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 |

Развитие аппаратурно-методических средств газового каротажа на примере волго-уральской нефтеносной провинции.

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

МАХМУТОВ ШАМИЛЬ ЯВДАТОВИЧ

РАЗВИТИЕ АППАРАТУРНО-МЕТОДИЧЕСКИХ СРЕДСТВ

ГАЗОВОГО КАРОТАЖА НА ПРИМЕРЕ

ВОЛГО-УРАЛЬСКОЙ НЕФТЕНОСНОЙ ПРОВИНЦИИ.

25.00.10 - Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

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 - кандидат технических наук,

Лугуманов Мансур Гаянович

Официальные оппоненты:

Котенев Юрий Алексеевич - доктор технических наук, профессор, Уфим-ский государственный нефтяной технический университет, кафедра «Геология и разведка нефтяных и газовых месторождений», заведующий кафедрой;

Яковлев Александр Петрович - кандидат технических наук,

ОАО НПФ «Геофизика», лаборатория индукционного каротажа, ведущий научный сотрудник.

Ведущая организация - Открытое акционерное общество Научно-производственное предприятие «ВНИИГИС» (г.Октябрьский)..

Защита состоится "28" сентября 2012 года в 1600 часов в конференц-зале на засе-дании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 520.020.01 при Открытом акционерном обществе "Научно-производственная фирма "Гео-физика" (ОАО НПФ "Геофизика") по адресу:450005, г.Уфа, ул. 8-ое Марта, 12.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОАО НПФ "Геофизика".

Автореферат разослан «27» августа 2012 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

доктор химических наук Д. А. Хисаева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Необходимость ускорения промышленного роста, повышения уровня жизни населения, укрепления стратегических позиций России на мировых энергетических рынках диктует необходимость восполнения нефтегазовых ресурсов страны. В связи с этим представляет большой интерес доразведка недоизученных либо пропущенных ранее по геологическим и технологическим причинам залежей нефти в уже освоенных нефтедобывающих провинциях. В этих условиях важное значение приобретают задачи повышения эффективности геологоразведочных работ, обеспечиваемых развитием комплексов геофизических исследований скважин, одним из которых является метод газового каротажа (ГзК). Геохимические исследования позволяют формировать прогнозную оценку нефтеносности разрезов скважин практически в режиме реального времени. Они проводятся непосредственно в процессе бурения, при неустановившихся процессах скважина-пласт (до формирования глубокой зоны проникновения фильтрата бурового раствора в пласт), что позволяет получать более достоверные результаты. Эти особенности ГзК делают его весьма результативным методом исследования скважин при проведении поисковых работ и бурении разведочных скважин на нефть и газ. Однако геологическая эффективность метода порой бывает недостаточна. Нередко встречаются случаи пропуска нефтегазонасыщенных пластов, выдачи рекомендаций об опробовании непродуктивных пластов из-за несопоставимости результатов газового каротажа и промыслово-геофизических исследований.

Волго-Уральская нефтегазоносная провинция характеризуется сложными геологическими условиями. Это связано с низкими пластовыми давлениями и газовыми факторами нефтей, тонкослоистостью продуктивных отложений, повсеместными добавками нефтепродуктов в промывочную жидкость. Связанные с этим ограничения практического применения метода могут быть значительно сокращены либо полностью устранены путем создания более совершенных методических и технических средств газового каротажа, высокочувствительной газоаналитической аппаратуры. В настоящее время повышение разрешающей способности ГзК является первоочередной задачей.

Цель диссертационной работы

Повышение эффективности метода газового каротажа в сложных геологических условиях Волго-Уральской провинции путем разработки и практического внедрения новых технических и программно-методических средств геохимических исследований.

Объект исследования

Геохимические исследования при неблагоприятных для газового каротажа геолого-технологических условиях бурения скважин.

Предмет исследования

Методика и выбор оптимального пути практической реализации хроматографического анализа углеводородных газов в полевых условиях.

Основные задачи исследования

  1. Проанализировать факторы, влияющие на эффективность практического применения газового каротажа в сложных геологических условиях Волго-Уральской провинции.
  2. Разработать и исследовать геохимическую модель газообогащения и дегазации промывочной жидкости в процессе бурения при неблагоприятных геолого-технологических условиях.
  3. Разработать, на основе созданной модели, методику проведения геохимических исследований.
  4. Разработать аппаратно-программные средства проведения хроматографического анализа и выбрать оптимальные технические решения, обеспечивающие его практическую реализацию.
  5. Провести промышленные испытания разработанных технических и программно-методических средств проведения газового каротажа и оценить эффективность их внедрения в промысловую практику.

Методы исследования

Поставленные задачи решались путем анализа и обобщения имеющихся представлений о процессах формирования газовой составляющей бурового раствора в сложных геологических условиях, проведения большого объёма лабораторных и экспериментальных работ с использованием современных средств геохимических исследований.

Научная новизна

  1. Впервые разработана и оптимизирована методика хроматографического анализа углеводородных газов, характеризующаяся высокой разрешающей способностью и широким диапазоном измерений в полевых условиях.
  2. Впервые разработаны и оптимизированы средства проведения газового каротажа в условиях тонкослоистого разреза, разбуриваемого на буровом растворе с добавлением нефти в вертикальных и горизонтальных скважинах.

Основные защищаемые научные положения

  1. Разработанные средства газового каротажа нефтегазовых скважин с чувствительностью до 10-5 % абс. по метану позволяют выделять не регистрируемые ранее часто чередующиеся тонкослоистые нефтяные пропластки и повысить порог регистрации продуктивных пластов, насыщенных нефтью с низким газовым фактором (от 3 м3/м3).
  2. Созданные технические и программно-методические средства, имеющие расширенный диапазон измерения до 100 % абс. по метану, позволяют проводить измерения концентрации углеводородов при бурении на промывочной жидкости с содержанием нефти свыше 10 %, в том числе и при проводке горизонтальных скважин.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, полученных в рамках настоящей диссертационной работы, подтверждена результатами лабораторных и опытных работ, широким промышленным внедрением аппаратурно-методических средств ГзК.

Практическая значимость и реализация результатов работы в промышленности заключаются в востребованности результатов проведенных исследовательских работ на практике. В настоящее время разработанные средства являются основными инструментами проведения газового каротажа в Республиках Башкортостан и Татарстан. Выпускаемая аппаратура газового каротажа широко применяется предприятиями России, Белоруссии, Казахстана, Украины, Азербайджана, Туркмении, Узбекистана и др. В различных геофизических предприятиях успешно эксплуатируется около 200 программно-аппаратных комплексов.

Личный вклад автора состоит в постановке задач, их решении; в анализе условий проведения геохимических исследований; в проведении аналитических и экспериментальных исследований, обобщении их результатов. Соискатель является инициатором, руководителем и соисполнителем работ по созданию и внедрению разработанных средств газового каротажа.

Апробация работы

Основные результаты работы докладывались на III научном симпозиуме «Высокие технологии в промысловой геофизике» (Уфа, 2004), на посвященной 100-летию В. Н. Дахнова научно-практической конференции «Современные проблемы промысловой геофизики» (Москва, 2005), на научной конференции «Информационные технологии в нефтегазовом сервисе» (Уфа, 2006), на научно-практической конференции «Новые достижения в технике и технологии ГИС» (Уфа, 2009), на научно-практической конференции «Новая техника и технологии для геофизических исследований скважин» (Уфа, 2011).

Публикации

Основное содержание работы опубликовано в 16 научных статьях, в том числе 7 - в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ.

Структура и объём работы

Работа состоит из введения, четырех глав, основных выводов и рекомендаций. Она изложена на 151 странице машинописного текста, содержит 31 рисунок, 4 таблицы и список использованных источников из 107 наименований.

Разработка и опробование методик были бы невозможны без помощи, поддержки и критических замечаний со стороны ученых и производственников А.А.Кириченко, С.Н.Сидоровича, И.В.Меньщикова, В.С.Кузнецова, Д.В.Артёмова, В.Н.Андреева, С.Н.Гоптарева, Р.Т.Бибарцева и многих других, которым автор выражает свою благодарность. Особую признательность автор выражает своему наставнику П.П. Муравьеву.

Автор выражает благодарность научному руководителю работы М.Г.Лугуманову за неоценимую помощь при работе над диссертацией.

содержание работы

Во введении представлена общая характеристика работы, обоснована её актуальность, поставлена цель и сформулированы задачи исследования, научная новизна, защищаемые научные положения и показана практическая значимость.

Первая глава посвящена анализу эффективности проводимых геохимических исследований в сложных геологических условиях Республик Башкортостан и Татарстан. Исследованы процессы газообогащения бурового раствора при различных геолого-технологических условиях бурения.

Геохимические исследования позволяют решать целый комплекс задач, связанных с оперативным выделением в разрезе бурящейся скважины перспек-тивных на нефть и газ пластов-коллекторов. Значительный вклад в развитие теории и методики измерений, создание аппаратуры, интерпретацию данных газового каротажа внесли отечественные исследователи В. А. Соколов, А.М. Левит, Б.П. Ясенев, К.Н. Соколова, П.А. Левшунов, Н.А. Дацкевич, Л.М. Чека-лин, О.А. Черемисинов, Ю.М. Юровский, Г.А. Могилевский, Б.В. Влади-миров, Г.Г. Григорьев, А.А. Галкин, Л. И. Померанц, Г.И. Эпштейн, С.Э. Симонгауз, А.А. Дацкевич, М.Б. Мошинская, В.М. Кузьмин, Г.Н. Леоненко, В.С. Лопухов, С.В. Кожевников, Л.Я. Цыглеев, Э.Е. Лукьянов, П.П. Муравьёв, А.И. Чиж, К.М. Снарский, С.Н. Сидорович, С.Н. Шматченко и многие др.

Метод газового каротажа базируется на принципиально отличной от других методов промысловой геофизики физической основе. Он основан на изучении количества и состава газа, попадающего в промывочную жидкость, являющейся источником прямой информации о нефтегазонасыщенности разбуриваемых горных пород. Нефтесодержащие пласты при газовом каротаже отбиваются до формирования глубокой зоны проникновения фильтрата бурового раствора в пласт, до влияния явлений, связанных с закупоркой пор вследствие разбухания глинистых частиц в прискважинной зоне пласта, особенно с трещинным типом коллекторов. Дополняя данные промыслово-геофизических исследований, результаты газового каротажа способствуют повышению эффективности выдаваемых заключений. Получаемая в процессе бурения оперативная информация позволяет оптимизировать дальнейший процесс углубления скважины, отслеживать возникновение предаварийных ситуаций в реальном масштабе времени, обеспечивать наиболее оптимальный режим первичного вскрытия продуктивного пласта, при котором фильтрационно-емкостные свойства пласта в прискважинной зоне оставались бы неизменными, обеспечивая тем самым максимальную продуктивность скважины на стадии её освоения и эксплуатации.

Однако, при неблагоприятных для газового каротажа геолого-геохимических условиях вскрытия перспективных пластов, метод имеет определённые ограничения: отмечаются случаи неоднозначной характеристики насыщения пластов, увеличивается число случаев расхождения заключений с результатами опробования скважин, имеют место пропуски нефтеносных пластов. Геолого-геохимические условия районов Башкортостана и Татарстана характеризуются рядом неблагоприятных факторов, основными из которых являются низкие пластовые давления и газовые факторы нефти, тонкослоистость продуктивных отложений, повсеместные добавки нефтепродуктов в промывочную жидкость. Информативность метода в таких условиях оказывается недостаточной для однозначного решения задач по эффективному выделению перспективных пластов и оценки характера их насыщения.

Механизмы формирования, изменения газовой составляющей в буровом растворе в процессе вскрытия нефтенасыщенных пластов обусловливаются рядом факторов, характеризующихся особенностями геологического строения исследуемых отложений и технологическими условиями проводки скважин:

  • поступлением газа из пласта (разбуриваемого или вышележащего);
  • наличием в буровом растворе примесного газа;
  • наличием в буровом растворе рециркуляционного газа;
  • изменением расхода бурового раствора;
  • изменением механической скорости.

Исходя из имеющихся представлений о процессах газообогащения бурового раствора и влияющих на результаты газового каротажа факторов, газонасыщенность бурового раствора на устье скважины q при вскрытии скважиной нефтеносного пласта определяется по следующей зависимости:

, (1)

где VП – объём одного пог. м выбуренной породы, см3;

КП – коэффициент пористости горных пород, доли ед.;

G – газовый фактор нефти, м3/м3 ;

– коэффициент, показывающий долю газа, перешедшего в раствор из разбуриваемых пород с учетом фильтрации горных пород, доли ед.;

QВЫХ – расход промывочной жидкости, л/мин;

ТБУР – продолжительность бурения 1 пог. м., мин/м.

Однако при регистрации и окончательной интерпретации результатов измерений в реальных условиях, помимо изложенных выше, необходимо учитывать дополнительно целый ряд факторов:

  • затухание газовой аномалии в буровом растворе в результате гидродинамических процессов во время движения в скважине от забоя до дневной поверхности;
  • значительные потери свободного газа на устье скважины при выходе промывочной жидкости на дневную поверхность и в желобе, которые приводят к снижению концентраций газа в буровом растворе на участке «устье скважины - дегазатор»;
  • потери газа вследствие неполной десорбции промывочной жидкости, выходящей из устья скважины, связанной с недостаточной эффективностью применяемых дегазаторов.

В результате зависимость основного параметра газового каротажа – суммарных газопоказаний от газонасыщенности бурового раствора и режима бурения, выражается уравнением:

, (2)

где: q - газонасыщенность бурового раствора, см3 / л ;

Q Р - количество дегазируемого раствора, л ;

QГВС - расход газовоздушной смеси через газоанализатор, см3/мин.;

С - степень дегазации бурового раствора, зависящая от типа применяемого дегазатора, %.

Таким образом, при оценке нефтенасыщенных пластов в разрезе скважин необходимо учитывать все перечисленные факторы, формирующие действительную картину распределения природного газа.

Во второй главе приведены расчеты параметров газонасыщения бурового раствора, сформулированы необходимые технические требования к газокаротажному хроматографу. Рассмотрены применяемые технические и методические средства газового каротажа.

С учетом изложенных представлений о процессах газообогащения бурового раствора, задаваясь возможными значениями параметров нефтяных пластов и условий бурения, рассчитаны теоретически возможные диапазоны газонасыщенности бурового раствора и суммарного газосодержания при вскрытии продуктивных горизонтов в рассматриваемых регионах. Для прове-дения расчетов приняты следующие, наиболее распространенные на практике, исходные значения: диаметр долота – 215,9 мм; коэффициент пористости КП = 0,050,25; расход бурового раствора QВЫХ = 6003000 л/мин; продолжитель-ность бурения 1 пог.м ТБУР = 515 мин/м; газовый фактор нефти G =550 м3/м3; коэффициент фильтрации = 0,9; расход газовоздушной смеси через газоанализатор QГВС = 1 л/мин; степень дегазации бурового раствора С = 0,1 %; количество дегазируемого раствора Q Р = 50 л. Используя формулу (1), рассчитан теоретически возможный диапазон изменения величины q, составляющий 0,18137,21 см3/л. Следует учесть, что в районах, характеризующимися низкими газовыми факторами нефтей, максимальная величина qMAX=137,21 см3/л возможна в крайне редких случаях, при специфическом сочетании целого ряда параметров, определяющих эту величину. Встречающаяся же на практике величина qMAX равна 20 см3/л. Исходя из этого можно принять, что в практических условиях газонасыщенность бурового раствора, обязанная вскрытию нефтенасыщенных пластов, варьирует в диапазоне 0,1820 см3/л.

При обосновании необходимых технических требований к газокаротажному хроматографу были учтены следующие факторы:

  • содержание и состав газа в продуктивных пластах при определении характера насыщения пласта, вскрываемого скважиной;
  • пороговая чувствительность и диапазон измерения концентраций информативных компонентов для определения характера вскрытого пласта;
  • частота проведения исследований, обеспечивающая выделение в разрезе скважины продуктивных пластов;
  • необходимая помехозащищённость измерений, выполняемых газокаротажными хроматографами в полевых условиях.

При проведении исследований скважин методом газового каротажа наиболее информативными компонентами для выявления нефтеносных пластов являются предельные углеводороды парафинового ряда. Именно по составу предельных углеводородных газов (от метана до гексана включительно) в породах, пересекаемых скважиной, удаётся выделять выявляемые газовым каротажем нефтесодержащие объекты.



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.