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 |

Интенсификация разработки неоднородного по проницаемости нефтенасыщенного карбонатного коллектора термозаводнением (на примере красноярского месторождения)

-- [ Страница 1 ] --

УДК 622.276.6 На правах рукописи












КРИСТЬЯН ИГОРЬ АЛЕКСАНДРОВИЧ





ИНТЕНСИФИКАЦИЯ РАЗРАБОТКИ НЕОДНОРОДНОГО ПО ПРОНИЦАЕМОСТИ НЕФТЕНАСЫЩЕННОГО КАРБОНАТНОГО КОЛЛЕКТОРА ТЕРМОЗАВОДНЕНИЕМ

(на примере Красноярского месторождения)



Специальность 25.00.17 Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук




Уфа 2011

Работа выполнена в Государственном унитарном предприятии

«Институт проблем транспорта энергоресурсов» (ГУП «ИПТЭР»)

Научный руководитель
Официальные оппоненты: Ведущая организация
доктор технических наук, профессор Хисамутдинов Наиль Исмагзамович
доктор технических наук, профессор Карамышев Виктор Григорьевич
кандидат технических наук Шаисламов Шамиль Гатуфович Государственное автономное научное учреждение «Институт нефтегазовых технологий и новых материалов» АН РБ

Защита диссертации состоится 25 февраля 2011 г. в 1230 часов
на заседании диссертационного совета Д 222.002.01
при Государственном унитарном предприятии «Институт проблем транспорта энергоресурсов» по адресу: 450055, г. Уфа, пр. Октября, 144/3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке
ГУП «ИПТЭР».

Автореферат разослан 25 января 2011 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор технических наук, профессор Л.П. Худякова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ


Актуальность работы

Выработка остаточных запасов нефти, сосредоточенных в низкопроницаемых областях неоднородного коллектора и относящихся к категории трудноизвлекаемых, осложнена значительным снижением температуры за счет интенсивного заводнения высокопроницаемых областей коллектора холодной водой. Разработка таких охлажденных зон традиционными методами характеризуется низкой эффективностью, сопровождается дальнейшим снижением пластовой температуры и возрастанием доли неизвлекаемых запасов нефти. К настоящему времени разработано значительное количество технологий интенсификации вытеснения нефти регулированием заводнения продуктивных коллекторов путем ограничения отборов воды, использованием тампонирующих составов и водоизолирующих добавок, которые в целом позволяют добиться повышения эффективности процесса выработки запасов. Однако все они остаются малоэффективными и приносят только временный эффект при сохранении сложившейся системы заводнения. Дальнейший рост эффективности выработки запасов нефти, наряду с применением физико-химических методов увеличения нефтеотдачи (МУН), связан с повышением температуры вытесняющего агента. Данная задача является актуальной проблемой для разработки нефтяных месторождений, которая, в основном, решается по двум направлениям, не отрицая при этом другие, – это вводом тепла в пласт для увеличения подвижности вязкой нефти и физико-химическим воздействием, также направленным на снижение вязкости нефти.

Цель работы – повышение нефтеотдачи пластов из залежей, представленных нефтенасыщенными неоднородными по проницаемости карбонатными коллекторами, термозаводнением.

Для решения поставленной цели были сформулированы следующие основные задачи:

  1. Анализ и обобщение существующих тепловых методов воздействия на пласт для интенсификации нефтевытеснения
  2. Анализ и совершенствование технологий термозаводнения методом математического моделирования;
  3. Разработка методики фильтрационных исследований по определению показателей вытеснения нефти водой при различных температурах теплоносителя;
  4. Проведение выбора и обоснования точек нагнетания теплового источника;
  5. Рассмотрение вопросов оптимизации управления тепловым полем в процессе вытеснения нефти термозаводнением из карбонатного коллектора с двойной пористостью.

Методы решения поставленных задач

Решение поставленных задач базируется на анализе состояния разработки выбранного объекта (пласт С3 Красноярского месторождения), принятого как аналог по геофизическим характеристикам коллекторов и пластовых флюидов, результатах исследований с использованием современных методов обработки исходной статистической информации об объекте, результатах математического моделирования неизотермической фильтрации жидкости с учетом регулирования и управления тепловым полем пласта.

Научная новизна результатов работы

  1. Установлено и доказано численными исследованиями на модели карбонатного коллектора, что эффективность теплового воздействия тем выше, чем выше проницаемостная неоднородность коллектора.
  2. Получено, что эффект от применения теплового воздействия начинает проявляться только при обводненности продукции более 80…90 % за счет объема воды, фильтрующейся по высокопроницаемым зонам (трещинам), причем неравномерность выработки запасов неоднородного по проницаемости коллектора снижается с ростом температуры воды.
  3. Выявлено, что наибольший эффект при термозаводнении наблюдается при расположении нагнетательной скважины в неоднородной части пласта, добывающей – в однородной, что позволяет достигнуть прироста коэффициента извлечения нефти (КИН) до 14.2 %, а при обратном расположении эффективность прироста КИН падает до 9.1 % для рассматриваемой модели, что связано в первом случае с распространением теплового поля сначала равномерно, а во втором – преимущественно по высокопроницаемому пропластку, поэтому интенсивность нагрева со временем в низкопроницаемой части пласта снижается.

На защиту выносятся:

  1. Методика численного исследования распространения теплового поля в однородном и неоднородном по проницаемости карбонатных коллекторах;
  2. Результаты лабораторных исследований изменения относительных фазовых проницаемостей при различных температурах теплового источника и коэффициентах вытеснения нефти;
  3. Методика расчета технологических показателей эффективности теплового воздействия на пласт путем оптимального размещения нагнетательных и добывающих скважин и управления тепловым полем от поверхностного источника.

Практическая ценность и реализация результатов работы

  1. Результаты теоретических и лабораторных исследований использованы при разработке программы интенсификации выработки залежей верхнего карбона Красноярского месторождения тепловым воздействием (ООО НГДУ «Бугурусланнефть», 2010, 197 с.).
  2. Разработана методика расчета тепловых потерь в системе «источник тепла – призабойная зона скважин» в технологиях термозаводнения и передана для использования в промысловых условиях.

Достоверность результатов исследования получена путем применения современных статистических методов обработки исходной геолого-физической и геолого-промысловой информации, проведения экспериментальных и численных исследований и сопоставления сходимости результатов в разновариантных технологических расчетах разработки нефтяной залежи термозаводнением.

Апробация результатов работы

Основные положения и результаты работы докладывались на научных семинарах НПО «Нефтегазтехнология» (г. Уфа, 2008-2010 гг.), на научно-технических советах ОАО «Оренбургнефть» (г. Бузулук, 2008-2010 гг.) и нефтяной компании «ТНК-ВР» (г. Москва, 2007-2010 гг.).

Публикации результатов и личный вклад автора

Основные результаты диссертационной работы опубликованы
в 7 научных трудах, в т.ч. в 1 монографии и 6 ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ.

В рассматриваемых исследованиях автору принадлежат постановка задач, их решение, анализ и обобщение полученных результатов и организация строительства установки теплового источника на Красноярском месторождении ООО НГДУ «Бугурусланнефть».

Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, основных выводов и рекомендаций, списка литературы, включающего 106 наименований. Работа изложена на 142 страницах машинописного текста и содержит 74 рисунка, 24 таблицы.

Автор выражает глубокую благодарность сотрудникам НПО «Нефтегазтехнология»: профессору Н.И. Хисамутдинову, профессору И.В. Владимирову, к.т.н. Д.К. Сагитову – за помощь и полезные советы, высказанные в процессе формирования и выполнения диссертационной работы.


Краткое содержание работы


Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы ее цель и основные задачи, обозначены основные положения, выносимые на защиту, показаны научная новизна и практическая ценность результатов работы.

В первой главе рассмотрено состояние изученности проблемы и постановка задач исследования.

Многочисленные исследования температурных режимов пласта в технологиях активного заводнения и при исследовании неизотермической фильтрации, приведенные в работах Непримерова Н.Н., Вахитова Г.Г., Симкина Э.М., Сургучева М.Л., Кузнецова О.Л., Малофеева Г.Е., Намиота А.Ю., Чекалюка Э.Б. и других, подтверждают эффективность тепловых методов воздействия на пласт.

Однако до настоящего времени экономически рентабельные технологии теплового воздействия на пласт для широкого внедрения только создаются и есть отдельные опытно-промышленные участки.

Отдельные работы по созданию технологии теплового воздействия на пласт выполнялись на различных месторождениях, среди которых необходимо выделить следующие:

1. Технологию закачки теплоносителя из пласта с высокой температурой (воды) в пласт с высоковязкой нефтью. Технология осуществляется путем отбора воды из пласта с высокой температурой с помощью электроцентробежных насосов (ЭЦН) с последующим нагнетанием в пласт с высоковязкой нефтью. Если давление закачки в пласт является недостаточным, то применяется схема нагнетания ЭЦН в ЭЦН (перевернутый на устье в стволе нагнетательной скважины). Модификации данной технологии апробированы в ОАО «Татнефть» (НГДУ «Лениногорскнефть», «Альметьевскнефть»);

2. Технологию закачки теплоносителя в пласт путем установки на забое нагнетательных скважин электронагревателей, также широко используемых и для повышения притока нефти в добывающих скважинах. Однако эффективность технологии достаточно низка, так как большое потребление электроэнергии на нагрев воды снижает рентабельность технологии. Апробирована в ОАО «Татнефть» (НГДУ «Ямашнефть»);

3. Технологию получения тепла путем закачки отходов переработки нефти (ингибированной серной кислоты с заводов нефтепереработки г. Самары, г. Уфы). Происходит выделение тепла при смешении с закачиваемой водой (пластовой) с одновременным генерированием поверхностно-активных веществ, за счет чего происходит увеличение КИН. Широко внедрялась в ОАО «Татнефть», однако ввиду различных побочных действий по технике безопасности и осернения нефти использование технологии прекращено;

4. Технологию закачки раствора магниевой муки тонкого помола в нагнетательные скважины с последующим нагнетанием кислоты слабой концентрации. В результате активной реакции происходит выделение тепла. Апробирована в виде отдельного эксперимента в
ОАО «Татнефть»;

5. Строительство крупных стационарных тепловых парогенераторных установок и нагнетание в пласт растворов разных составов и назначения (Гремихинское месторождение,
ОАО «Удмуртнефть»).

Надо отметить, что методы получения тепла и нагрев нагнетаемой воды в пласт настолько разнообразны в виде теоретических и лабораторных исследований, включая технологии закачки пара в инжекционные скважины с битумными коллекторами, с использованием энергии термоядерной реакции, внутрипластового горения, но все они широкого промышленного испытания и внедрения не получили. Недостаточно разработаны и теоретические аспекты распространения и продвижения теплового вала, например в порово-трещинном коллекторе, моделирующем коллекторы с двойной пористостью, наиболее широко распространенные на месторождениях с карбонатными коллекторами в Урало-Поволжском регионе
(ОАО «Оренбургнефть», ОАО «Башнефть», ОАО «Татнефть»,
ОАО «Самаранефтегаз»). В преобладающей степени проницаемостная неоднородность (послойная, зональная, анизотропия) и определяет механизм распространения тепла в коллекторе и эффективность применения теплового воздействия. В отличие от ранее известных трудов, в данной работе большее внимание будет уделено изучению и применению результатов теоретических исследований по вопросам управления тепловым потоком в неоднородных нефтенасыщенных карбонатных коллекторах порово-трещинного типа.

Во второй главе описаны научно-методические основы выбора объекта исследования и геолого-физическая характеристика пласта С3 Красноярского месторождения нефти, принятого как аналог. Для изучения вопросов интенсификации разработки неоднородного по проницаемости нефтенасыщенного карбонатного коллектора термозаводнением было выбрано, как пример-аналог, Красноярское месторождение, и основная задача была поставлена как решение вопроса утилизации факельного газа путем его сжигания в печах, а подогретая вода закачивается в пласт.

Месторождение по большинству критериев выбора объектов для теплового воздействия подходит к основным критериям по Малофееву Г.Е., имея следующие параметры: глубину пласта до 1500 м, вязкость нефти в пластовых условиях 4…4000 мПас, пористость коллектора 20…40 %, проницаемость 250…2000 мкм2, мощность пласта 10…80 м, плотность нефти 770…1000 кг/м3.

Определение пористости (183 определения в 54 скважинах) и нефтенасыщенности (54 определения в 54 скважинах) выполнено по геофизическим исследованиям скважин (ГИС), проницаемости – по гидродинамическим исследованиям скважин (ГДИС) (7 исследований в 3 скважинах). Для проектирования пористость и коэффициент нефтенасыщенности приняты по ГИС. Коэффициенты вытеснения и проницаемость приняты по результатам экспериментальных исследований, где определялись на собственном керне.

Выбранный объект исследования представлен карбонатным коллектором порово-трещиноватого строения и имеет благоприятные условия, как базовая структура для теоретических исследований.

Поэтому принято, что месторождение-аналог и его характеристики не противоречат условиям применимости термозаводнения по параметрам Красноярского месторождения.

Представленные в работе данные по геолого-физическим характеристикам показывают высокую представительность исходной базы данных для моделирования и численного исследования фильтрационных характеристик карбонатного коллектора с двойной пористостью в режиме вытеснения, как холодной, так и теплой водой.

В третьей главе приведен анализ выработки запасов нефти и оценка энергетического состояния пласта С3.

Динамика технологических показателей разработки пласта С3 представлена на рисунке 1.

  Динамика текущих показателей разработки пласта С3 Как видно из рисунка 1,-0

Рисунок 1 – Динамика текущих показателей разработки пласта С3

Как видно из рисунка 1, по пласту С3 наблюдается рост добычи жидкости, обусловленный постепенным переводом скважин с других объектов. Обводненность в целом по залежи при этом снижается, поскольку переводимые скважины вступают в разработку с различной обводненностью. На данном этапе обводнение скважин происходит пластовой водой, поскольку система поддержания пластового давления сформирована сравнительно недавно путем перевода 4-х скважин под нагнетание холодной водой.

Используя имеющуюся информацию о строении залежи и насыщающих ее флюидах, а также результаты проведенных численных исследований объекта-аналога, приведены оптимальные критерии выбора нагнетательной скважины под закачку горячего агента, но требующие теоретического и экспериментального обоснования.

1. Выделенный блок скважин должен иметь в своем составе более 3-х добывающих реагирующих скважин, находящихся в непосредственной зоне влияния проектной нагнетательной скважины.

2. Для исключения потерь тепла путем оттока части закачиваемой горячей воды в законтурную область и максимального использования тепловой энергии для увеличения коэффициента вытеснения нагнетательные скважины следует выбирать по возможности дальше от водонефтяного контура (ВНК) ближе к центру залежи.

3. Наличие непроницаемого раздела между толщинами нефти и воды в районе расположения выбираемого блока скважин также способствует положительному эффекту от закачки горячего теплоносителя, поскольку в реагирующих добывающих скважинах не происходит процесс конусообразования обводнения, а процесс вытеснения нефти происходит по напластованию.

4. Участки под закачку горячего рабочего агента следует выбирать с учетом проницаемостной неоднородности коллектора. Согласно проведенным исследованиям в первой главе, эффективность теплового воздействия тем выше, чем выше проницаемостная неоднородность коллектора. Неравномерность выработки запасов неоднородного по проницаемости коллектора снижается при увеличении температуры закачиваемой воды.

Приведены результаты физического моделирования методом теплового воздействия для условий пласта С3 Красноярского месторождения.

Результаты лабораторных исследований по определению основных свойств нефти при различных температурах представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Зависимость плотности и вязкости нефти от температуры для условий Красноярского месторождения (пласт С3)



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.