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 | 4 | 5 |   ...   | 6 |

Научно-методические основы оптимизации технологического процесса повышения нефтеотдачи пластов

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

УДК 622.276.72

МАНДРИК ИЛЬЯ ЭММАНУИЛОВИЧ

НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОПТИМИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПОВЫШЕНИЯ НЕФТЕОТДАЧИ ПЛАСТОВ

Специальность 25.00.17 "Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений"

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

МОСКВА 2008

Работа выполнена в Центре геолого-гидродинамического моделирования

Главного управления по геологии и разработке ОАО «ЛУКОЙЛ»

Научный консультант: доктор технических наук,

ШАХВЕРДИЕВ А.Х.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

ЗАКИРОВ С.Н.

доктор технических наук,

МАЛЮТИНА Г.С.

доктор технических наук, профессор

КУЛЬПИН Л.Г.

Ведущее предприятие ОАО «Гипровостокнефть»

Защита состоится " __12_ " _декабря________ 2008 г. в 10__ часов на заседании Специализированного Совета по защите диссертаций Д № 222.006.01 при ОАО «Всероссийский нефтегазовый научно-исследовательский институт им. акад. А.П. Крылова»

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОАО «ВНИИнефть» им. акад. А.П.Крылова

Автореферат разослан " ____ " ________________ 2008 г.

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ

диссертационного Совета, к.г.-м.н. М.М. Максимов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Производство жидких углеводородов в России за последние несколько лет непрерывно растет, что выводит страну на ведущее место в мире по добыче не только газа, но и нефти. Согласно плану действий в области энергетической безопасности, принятому лидерами «Большой восьмерки» в Санкт-Петербурге 16.07.2006 г., а именно по ее укреплению предусмотрены: - наращивание объема доказанных запасов жидких углеводородов, операжающими их истощение, и повышение нефтеотдачи месторождений; - создание финансовых и налоговых стимулов, способствующих внедрению инновационных энергоэффективных технологий, - расширение масштабов применения традиционных технологий в нефтегазодобывающей отрасли. В связи с этим проблемы повышения нефтеотдачи залежей, исследование инновационных методов и технологий стимулирования пласта становятся важными составляющими системы оптимального управления нефтеизвлечением, определяющим перспективу обеспечения энергетической безопасности страны. Увеличение коэффициента нефтеизвлечения за счет разработки и комплексного внедрения новых технологий повышения нефтеотдачи и интенсификации добычи углеводородов является одним из наиболее реальных и целесообразных путей стабилизации темпов падения добычи нефти и дополнительным ее ресурсом на период перехода от традиционных источников энергии на новые, альтернативные источники.

Актуальность исследуемой в диссертационной работе многогранной проблемы определяется, в первую очередь, необходимостью систематизации задач, связанных с рациональным использованием недр, повышением нефтеотдачи пластов, тенденцией естественного и искуственного ухудшения структуры запасов углеводородов, прогрессирующего обводнения, истощения высокопродуктивных пластов. Следовательно успешная доразработка действующих объектов возможна на основе разработки высокоэффективных, научно-обоснованных и экономически оправданных инновационных технологий повышения нефтеотдачи пластов (ПНП) и интенсификации добычи нефти (ИДН). Актуализация этой цели требует анализа и обобщения результатов исследования научно-технического, технологического и экономического аспектов развития проблем повышения нефтеотдачи пластов. Особого внимания требует разработка:

- инновационных технологий, методов, способов, составов, обеспечивающих повышение КИН; - математического аппарата моделирования и на его основе прогноза КИН и других показателей разработки; - унифицированных методов оценки и прогноза технологической и экономической эффективности геолого-технических мероприятий, селекции и классификации технологий ПНП и ИДН. Очевидно, что объективная прогнозная оценка и повышение КИН, как важнейшего показателя рациональности использования запасов углеводородного сырья - сложнейшая и насущная задача, решение которой требует поиска альтернативных решений путем создания новых подходов, в том числе совершенствования и развития представленных в диссертационной работе научно-методических основ оптимизации технологического процесса повышения нефтеотдачи пластов и интенсификации добычи нефти.

Целью работы является обобщение, совершенствование и создание научно-методических основ оптимизации технологических процессов повышения нефтеотдачи пластов с использованием результатов теоретических, экспериментальных и промысловых исследований.

Основные исследуемые задачи. В диссертационной работе исследуются следующие основные задачи:

  1. На основе анализа и обобщения мирового опыта исследуются:

- основные принципы и методы оценки коэффициента извлечения нефти и прогноза извлекаемых запасов нефти;

- количественные и качественные показатели, влияющие на КИН уточнением его составляющих коэффициентов.

  1. Исследуется новый способ оценки и прогноза КИН с использованием гибких моделей искусственных нейронных сетей (ИНС), повышающий достоверность полученных результатов расчета КИН, позволяющий тестировать результаты прогноза по ИНС и по регрессионной зависимости с эталонным результатом, полученным на многомерной фильтрационной модели.
  2. Исследуются эволюционные модели пластовой системы, позволяющие создать научно-обоснованную унифицированную методику оценки технологической эффективности технологий по повышению нефтеотдачи пластов и интенсификации добычи нефти.
  3. Исследуется влияние динамики изменения запасов нефти на конечный КИН по Российской и SPE классификациям и создаются статистические модели для мониторинга разработки месторождений углеводородов.
  4. Используя многочисленные фактические данные и статистические модели, исследуется зависимость между доказанными разбуренными неразрабатываемыми запасами и количеством планируемых геолого-технических мероприятий: ГРП, вывод из бездействия, перевод на другой горизонт и другие ГТМ.
  5. Оценивается потенциальная возможность прироста извлекаемых запасов нефти на основе статистического анализа выборки объектов разработки и обосновывается прогноз КИН за счет применения методов ПНП.
  6. Анализируются и обобщаются существующие зарубежные и отечественные классификации методов ПНП и ИДН с целью расширения масштабов внедрения инновационных разработок, их усовершенствования и создания новой классификации.
  7. Разрабатываются критерии и решающие правила по регулированию и контролю режимов работы конкретных скважин и всего пласта с использованием методов стохастического анализа, моделей роста, принципа Парето, параметра Херста, карт равных уровней взаимодействия, карт приведенных удельных отборов с целью повышения эффективности реализации гидродинамических методов повышения нефтеотдачи пластов.
  8. Рассматриваются задачи гидродинамического исследования скважин в терригенных коллекторах, с целью разработки практических рекомендаций по проектированию гидроразрывов пласта (ГРП), а также путей повышения технологического эффекта этих проектов в комплексном сочетании с другими методами ИДН.
  9. Разрабатываются новые технологии регулирования фильтрационной неоднородности трещиновато-поровых и гранулярных коллекторов с техногенными трещинами с осложненными геолого-физическими условиями, в том числе технологии закачки сшитых гелево-дисперсных систем с регулируемыми вязкоупругими свойствами, изолирующие водопритоки и способствующие повышению нефтеотдачи неохваченных слабодренируемых участков пластов.
  10. Исследуется технология газожидкостных оторочек с внутрипластовой генерацией СО2, обеспечивающая адресное воздействие на слабодренируемые зоны, с учетом совместимости минерализации водных растворов в водонасыщенных пористых средах.
  11. Исследуется технология разработки трудноизвлекаемых запасов нефти из тонких нефтяных оторочек с газовой шапкой и подстилающей водой бурением протяженных горизонтальных скважин (ГС) и разветвленных горизонтальных скважин (РГС).
  12. Разрабатывается научно-методологическая основа выбора оптимального варианта проекта разработки в условиях ограниченной информации и неопределенности, а также мультикритериальности решения.

Методы решения поставленных задач. Поставленные задачи решаются на основе теоретических, лабораторных и промысловых исследований с использованием теории многофазной фильтрации, реологии, стохастических и эвристических методов анализа, теории вероятностей и математической статистики, элементов малопараметрического моделирования, методов распознавания образов, нейронных сетей, компьютерных технологий анализа инженерных задач.

Научная новизна работы:

  1. Разработаны основные принципы определения коэффициента извлечения нефти, предложены обобщения и методические решения по оценке и прогнозу КИН в рамках оптимизации технологического процесса повышения нефтеотдачи пластов.
  2. Создан новый методический подход по определению КИН с введением «коэффициента охвата фильтрацией», с учетом вклада в накопленную добычу нефти отдельных составляющих, характеризующих процесс добычи нефти при:

- фильтрации на естественном режиме;

- вытеснении нефти водой при заводнении;

- применении новых технологий повышения нефтеотдачи пластов.

Преимущество методики состоит в том, что она предотвращает необоснованное завышение коэффициента охвата вытеснением в проектных документах, тем самым показывает достоверную эффективность системы ППД и технологий ПНП.

  1. Разработаны перспективные направления развития методов оценки технологической эффективности ГТМ и прогноза КИН, в том числе:
  • малопараметрическая унифицированная модель оценки и прогноза технологической эффективности ГТМ;
  • оценка и прогноз КИН залежей нефти на основе моделирования ИНС;
  • новая расчетная формула оценки КИН с учетом «коэффициента охвата фильтрацией».
    Представленные новые зависимости, алгоритмы и результаты расчета, оценки и прогноза показателей разработки демонстрируют высокую достоверность и надежность результатов, что подтверждается при тестировании результатов с аналогичными, полученными на многомерных фильтрационных моделях.
  1. Установлено, что международная SPE и Российская классификации запасов нефти имеют в своей основе разные подходы. Соотношение запасов по этим двум классификациям сугубо индивидуально для каждого месторождения, что убедительно раскрыто путем статистического анализа и сопоставления по группе месторождений ТПП «Лангепаснефтегаз».Построены парные и многомерные статистические модели для определения различных категорий запасов за счет планирования различных ГТМ, в том числе методов ПНП и ИДН. Сопоставление модельных значений этих запасов с данными международного аудита показало, что наилучшая сходимость получена при расчетах, выполненных по многомерным моделям.
  2. Для регулирования режимов работы добывающих скважин и системы ППД.

в качестве критерия предлагается следующее решающее правило:

а) при Кк < Кпр и Н< 0,4 – рекомендуется увеличить закачку воды и проводить регулирование отборов жидкости по дискриминантному критерию: при DН > 0 и DВ < 0 ограничить, а при DН < 0 и DВ > 0 увеличить отбор жидкости, при условии достижения и сохранения Н > 0,6.

б) при Кк > Кпр и Н< 0,4 – рекомендуется снизить закачку воды и проводить регулирование отборов жидкости по дискриминантному критерию: при DН > 0 и DВ < 0 ограничить, а при DН < 0 и DВ > 0 увеличить отбор жидкости, при условии достижения и сохранения Н > 0,6.

Установленные критерии позволяют прогнозировать последствия тех или иных мероприятий по регулированию режимов работы скважин и вовлечь в активную разработку остаточные запасы застойных и слабодренируемых зон залежи. Предлагаемые решения предотвращают потери нефти и мобилизуют закачиваемую и пластовую воду на эффективное вытеснение нефти водой.

  1. Разработаны и испытаны в практике добычи нефти инновационные методы системного воздействия на пласт с применением газообразующих технологий извлечения остаточных запасов нефти регулированием электролитических свойств вытесняющих агентов, обеспечивающих синергетический эффект увеличения приемистости скважин и выравнивания профиля нагнетания, и в свою очередь увеличения добычи нефти из окружающих скважин.
  2. В ходе лабораторных экспериментальных исследований установлено, что при использовании в качестве водной фазы газовыделяющих растворов минерализованной воды существенно нивелируется диффузионный фактор в кинетике газообразования диоксида углерода в водной фазе, а также повышается эффективность применения минерализованных водных растворов при генерации оторочки псевдокипящей газожидкостной системы и уменьшения остаточной нефтенасыщенности слабодренируемых зон нефтяных залежей.
  3. Предложены пути повышения технологического эффекта и комплексные рекомендации по проектированию различных технологий гидроразрывов пласта в терригенных коллекторах для целей повышения нефтеотдачи пластов в сочетании с применением агентов, позволяющих снизить проницаемость водонасыщенных интервалов.
  4. Разработана и внедрена инновационная технология ПНП и ИДН, основанная на изоляции высокопроницаемых пропластков призабойной зоны в добывающих и нагнетательных скважинах с целью закрепления фильтрационного барьера для закачиваемой воды и подключения в разработку нефтенасыщенных зон пласта. Разработаны составы с регулируемыми реологическими свойствами, используемые также в осложненных геолого-технических условиях при глушении скважин с газопроявлением и аномально высокими и низкими пластовыми давлениями, изоляции высокопроницаемых и обводненных интервалов в операциях воздействия на пласт газожидкостными оторочками.
  5. На основе использования вероятностно-статистических и эвристических минимаксных критериев, а также аппарата нечетких множеств предлагается методика выбора оптимального варианта проекта разработки при частично недостаточной и неопределенной исходной информации и многокритериальности решений. Преимуществом методики является, то, что при всей сложности принятия решений, она обладает особенностями, позволяющими научно-обоснованно и однозначно определить вариант проекта разработки, несовпадающий с традиционно применяемой методикой выбора варианта на основе максимального КИН при существенном отклонении извлекаемых запасов.

Практическая ценность и реализация результатов работы. Научные результаты, полученные в диссертационной работе, нашли применение в теории и практике разработки нефтяных месторождений, а также явились основой разработки новых технологий повышения нефтеотдачи пластов, методов интенсификации добычи нефти и оптимизации процессов нефтедобычи. Разработанные методики и технологии многие годы внедряются в практику разработки на месторождениях Западной Сибири – Самотлорском, Урьевском, Покамасовском, Локосовском, Нивагальском, Ново-Покурском и других.

Из защищенных автором 11 патентов в процессах нефтегазодобычи внедрено 5, на использование которых были заключены лицензионные договора, прошедшие государственную регистрацию в Российском агентстве по патентам и товарным знакам (Роспатент), а полученные результаты утверждены актами предприятий.

Технологическая эффективность, полученная за счет внедрения защищаемых положений диссертации, а также разработанных и защищенных патентами РФ технологий, составила, согласно представленным актам, более 2 млн.т дополнительной добычи нефти. Полученные результаты вошли в научно-технические отчеты, научные программы и проекты: МПР РФ, ЦКР Роснедра, ОАО «ЛУКОЙЛ», ТПП «Лангепаснефтегаз», НП «ИСИПН» РАЕН, Пермского государственного технического университета.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на:



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |
 





 
© 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.