Для создания системы разработки того или иного эксплуатационного объекта требуется знать все свойства этого объекта, могущие оказать влияние на технологический процесс извлечения из него нефти или газа. Таких свойств много, изучение их является весьма сложной и трудоемкой задачей.
Некоторые свойства пластов можно изучить путем прямого лабораторного исследования отбираемых из них породы, жидкости и газа (керны, пробы).
В кернах изучаются пористость, проницаемость, содержание связанной воды и т.д.При исследовании проб определяются: вязкость, плотность, давление насыщения нефти газом, коэффициент растворимости, объемный коэффициент и др.Эти методы называются лабораторными.В нефтегазопромысловой практике применяется широкий комплекс кос¬венных методов, позволяющих давать количественную оценку интересующих нас свойств пласта на основании изучения других, связанных с ними свойств. Наиболее важными являются промыслово-геофизические и гидродинамиче-ские.
По данным геофизических исследований (электрокаротаж, радиокаротаж акустические, механические каротажи и т.д.) определяются такие свойства пластов, как мощность, пористость, проницаемость, насыщенность и др.Геофизические методы являются одними из основных при изучении за¬лежей.
Но, так как зоны пласта в районе скважины обычно имеют поперечные размеры в несколько десятков сантиметров и их объем составляет лишь малую долю объема всего пласта, эти методы так же, как и лабораторные недостаточно надежны при изучении тех свойств пласта, которые резко могут изменяться на площади его распространения (например, проницаемость).Существенное преимущество имеют гидродинамические методы исследования, сущность которых заключается в определении некоторых важных гидродинамических характеристик пластов и скважин по данным измерений дебитов скважин и забойных давлений при установившихся и неустановившихся процессах фильтрации жидкостей и газов в пластах. Простейшим при¬мером их является определение проницаемости образца породы, заключенной в трубе, на основании описанного выше опыта. Аналогичный смысл имеют и гидродинамические исследования реальных продуктивных пластов. Если, например, определить дебит нефтяной скважины в пластовых условиях и измерить величины пластового и забойного давления, то, воспользовавшись формулой Дюпюи, можно рассчитать величину средней проницаемости пласта в районе скважины:
Существует ряд формул гидродинамики, дающих связь между дебитами и давлениями при неустановившихся процессах фильтрации.
Теоретические основы гидродинамических исследований будут рассмот¬рены ниже.Изучение залежей начинается сразу же после их открытия. Одной из главных задач исследований в начальный период является получение инфор¬мации, необходимой для подсчета запасов нефти и газа: 1) выявление границ пласта по площади и разрезу, и распределения его общей и нефтеносной мощности; 2) сведения о пористости коллектора и его нефтегазонасыщенности и об изменчивости этих характеристик; 3) оценка промысловых запасов залежи. Для этого кроме геологических и извлекаемых запасов важно знать товарные качества нефти и газа, а также свойства залежей, определяющих производительность скважин (мощность, проницаемость пласта, вязкость жидкости в пластовых условиях).Главную роль при решении первой задачи играют геофизические исследования, а при решении второй, третьей групп задач необходимо привлекать и лабораторные, и геофизические, и (в основном) гидродинамические иссле¬дования.
После того, как установлены промышленные запасы и принято решение о вводе залежи в промышленную эксплуатацию, приступают к составлению технологической схемы или проекта разработки залежи.Для этой цели кроме той информации, которая уже имеется и используется в подсчете запасов, необходим комплекс данных об изменении проницаемости (или гидропроводности) пласта по площади залежи и в законтурной области, о продуктивности пласта в целом и отдельных его интервалов в различных частях залежи, об эффективности применяемых способов вскрытия пласта и перфорации скважин, об условиях работы скважин и др.Эти данные получаются на основании исследований. В процессе про¬мышленной эксплуатации исследования пластов и скважин ведутся главным образом гидродинамическими методами. При этом решаются следующие важные задачи: а) уточнение гидродинамических характеристик пластов; б) контроль за ходом выработки пластов по площади и по разрезу; в) выявление действительной технологической эффективности отдельных элементов при¬нятой системы разработки (система поддержания давления, схема располо¬жения скважин; принятый способ вскрытия пластов, способ эксплуатации скважин и др.); г) выявление эффективности мероприятий по повышению или восстановлению производительности скважин.На базе этих данных в систему разработки вносятся дополнения и усовершенствования (что продолжается в течении всего периода промышленной эксплуатации залежей).