0{,}3125\lg 433 + 0{,}3125\lg 49 = 2{,}4126; p1ч=26,504−0,8587⋅2,4126=24,4323p_{1\text{ч}} = 26{,}504 - 0{,}8587\cdot2{,}4126 = 24{,}4323 МПа.
  2. lg⁡kϕμctrw2=lg⁡34,80,19⋅1,8⋅1,3⋅10−3⋅0,01=6,8936\lg\dfrac{k}{\phi\mu c_tr_w^2} = \lg\dfrac{34{,}8}{0{,}19\cdot1{,}8\cdot1{,}3\cdot10^{-3}\cdot0{,}01} = 6{,}8936; поправка 0,375lg⁡673672+0,3125lg⁡433432+0,3125lg⁡4948=0,00340{,}375\lg\dfrac{673}{672} + 0{,}3125\lg\dfrac{433}{432} + 0{,}3125\lg\dfrac{49}{48} = 0{,}0034.
  3. S=1,151 [(24,4323−19,2270)/0,8587−6,8936+2,098+0,0034]=1,46S = 1{,}151\,[(24{,}4323 - 19{,}2270)/0{,}8587 - 6{,}8936 + 2{,}098 + 0{,}0034] = 1{,}46.
Ответ: Скин около 1,46; поправка на историю дебита — 0,0034, то есть почти ничего не меняет.

Что это значит. Данные рассчитаны со скином 1,5. Самая большая доля поправки — от последнего режима: двое суток — это всего 48 ч. Данные примера условные.

Связь с другими темами

Проверьте себя

  1. 1

    Скважина 20 сут работала с дебитом 50 м³/сут, затем 5 сут — со 100 м³/сут, и её остановили. Найдите эквивалентное время работы и оцените, насколько наклон графика Хорнера с ним отличается от правильного через 24 ч после остановки.

    Показать ответ

    Np=50⋅20+100⋅5=1500N_p = 50\cdot20 + 100\cdot5 = 1500 м³, tp=1500/100=15t_p = 1500/100 = 15 сут = 360 ч (фактически скважина работала 600 ч). Веса w1=0,5w_1 = 0{,}5 (θ1\theta_1 = 600 ч) и w2=0,5w_2 = 0{,}5 (θ2\theta_2 = 120 ч): R(24)=384360(0,5⋅600624+0,5⋅120144)=1,0667⋅0,8974≈0,957R(24) = \dfrac{384}{360}\left(0{,}5\cdot\dfrac{600}{624} + 0{,}5\cdot\dfrac{120}{144}\right) = 1{,}0667\cdot0{,}8974 \approx 0{,}957. Наклон на 4 % меньше правильного, проницаемость по нему — на 4 % больше.

  2. 2

    Скважина месяц работала с дебитом 90 м³/сут; за сутки до КВД дебит снизили до 45 м³/сут. Производная, рассчитанная по функции Хорнера с Np/qN_p/q, через несколько часов начала подниматься. Что вероятнее всего?

    1. А.Влияние истории дебита
    2. Б.Непроницаемый разлом
    3. В.Граница постоянного давления
    4. Г.Окончание влияния ствола
    Показать ответ

    Правильный ответ: А. Влияние истории дебита

    После снижения дебита вес старого дебита w1=90/45=2w_1 = 90/45 = 2, а последней смены — −1-1. Через несколько часов недавняя смена «забывается», и наклон начинает отвечать старому дебиту, вдвое большему: производная растёт к удвоенному уровню, как у разлома. Проверка — производная по функции суперпозиции всей истории: если подъём исчезает, разлома нет.

  3. 3

    Перед остановкой скважина 36 ч работала с дебитом qnq_n, а до этого долго — с дебитом в 1,5 раза больше. КВД обработали с tp=Np/qnt_p = N_p/q_n по замерам до 6 ч. Оцените ошибку наклона и сколько должен был длиться последний режим, чтобы она была не больше 3 %.

    Показать ответ

    Оценка первого порядка: R−1≈(Δt/θn)(qn−1/qn−1)=(6/36)⋅0,5≈0,083R - 1 \approx (\Delta t/\theta_n)(q_{n-1}/q_n - 1) = (6/36)\cdot0{,}5 \approx 0{,}083 — наклон завышен примерно на 8 %, проницаемость занижена. Для ошибки 3 % нужно θn≥6⋅0,5/0,03=100\theta_n \ge 6\cdot0{,}5/0{,}03 = 100 ч, то есть больше четырёх суток.

  4. 4

    После года работы в замкнутом блоке КВД обработали по Хорнеру с фактическим временем работы. Что такое полученное p∗p^*?

    1. А.Величина без прямого физического смысла, выше давления в любой точке области
    2. Б.Начальное пластовое давление
    3. В.Давление на границе области в момент остановки
    4. Г.Среднее давление в области дренирования
    Показать ответ

    Правильный ответ: А. Величина без прямого физического смысла, выше давления в любой точке области

    После долгой работы в псевдоустановившемся режиме продолжение прямой с фактическим временем уходит выше любого давления в пласте (в примере урока — 22,51 МПа при наибольшем давлении в блоке 21,97 МПа). Среднее давление получают поправкой MBH, давление на границе — продолжением прямой с синтетическим временем.

  5. 5

    Скважина в центре круглой области дренирования площадью 0,6 км² давно работает в псевдоустановившемся режиме: kk = 25 мД, ϕ\phi = 0,18, μ\mu = 1,2 мПа·с, ct=1,6⋅10−3c_t = 1{,}6\cdot10^{-3} МПа⁻¹. Какое синтетическое время подставить в функцию Хорнера, чтобы p∗p^* было давлением на границе области?

    Показать ответ

    Для круга tsDA=e0,5/31,62≈0,052t_{sDA} = e^{0{,}5}/31{,}62 \approx 0{,}052. ϕμctA=0,18⋅1,2⋅1,6⋅10−3⋅600 000=207,4\phi\mu c_tA = 0{,}18\cdot1{,}2\cdot1{,}6\cdot10^{-3}\cdot600\,000 = 207{,}4; ts=0,052⋅207,4/(3,553⋅10−3⋅25)=10,78/0,0888≈121t_s = 0{,}052\cdot207{,}4/(3{,}553\cdot10^{-3}\cdot25) = 10{,}78/0{,}0888 \approx 121 ч, около 5 сут.

  6. 6

    В длинной КВД скважины среди работающих соседей давление через три недели перестало расти и начало снижаться. Почему?

    1. А.Остановленная скважина стала наблюдательной: линии раздела потоков сместились, и она видит истощение от соседей
    2. Б.Неисправен манометр
    3. В.Закончилось влияние ствола
    4. Г.Это признак непроницаемого разлома
    Показать ответ

    Правильный ответ: А. Остановленная скважина стала наблюдательной: линии раздела потоков сместились, и она видит истощение от соседей

    Пока все скважины работали, область остановленной скважины была замкнутой. После остановки соседи постепенно забирают её область, и давление в ней следует за общим истощением блока. По ранней прямой КВД это не мешает найти khkh, скин, p∗p^* и среднее давление; поздний спад учитывают отдельно.

Обновлено: 19 октября 2026 г.