авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 |

Повышение эффективности выработки трудноизвлекаемых запасов нефти месторождений в заключительной стадии разработки

-- [ Страница 1 ] --

УДК 622.276.1/.4

На правах рукописи

ГАЛИН ЭМИЛЬ РАДИКОВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВЫРАБОТКИ ТРУДНОИЗВЛЕКАЕМЫХ ЗАПАСОВ НЕФТИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ В ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНОЙ СТАДИИ РАЗРАБОТКИ

25.00.17 - Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Уфа-2012

Работа выполнена в открытом акционерном обществе «Научно-производственная фирма «Геофизика» (ОАО НПФ «Геофизика»)

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Владимиров Игорь Вячеславович

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук, профессор

Токарев Михаил Андреевич

кандидат технических наук

Сарваретдинов Рашит Гасымович

Ведущая организация: Государственное автономное научное

учреждение «Институт нефтегазовых

технологий и новых материалов»

Академии наук РБ

(ГАНУ ИНТНМ АН РБ)

Защита диссертации состоится «28» февраля 2012 г. в 14 00 часов в конференц-зале на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 520.020.01 при открытом акционерном обществе «Научно-производственная фирма «Геофизика» (ОАО НПФ «Геофизика») по адресу: 450005, г. Уфа, ул. 8-ое Марта, д. 12.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОАО НПФ «Геофизика».

Автореферат разослан «27» января 2012 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

доктор химических наук Д.А. Хисаева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

При вступлении месторождений в позднюю стадию разработки активное заводнение способствует образованию многочисленных застойных зон, тупиков, слабо вырабатываемых участков и слоев с отличающимися по объемам значениями остаточных запасов нефти и промытых зон. В связи с этим, одной из наиболее актуальных задач, нацеленных на повышение эффективности разработки нефтяных месторождений, является проблема ввода в активную разработку трудноизвлекаемых запасов нефти созданием новых более эффективных технологий направленного воздействия в сочетании с реализованными системами заводнения.

Представленная работа посвящена изучению проблемы совершенствования реализованных систем заводнения существующим фондом скважин и созданию более эффективных технологий нефтеизвлечения.

Цель диссертационной работы

Совершенствование и создание технологий направленного воздействия для интенсификации и повышения эффективности выработки трудноизвлекаемых запасов нефти из экранированных линз, застойных и тупиковых зон, контактных водонефтяных зон (ВНЗ).

Объект исследования - остаточные трудноизвлекаемые запасы нефти.

Предмет исследования - технологии направленного воздействия для интенсификации и повышения эффективности выработки трудноизвлекаемых запасов нефти из экранированных линз, застойных и тупиковых зон, контактных водонефтяных зон.

Основные задачи исследования

  1. Анализ причин формирования остаточных трудноизвлекаемых запасов нефти и обзор существующих технологий выработки запасов из литологически экранированных линз, полулинз и контактных водонефтяных зон месторождений.
  2. Исследование на математических моделях процессов извлечения нефти из линз и полулинз при их совместной эксплуатации. Определение оптимальных условий применения технологии, предусматривающей разработку литологически экранированной линзы одной скважиной.
  3. Исследование выработки запасов нефти из контактной водонефтяной зоны с переходной зоной.

4. Применение полученных в работе результатов при разработке геолого-технических мероприятий.

Методы исследования

Решение поставленных задач основано на использовании современных методов обработки статистической информации по истории разработки месторождения, методов математического моделирования процессов фильтрации жидкостей в пространственно неоднородных коллекторах с применением современных вычислительных методов, обобщении разработанных рекомендаций и проведении промышленных испытаний предлагаемых решений.

Научная новизна

  1. Выявлено, что совместная выработка запасов нефти из литологически экранированной линзы и частично или полностью открытого пласта единым фильтром сопровождается возникновением межпластовых внутрискважинных перетоков и оттеснением запасов нефти в линзе от забоя скважины.
  2. Установлено, что применение технологии разработки литологически экранированных залежей нефти (линз), предусматривающей добычу пластовой жидкости и закачку воды через одну скважину, имеет максимальную эффективность при разработке послойно-неоднородных коллекторов и с применением горизонтальных стволов и вытесняющих агентов повышенной плотности.
  3. Предложен метод оптимизации заводнения контактных ВНЗ с переходной зоной с более тяжелой и вязкой нефтью путем осуществления «перекрестной» перфорации добывающих и нагнетательных скважин.

Защищаемые научные положения

  1. Установленные причины потери запасов нефти при совместной разработке единым фильтром литологически экранированной линзы и частично или полностью открытого пласта.
  2. Принципы оптимального применения технологии разработки литологически экранированной линзы одной скважиной.
  3. Обоснование «перекрестной» схемы перфорации, когда в добывающей скважине перфорирован нефтенасыщенный, а в нагнетательной - водонасыщенный интервалы, имеющей универсальную эффективность для любых геологических условий строения контактной водонефтяной зоны.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций основана на применении современных методов математического моделирования и методов обработки статистической информации с использованием ПЭВМ, анализе и апробации полученных рекомендаций в промысловых условиях.

Практическая значимость и реализация результатов работы

Результаты, полученные в диссертационной работе, используются в качестве инженерно-технологических методик при выборе и прогнозировании эффективности комплексных геолого-технических мероприятий по скважинам на месторождении Султангулово-Загиядинское Оренбургской области. От внедрения разработанных рекомендаций в период 2009-2010 г.г. получен экономический эффект в сумме 910 тыс. рублей.

Личный вклад автора

В рассматриваемых исследованиях автору принадлежат постановка задач, их решение, анализ полученных результатов и внедрение рекомендаций в промысловых условиях.

Апробация работы

Результаты диссертационной работы докладывались на: научно-технической конференции молодых специалистов ООО «РН-УфаНИПИнефть» (г. Уфа, март 2010г.), международной специализированной выставке «Газ. Нефть. Технологии - 2010» (г. Уфа, май 2010г.) и Шестом Китайско-Российском симпозиуме по промысловой геофизике (г. Циндао, август 2010г.).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ, из них 3 работы в изданиях, рекомендованных ВАК Минобразования и науки РФ.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, 4 глав, основных выводов, списка использованных источников из 149 наименований. Работа изложена на 153 страницах машинописного текста, в том числе содержит 8 таблиц, 64 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность, сформулированы цель и основные задачи исследования, приведены научная новизна, защищаемые положения и практическая значимость работы.

Первая глава посвящена аналитическому обзору научно-технической литературы по вопросам разработки неоднородных по проницаемости коллекторов и формирования трудноизвлекаемых запасов нефти на месторождениях, вступивших в заключительную стадию разработки.

Условия формирования остаточных запасов нефти рассмотрены в работах Р.Г. Абдулмазитова, В.Е. Гавуры, Р.Н. Дияшева, В.Д. Лысенко, Г.Г. Вахитова, Р.Х. Муслимова, Э.Д. Мухарского, М.А. Токарева, Р.Т. Фазлыева, Н.И. Хисамутдинова и многих других. Показано, что причины формирования трудноизвлекаемых остаточных запасов нефти определяются физическими условиями течения пластовых флюидов в неоднородном по проницаемости коллекторе. Для извлечения нефти из низкопроницаемого коллектора необходимо создавать больший градиент давления, чем для высокопроницаемого коллектора при всех равных остальных условиях. Это принципиальное положение лежит в основе хорошо известных проблем разработки неоднородных по фильтрационно-емкостным характеристикам коллекторов и определяет геолого-технические причины формирования не вырабатываемых зон.

Техногенное воздействие на пласт (закачка сточных вод, вод с иной минерализацией и температурой) во многом способствует созданию таких условий в пласте, при которых процессы возникновения застойных не дренируемых областей многократно усиливаются.

Показано, что проблема формирования трудноизвлекаемых текущих запасов нефти для месторождений, находящихся в заключительной стадии разработки, связана прежде всего с опережающей выработкой высокопродуктивных чисто нефтяных зон коллекторов, хорошо выдержанных по латерали. Остаточные запасы нефти в основном содержатся в полностью и частично экранированных линзах, тупиковых и застойных зонах, низкопроницаемых пропластках, в контактных водонефтяных зонах, где в результате подъема конуса воды происходит полное или частичное отсечение притока нефти к забою скважины.

Обзор литературы по теме диссертации показал следующее. Характерной особенностью геологического строения малопродуктивных коллекторов терригенных пластов, например, площадей Ромашкинского месторождения, является их линзовидное и полосообразное залегание среди зон неколлекторов и коллекторов высокой продуктивности. В существующей типизации выделены два типа залегания малопродуктивных коллекторов в виде линз: I – среди неколлекторов, II – полностью или частично в контакте с высокопродуктивными коллекторами. Причем, в каждом из типов выделены четыре подтипа в зависимости от числа скважин, вскрывших линзу: одной, двумя, тремя и большим числом скважин. В целом по Ромашкинскому месторождению в изолированных линзах и линзах, имеющих контакт с высокопродуктивными коллекторами, содержится 4,6 % всех начальных геологических запасов нефти. На Восточно-Сулеевской площади в полностью изолированных линзах, вскрытых 1, 2 и 3 скважинами, сосредоточено до 1,0 млн.т начальных геологических запасов нефти, которые в настоящее время, практически, не введены в активную разработку.

Снижение продуктивности и приемистости скважин в малопродуктивных коллекторах связано с процессами кольматации пористой среды различного рода частицами, как приносимыми в призабойную зону скважин из глубин пласта, так и находящимися в закачиваемой воде, а также с упруго-гидродинамическим взаимодействием неоднородных по коллекторской характеристике пластов. Значительную роль также играет изменение в результате разработки свойств пластовых флюидов и пористой среды.

В связи с опережающей выработкой запасов нефти по высокопродуктивным коллекторам и переводом части скважин эксплуатационного фонда на отработку запасов нефти в менее продуктивных пластах, процесс формирования самостоятельных систем заводнения в зонах малопродуктивных коллекторов в последнее время ускорился. Как правило, это системы рассредоточенного, очагового и избирательного заводнения.

Разработка экранированных нефтенасыщенных линз, если в них не создана соответствующая система заводнения, должна осуществляться отдельно от смежных нефтенасыщенных пластов, имеющих площадное распространение, с активным заводнением коллекторов. Слабо вырабатываемые участки расположены в экранированных или полуэкранированных линзах, застойных и тупиковых зонах, не подверженных активному заводнению. В то же время важным обстоятельством является высокая плотность пробуренного, но пока еще эксплуатирующего другие пласты, фонда скважин на рассматриваемых участках. В связи с этим возникает задача максимально возможного использования существующего фонда скважин для доизвлечения нефти из участков с низкой выработкой запасов нефти.

Накопленный опыт разработки нефтяных месторождений с водонефтяными зонами показывает, что залежи с ВНЗ обычно характеризуются менее привлекательными технико-экономическими показателями разработки. Такие объекты разработки отличаются значительной обводненностью добываемой продукции, пониженными величинами коэффициентов извлечения нефти, длительным сроком окупаемости затрат в связи с низкими значениями накопленных объемов добытой нефти по скважинам. Ряд оптимизационных и технологических задач, связанных с особенностями разработки обширных водонефтяных зон площадного развития и малой нефтенасыщенной толщины, технологии вторичного вскрытия продуктивных пластов, подстилаемых водой, установления режимов отбора нефти и их осуществления, разработки и испытания новых технологий отбора в добывающих скважинах, требуют дальнейшего совершенствования и развития.

Во второй главе рассмотрены основные вопросы, связанные с особенностями выработки запасов из частично и полностью литологически

экранированных линз.

Рассмотрена задача о совместной эксплуатации линзы и полулинзы добывающей скважиной с единым фильтром. На основе секторной модели двухпластовой системы с пластами, один из которых представляет литологически экранированную линзу (верхний), второй – частично ограниченный пласт (нижний), рассмотрен процесс возникновения внутрискважинного межпластового перетока. Модельная залежь имеет вид прямоугольного параллелепипеда с геометрическими размерами 400х400х10 м. Залежь по вертикали разбита на два пласта с одинаковой толщиной 5 м. Добывающая скважина вскрывает нефтенасыщенные пласты в центре и перфорирована по всей продуктивной толщине пластов. Последние, гидродинамически не связанны друг с другом, за исключением ствола добывающей скважины. Нижний пласт ограничен с трех сторон и имеет контакт с водоносной областью с четвертой стороны. На границе контакта поддерживается постоянное давление, равное начальному пластовому. В такой постановке задачи модель соответствует случаю, когда частично ограниченный пласт (полулинза) подвергнут заводнению фронтом вытесняющей воды, параллельным грани открытой области пласта.

Разная тенденция изменения пластового давления в верхнем и нижнем пластах приводит к характерным изменениям поля нефтенасыщенности. В линзе (верхний пласт) при снижении давления ниже давления насыщения нефти газом происходит формирование в прикровельной зоне пласта области свободной фазы газа. Нижний пласт обводняется за счет притока воды. Начиная с некоторого момента, вода с нижнего пласта начинает проникать по стволу скважины в призабойную зону верхнего пласта и формировать область с пониженной нефтенасыщенностью. Происходит оттеснение запасов нефти верхнего пласта от забоя скважины. Показано, что повышение давления на открытой границе нижнего пласта (полулинзы) увеличивает объемы внедряющейся в линзу воды (рисунок 1). Объемы воды, поступающие через ствол добывающей скважины в «линзу», в зависимости от давления могут достигать внушительных значений – до 20 % порового объема линзы.

На рисунке 2 представлены зависимости объема внедрившейся в линзу воды от обводненности добываемой продукции. Видно, что заводнение линзы через ствол скважины начинается при высокой обводненности, причем, чем выше давления на границе полулинзы, тем выше объемы внедрившейся воды и ниже значения обводненности, при которой начинается заводнение линзы.

Рисунок 1. Зависимость объема внедрившейся в линзу воды в долях от ее порового объема от увеличения давления на контакте вода-нефть на открытой грани нижнего пласта (полулинзы). P – разница между давлением на ВНК и начальным пластовым давлением

а б

Рисунок 2. Зависимости объема внедрившейся воды от обводненности добываемой продукции (а) и КИН от давления на ВНК (б)

Исследованы условия эффективного применения технологий выработки запасов из литологически экранированной линзы, разрабатываемой одной скважиной. На основе численной модели рассмотрена технология, предусматривающая поочередную добычу пластовой жидкости и закачку воды через одну и ту же эксплуатационную скважину.

Для случаев однородного и неоднородного по проницаемости коллектора линзы рассмотрены варианты эксплуатации залежи:

базовый вариант – разработка залежи добывающей скважиной до снижения пластового давления до давления насыщения нефти газом;

первый вариант – разработка залежи добывающей скважиной до снижения пластового давления до давления насыщения нефти газом, затем остановка и перевод скважины под нагнетание воды до достижения в залежи максимального пластового давления 30 МПа, затем перевод скважины под добычу пластовой жидкости. Цикл имеет продолжительность в 2 года (1 год – добыча жидкости, 1 год – закачка воды).

второй вариант – совпадает с первым, за исключением того, что допускается снижение пластового давления ниже давления насыщения нефти газом, в результате чего происходит частичное разгазирование залежи и появление фазы свободного газа.

Периодическая работа скважины при отборах и нагнетании создает неравномерное распределение нефтенасыщенности по разрезу пласта. Так как разработка залежи происходит длительное время, то на распределение флюидов по толщине пласта начинают влиять гравитационные силы. Это приводит к тому, что закачиваемая вода распределяется в основном в приподошвенной части коллектора линзы, а нефть – в прикровельной.

Применение технологии позволяет достичь частичного заводнения коллектора линзы. Степень выработанности запасов и распределение остаточных запасов нефти при этом зависят как от варианта разработки, так и от наличия в коллекторе высокопроницаемого пропластка. Представленные в таблице 1 результаты позволяют сделать вывод о том, что применение технологии по второму варианту с частичным разгазированием залежи позволит извлечь наибольшее количество нефти. Однако при этом добывается и максимальное количество попутной воды. Для послойно неоднородного по проницаемости коллектора применение технологии дает больший эффект, чем для однородного пласта.



Pages:   || 2 | 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.