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 |

Исследование особенностей притока жидкости к горизонтальной скважине с целью интенсификации добычи нефти

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

ЯРАХАНОВА ДИЛЯРА ГАЗЫМОВНА

исследование особенностей притока жидкости

к горизонтальной скважине

с целью интенсификации добычи нефти

Специальность 25.00.17 «Разработка и эксплуатация нефтяных

и газовых месторождений»

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Уфа - 2008

Работа выполнена в Татарском научно-исследовательском и проектном институте нефти (ТатНИПИнефть) ОАО «Татнефть».

Научный руководитель доктор геолого-минералогических наук,

профессор Хисамов Раис Салихович.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Мерзляков Владимир Филлипович;

кандидат технических наук, старший

научный сотрудник Галлямов Ирек

Мунирович.

Ведущая организация ООО «Роснефть-УфаНИПИнефть».

Защита состоится «26» декабря 2008 года в 14-00 на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.289.04 при Уфимском государственном нефтяном техническом университете по адресу: 450062, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уфимского государственного нефтяного технического университета.

Автореферат разослан: «26» ноября 2008 года.

Ученый секретарь совета Ямалиев В.У.

Общая характеристика работы

Актуальность и постановка задачи. В настоящее время в мировой практике добычи нефти и газа наблюдается повышенный интерес к горизонтальным скважинам (ГС). В Российской Федерации структура сырьевой базы нефти такова, что традиционный ввод месторождений с низкопроницаемыми коллекторами в разработку при их разбуривании вертикальными скважинами (ВС) может быть экономически невыгоден, а иногда невозможен, вследствие чего значительный объем запасов окажется невовлеченным в промышленную разработку. Это относится к трудноизвлекаемым запасам, находящимся в неоднородных и низкопроницаемых пластах, коллекторах с высоковязкой нефтью, потенциальные ресурсы которых оцениваются по стране в несколько миллиардов тонн.

Особо следует отметить, что применение ГС при разработке нефтяных месторождений - это не просто очередное внедрение в практику нефтеизвлечения одного из современных способов бурения скважин (как это было в свое время с внедрением заводнения), а комплексное инновационное обновление нефтедобывающей отрасли России.

В Республике Татарстан в структуре остаточных извлекаемых запасов активные извлекаемые запасы составляют 20,4%, а трудноизвлекаемые – 79,6%, в том числе на высоковязкие нефти приходится 39,5%, в малопроницаемых коллекторах – 20,4%, в водонефтяных зонах, карбонатных коллекторах и на участках малой толщины – 19,5%.

З.С. Алиев и В.В. Шеремет подчеркивают, что возможность повышения производительности скважин путем увеличения поверхности притока известна с давних времен. На раннем этапе развития этого направления с целью увеличения поверхности фильтрации использовались наклонные скважины. Благодаря этому в течение последних лет число таких скважин за рубежом интенсивно растет. В России первые ГС были пробурены еще в начале 50-х годов прошлого столетия. Основоположником и энтузиастом горизонтального бурения в нашей стране был А.М. Григорян. Бурение скважин с горизонтальными стволами в продуктивном пласте начало применяться в Татарстане с 1976 года. К настоящему времени в Республике Татарстан пробурено около 600 ГС и боковых горизонтальных стволов (БГС).

Коллекторы, вскрываемые ГС, практически всегда состоят из нескольких пластов или пропластков. В связи с этим возникает необходимость управления выработкой запасов из различных пластов или пропластков дренируемых ГС. При отсутствии регулирования этих процессов происходит неравномерная выработка пластов, различное изменение пластового давления, обводнение высокопроницаемых пропластков, что в конечном итоге нарушает стратегию разработки объекта.

Отсюда очевидно, что на сегодняшний день исследование особенностей притока жидкости к горизонтальной скважине для интенсификации добычи нефти путем изучения влияния забойного давления и неоднородности коллектора, определения оптимальной длины ствола для заданных горно-геологических условий, разработки практических рекомендаций по повышению эффективности эксплуатации ГС, с целью управления выработкой запасов, является актуальной задачей. Для детального изучения этих задач необходимо провести гидродинамическое моделирование.

Целью диссертационной работы является повышение эффективности эксплуатации ГС в неоднородных нефтенасыщенных пластах.

В соответствии с целью в ходе исследований предстояло решить следующие основные задачи.

1 Изучение особенностей эксплуатации ГС на различных месторождениях.

2 Гидродинамическое моделирование ГС в однородном и неоднородном пластах и при различных забойных давлениях.

3 Разработка методики определения оптимальной длины ГС для заданных горно-геологических условий.

4 Разработка рекомендаций по повышению эффективности эксплуатации ГС.

Методика исследований. Поставленные задачи решались на основе анализа существующих публикаций и обобщения теоретических изысканий, моделирования, изучения результатов гидродинамических исследований скважин и пластов. Для гидродинамического моделирования использованы численные методы решения уравнений.

Научная новизна. Установлено, что при прохождении стволом скважины зон трещиноватости с повышенной гидропроводностью происходит скачкообразное увеличение притока и чем больше по пути прохождения ствола ГС встречаются зоны с повышенной гидропроводностью, тем больший достигается дебит.

Показано, что при попадании конечными участками ствола в коллектор и серединой ствола в неколлектор дебит скважины выше в среднем на 30% по сравнению с обратным случаем, при этом предполагалось, что суммарные участки длин в области высокой гидропроводности равны. Физическая сущность этой закономерности состоит в том, что на концах участков ствола, попавшего в коллектор, появляются два U-образных профиля притока вместо одного в середине ствола. Для первого случая возникает «концевой эффект» в виде дополнительных областей притока жидкости на концах участков ствола.

Методами моделирования выявлено преобладание влияния депрессии над влиянием гидропроводности при сопоставлении вариантов высокой депрессии на низкопроницаемый пласт для конечных участков и серединной части ствола ГС, при этом суммарная длина конечных участков равнялась серединной части ствола, а отношение гидропроводностей равнялось обратному отношению депрессий.

Основные защищаемые положения

1 Методика определения оптимальной длины ГС для заданных горно-геологических условий.

2 Результаты гидродинамического моделирования особенностей притока жидкости к ГС в неоднородном пласте и при приложении различной депрессии к участкам ствола.

3 Практические рекомендации по повышению эффективности эксплуатации ГС.

Теоретическая и практическая ценность работы

Теоретическая ценность работы заключается в исследовании и научном обосновании особенностей притока жидкости к горизонтальной скважине с целью интенсификации добычи нефти, имеющих существенное значение на завершающем этапе нефтедобычи для разработки и эксплуатации месторождений с остаточными трудноизвлекаемыми запасами нефти, ресурсы которых по стране оцениваются миллиардами тонн.

«Методика определения оптимальной длины горизонтальных скважин для заданных горно-геологических условий» используется в НГДУ «Лениногорскнефть» ОАО «Татнефть» для оценки длины ГС залежей 302-303 Ромашкинского месторождения.

Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались: на научно-технической конференции «Современные технологии гидродинамических и диагностических исследований скважин на всех стадиях разработки месторождений» (г. Томск, 2006); юбилейной научно-технической конференции, посвященной 50-летию ТатНИПИнефти, (г. Бугульма, 2006); молодежной научно-практической конференции ОАО «Татнефть», посвященной 50-летию института ТатНИПИнефть, г. Бугульма, 2006; научно-технической конференции «О перспективах разработки карбонатных коллекторов и новые технологии увеличения коэффициента извлечения нефти», посвященной празднованию добычи трехмиллиардной тонны нефти в Республике Татарстан (г. Лениногорск, 2007); Международной научно-практической конференции «Повышение нефтеотдачи пластов на поздней стадии разработки нефтяных месторождений и комплексное освоение высоковязких нефтей и природных битумов» (г. Казань, 2007).

Публикации. Основные положения диссертационной работы отражены в 4 публикациях.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из 4 глав, введения и заключения, библиографического списка из 164 наименований, содержит 159 страниц машинописного текста, в том числе 50 рисунков и 15 таблиц.

Содержание работы

В главе 1 изучены особенности эксплуатации горизонтальных скважин на различных месторождениях.

К ГС можно отнести скважины, имеющие условно-горизонтальные участки ствола в продуктивном пласте, которые во всем мире бурятся достаточно высокими темпами. Так, по литературным данным, в Канаде их около 15 тыс., в США 12 тыс., в мире – более 33 тыс.. попутно отметим, что в США в эксплуатации находятся около 150 тыс. скважин. Следовательно, можно заключить, что доля ГС в общем балансе скважин США составляет всего 8%, а в РФ – гораздо меньше 1%. К настоящему времени в России пробурено более 1300 ГС общей протяженностью более 2,5 млн м, около половины которых находятся в Татарстане и Башкортостане.

Строительством ГС занимаются: ОАО «Газпром», ОАО «Башнефть», ОАО «Татнефть», ОАО «Сургутнефтегаз», «Сибнефть», ООО «ТехИнформСервис» обеспечивает контроль бурения ГС, БГС и др.

Одним из наиболее рациональных методов разработки месторождений с трудноизвлекаемыми запасами, находящимися на поздней стадии разработки, вероятно, окажется применение ГС, благодаря которым увеличивается охват пласта воздействием с соответствующим повышением конечного коэффициента нефтеизвлечения.

Значительный вклад в решение проблем, связанных с применением горизонтальных скважин, внесли известные отечественные и зарубежные ученые: Алиев З.С., Басов И.К., Бердин Т.Г., Бескровный Н.С., Борисов Ю.П., Бузинов С.Н., Волков Ю.А., Газизов А.А., Газизов А.Ш., Гайфуллин Я.С., Горшенина Е.А., Грайфер В.И., Григорьев А.В., Григорян А.М., Григулецкий В.Г., Евченко В.С., Егурцов Н.А., Зайцев С.И., Закиров С.Н., Зарипов А.Т., Захарченко Н.П., Ибатуллин Р.Р., Ибрагимов А.И., Иктисанов В.А., Ипатов А.И., Каган Я.М., Кнеллер Л.Е., Котлярова Е.М., Кременецкий М.И., Крылов В.А., Крючков Б.Н., Кулинич Ю.В., Куштанова Г.Г., Леготин Л.Г., Лысенко В.Д., Максимов В.П., Маринин Н.С., Меркулов В.П., Молокович Ю.М., Мохель А.Н., Мукминов И.Р., Муслимов Р.Х., Низаев Р.Х., Овчинников М.Н., Пилатовский В.П., Полубаринова - Кочина П.Я., Рамазанов Р.Г., Розенберг И.Б., Сафиуллин М.Н., Сомов Б.Е., Стрельченко В.В., Сучков Б.М., Табаков В.П., Тюрин В.В., Фазлыев Р.Т., Фархуллин Р.Г., Хайруллин М.Х., Хакимзянов И.Н., Хисамов Р.С., Чекушин В.Ф., Шамсиев М.Н., Шеремет В.В., Юсупов И.Г., Янгуразова З.А., Babu D.K., Odeh A.S., Butler R.M., Economides M.J., Ehlig- Economides C.A., Giger F.M., Goode P. A. - Thambynaygam R. K., Joshi S.D., Kuchuk F.J. - Lichtenberger G. J., Raghavan R. – Joshi S.D., Suprunowicz R. и др.

Технологическая необходимость бурения горизонтальных стволов определяется геологическими условиями залежей нефти, главные из которых - неоднородность и низкая продуктивность пластов.

Общепризнанным является получение высокой эффективности бурения горизонтальных стволов по сравнению с вертикальными при следующих условиях:

- коллектор с высокой зональной неоднородностью;

- слоистое строение с большим наклоном;

- линзовидный характер распространения коллекторов;

- маломощные известняки и водонефтяные зоны;

- закарстованные известняки, которые, в частности, имеют широкое преимущественное распространение на месторождениях Татарстана.

Другие случаи применения горизонтальных скважин связаны с необходимостью извлечения нефти: из труднодоступных местностей, территорий с резким пересечением рельефа, морских, битумных, отдаленных и находящихся под городами, а также над залежами газа или нефти месторождений, чувствительных к загрязнениям областей, где необходимо сократить до минимума число скважин, которые требуются для дренирования данного коллектора. К тому же ГС могут применяться для дренирования большого объема коллектора с минимальным ущербом с позиций экологии.

Дебиты горизонтальных скважин по сравнению с вертикальными увеличиваются в 2-10 раз, а нефтеотдача пластов при разработке системой горизонтальных скважин повышается в 1,3-1,5 раза. Это объясняется существенным увеличением поверхности притока за счет длины горизонтального ствола и ростом охвата пласта вытеснением при меньших энергетических затратах и депрессиях на пласт.

Наиболее информативными исследованиями ГС являются получение достоверной информации об изменении фильтрационно-емкостных свойств пласта по длине горизонтального ствола.

Эффективную длину ГС (приходящуюся на нефтенасыщенные интервалы) определяют следующим образом: в первом приближении используется способ, основанный на выделении по результатам геофизических исследований доли высокопористых пропластков в общей длине горизонтального участка скважины; приближенно при помощи КВД; методами термометрии; снятием профиля притока в работающей ГС, что является наиболее достоверным.

Оценить область пласта, охваченного выработкой, без знания фактического интервала притока невозможно. С помощью же режимных замеров термометрии и термокондуктивной расходометрии определяются интервалы с наиболее значительными притоками.

Существует возможность проведения гидродинамических исследований непосредственно в горизонтальной части ствола с доставкой автономно-измерительных приборов в любой участок ГС.

к настоящему времени наиболее известными являются методики интерпретации кривых восстановления давления (КВД) ГС Goode P. A. - Thambynaygam R. K. (используется для бесконечного, но ограниченного по ширине пласта), Babu D.K. - Odeh A.S. (предназначена для использования при замкнутом объеме дренирования). Наиболее общей в настоящее время считается методика, предложенная Kuchuk F.J. - Lichtenberger G. J., в которой учитывается наличие или отсутствие границ пласта в соответствии с типом залежи, и др.

Вероятно, в качестве базовых методик для ГС в ОАО «Татнефть» следует применять методики Хайруллина М.Х. и Овчинникова М.Н.– Куштановой Г.Г. В частных случаях для комплексной интерпретации качественных КВД необходимо использовать программу «Сапфир».

Несовершенство существующих методик интерпретации экспериментальных КВД заключается в следующем: большинство из них базируется на использовании аналитических уравнений, которые могут быть получены лишь для некоторых частных случаев; в основу большинства способов обработки КВД положены многочисленные допущения, не соответствующие реальности; не учитывают проявлений неоднородности, связанной с многофазностью потока в процессе эксплуатации (обводнения).

Вероятно, дальнейший прогресс гидродинамических исследований связан с расширением их типа, изучением вопросов неустановившейся нелинейной фильтрации и решением прямых фильтрационных задач.

Глава 2 посвящена моделированию притока жидкости к горизонтальным скважинам в неоднородном и однородном пластах.

Для детального изучения особенностей притока жидкости к ГС в неоднородном и однородном пластах проведено гидродинамическое моделирование.

1-горизонтальная скважина; 2, 3, 4 -зоны повышенной гидропроводности

Рисунок 1 - Модель неоднородного пласта

Рисунок 2 - Изменение дебита ГС в зависимости от ее длины для моделей: пласта с зонами высокой гидропроводности (1); однородного пласта (2)

при бурении горизонтальных скважин на залежах 302, 303 Ромашкинского месторождения часто встречаются зоны трещиноватости с повышенной гидропроводностью, характеризующиеся интенсивным поглощением бурового раствора.

При моделировании произведен учет зон трещиноватости. В частности, для условий залежей 302, 303 предполагалось, что по длине ГС встречаются три зоны трещиноватости с повышенной гидропроводностью длиной 2 м каждая, в которых гидропроводность в 20 раз выше, чем по пласту (рисунок 1).

Результаты моделирования свидетельствуют, что принципиальная разница между дебитами ГС, вскрывающими однородный пласт (рисунок 2, кривая 2) и пласт с зонами повышенной гидропроводности (рисунок 2, кривая 1), заключается в том, что при подходе к зоне с повышенной гидропроводностью наблюдается увеличение притока по сравнению с однородным пластом. В самой зоне происходит скачкообразное увеличение притока, в дальнейшем с увеличением длины наблюдается планомерный рост притока до следующей зоны повышенной гидропроводности. При прохождении каждой последующей зоны прирост притока незначительно уменьшается (рисунок 2, кривая 1).

Рисунок 3 – Профиль притока к ГС, проходящей через три зоны повышенной гидропроводности

Влияние отдельных участков ствола, обладающих повышенной гидропроводностью, приводит к возникновению скачков на профиле притока (рисунок 3), свидетельствующих об увеличении дебита ГС.


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.