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:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 |

Научно-методические основы оптимизации технологического процесса повышения нефтеотдачи пластов

-- [ Страница 5 ] --

В ходе реализации методов ПНП важное значение приобретают физико-химические характеристики используемых химических композиций, воздействующих на пористую среду и насыщающие ее флюиды, а также процессы, направленные на то, чтобы свойства закачиваемых композиций проявились непосредственно в заданной области коллектора. Следует отметить, что большинство из применяемых технологий увеличения охвата пласта вытеснением (полимерное, газовое, водогазовое, щелочное и другие методы) не обеспечивают ожидаемой эффективности именно вследствие незначительного охвата остаточных целиков нефти, преимущественной фильтрации в поровых каналах высокой проницаемости, прорывов газа по трещинам и другим менее значимым причинам. Эффективное решение такого рода осложнений было найдено в области реогазохимических технологий внутрипластовой генерации двуокиси углерода и газожидкостных оторочек, создаваемых на его основе с присущими им свойствами направленного (ориентированного) воздействия на слабодренируемые участки коллектора. Генерируемый для образования газожидкостной оторочки диоксид углерода и его критические характеристики позволяют использовать СО2 для извлечения нефти в благоприятных термобарических условиях залегания углеводородов в пластах. Щелочные свойства участвующей во внутрипластовой химической реакции кальцинированной соды позволяют снизить набухаемость глинистых включений пористой среды, а соляная кислота и продукт стехиометрической реакции хлорид натрия, как хорошие электролиты, обеспечивают преимущественную фильтрацию оторочки в низкопроницаемые области залежи. Газожидкостная система, обладающая неравновесными свойствами, приводит к выравниванию фронта вытеснения закачиваемых агентов за счет образуемого пенного барьера. При этом диоксид углерода, растворяясь в нефти, уменьшает вязкость углеводорода, а растворение газа в воде сопровождается увеличением вязкости воды. Было показано, что при закачке воды с добавкой электролита за счет снятия электровязкостного эффекта происходит выравнивание профиля фильтрации и увеличение приемистости нагнетательных скважин.

В ходе проведенных исследований было показано, что повышения эффективности заводнения можно добиться снижением электрокинетического потенциала или изменением толщины диэлектрического слоя (ДЭС), а также повышением электрической проводимости вытесняющего агента, что достигается путем изменения минерализации закачиваемой воды или добавления к ней специальных реагентов, понижающих заряд поверхности пор. Экспериментальными исследованиями также установлено, что при генерации СО2 наблюдается ряд термодинамических эффектов.

В проведенной серии лабораторных экспериментов исследована генерация диоксида углерода СО2 при стехиометрической реакции различных по составу газообразующих и газовыделяющих водных растворов и показано, что характер процесса различен в зависимости от физико-химических характеристик водной среды. В лабораторных экспериментах использовались водные растворы солей карбонатов, приготовленные на дистиллированной, пресной воде, а также пластовой воде. Сравнение результатов стехиометрической реакции между газовыделяющими водными растворами, приготовленными на дистиллированной, пресной воде, а также пластовой воде, показало, что барометрические и объемные характеристики реакции различаются в зависимости от типа водной фазы, участвующей в реакции (рис.4).

 Динамика генерируемого объема диоксида углерода при стехиометрической-29

Рис. 4. Динамика генерируемого объема диоксида углерода при стехиометрической реакции газовыделяющих и газообразующих растворов.

Это отличие, выражается, прежде всего, в темпе изменения давления и объема газа при выделении двуокиси углерода в исследуемом объеме на начальном этапе реакции. Анализ результатов лабораторных экспериментов показал, что в случае, когда основой газовыделяющего раствора является пресная и дистиллированная вода, генерируемый в процессе реакции диоксид углерода формирует устойчивые «поверхности» реакции, а в газообразующих системах, представляющих собой водные растворы на основе пластовой воды, генерируемый в результате реакции газ существует в неустойчивой форме. Газожидкостная смесь, обладающая неравновесными свойствами, также генерирует дополнительную энергию в залежи или стимулирует пластовую энергию. Технологии интенсификации добычи нефти и повышения нефтеотдачи залежей традиционно применялись для восстановления фильтрационных характеристик длительно эксплуатируемых скважин, а также доизвлечения остаточных запасов нефти. Последние тенденции в этой области свидетельствуют о том, что эти способы все чаще применяются как один из методов заканчивания новых скважин, включая и высокопроизводительные.

В последние годы широкое распространение получили технологии массированного гидроразрывов пласта (ГРП) в качестве метода ПНП, в том числе использованием агентов, позволяющих избирательно снизить проницаемость водонасыщенных интервалов и повысить эффективность технологии. На объекте БВ18-22 Ачимовской толщи Поточного месторождения с 1986 по 2003 гг. резко сократилась добыча и естественно, фонд действующих скважин, только с 2003 г после проведения ГРП начата активная разработка залежи (рис.5). Темп отбора от начально извлекаемых запасов (НИЗ) за счет ГРП увеличился с 0.1% до 8%. Годовая добыча нефти, составляющая в 2002 г.– 5.6 тыс.т., в 2006 г. составила 373.2 тыс.т. Одним из примечательных эффектов проведения ГРП в пластах с низкими фильтрационно-емкостными свойствами является кратное увеличение дебита добывающих и приемистости нагнетательных скважин. В частности, это происходит при проведении большеобъемных глубокопроникающих ГРП, что приводит к образованию длинных узких трещин. Для пластов с проницаемостью в пределах 0,001-0,010 мкм2 длина трещины после проведения такого рода операций составляет от 100 до 200 метров, при объемах закачки жидкости и пропанта в пределах 100-200 тонн. Анализ причин недостаточной эффективности ГРП показывает, что в большинстве случаев это происходит из-за несоответствия выбранных скважин требуемым для гидроразрыва критериям.

 Динамика основных показателей разработки Ачимовской толщи Поточного-30

Рис.5. Динамика основных показателей разработки Ачимовской толщи Поточного месторождения.

Эффективность резко снижается при малой толщине пласта, низкой нефтенасыщенности, расположении вблизи фронта заводнения, пониженном пластовом давлении. Другой причиной является недостаточное качество проектирования ГРП в частности, неправильные режимы закачки жидкости, укладки пропанта. За основные показатели эффективности применения ГРП на скважине приняты кратность увеличения продуктивностей (дебитов) по жидкости и дополнительная добыча в результате обработки, а также длительность эффекта. По величине дополнительной добычи нефти выделены три группы скважин: с низким эффектом с величиной дополнительной добычи менее 3 тыс. т., со средним эффектом от 3 до 6 тыс.т и с высоким эффектом более 6 тыс.т. В целом по ООО «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь» в первую группу входит в среднем 36 % сква­жин, во вторую - 17 % и в третью - 47 %.

Одна из задач анализа проведенных обработок состояла в установлении причин низкой эффективности ГРП. На первом этапе проанализированы обработки отдельных скважин и установлены связи их эффективности с фильтрационно-емкостными характеристиками пласта, технологией проведения ГРП, состоянием разработки. Путем статистической обработки данных и математического моделирования операций ГРП определены факторы, определяемые горно-геологическими условиями, наиболее сильно влияющие на показатели: в том числе: проницаемость, пористость, модули Юнга и коэффициенты Пуассона пласта и экрана, мощность пласта и экрана, горное давление, вязкость пластовых флюидов. На втором этапе анализ распространен на систему скважин и установлено вли­яние геолого-технологических факторов на извлекаемые запасы объекта разработки или участка применения ГРП.

Основными технологическими параметрами, влияющими на результативность ГРП, являются: масса и среднее массовое содер­жание закачанного пропанта, удельная проводимость пропанта с единичной поверхностной плотностью, вязкость и средний темп закачки жидкости разрыва. Геомеханическая характеристика пластов, на которых проектируется операция гидравлического разрыва, является важнейшим фактором достижения успешных результатов и позволяет свести к минимуму риск неудачных работ. Таким образом, применение ГРП на Ачимовской толщи Поточного месторождения, представленного низкими фильтрационно-емкостными свойствами, один из ярких примеров его использования в качестве метода повышения нефтеотдачи пластов. На данном объекте с трудноизвлекаемыми запасами с 2003 г. наблюдается существенное повышение КИН.

Эффективная разработка трудноизвлекаемых запасов нефти, в том числе на шельфе – сложнейшая задача и может быть решена только при условии применения специальных технологий разработки, таких как бурение горизонтальных скважин (ГС), разветвленных горизонтальных скважин (РГС), в сочетании с использованием забойного оборудования, позволяющего контролировать и регулировать приток флюидов из различных интервалов продуктивного пласта. Объектом разработки месторождения им.Ю.Корчагина является нефтяная оторочка (НО) газонефтяной залежи терригенных отложений неокомского надъяруса, содержащая большую часть запасов нефти месторождения. Нефтяная оторочка практически по всей площади покрывается газовой шапкой, снизу – подстилается водой. Средняя газонасыщенная толщина в 3 раза превышает нефтенасыщенную. Данный тип оторочки является наиболее сложным для разработки, запасы нефти относятся к категории трудноизвлекаемых.

С целью повышения эффективности разработки нефтяной оторочки неокомской залежи месторождения имени Ю.Корчагина предлагается к рассмотрению система разработки ГС большой протяженности. Добывающие скважины с горизонтальными стволами длиной до 5 км размещаются равномерно по площади залежи, вблизи ВНК, параллельно его поверхности. Расчеты показали, что в случае реализации предлагаемой технологии увеличится конечный КИН до 0,35.

Шестая глава посвящена исследованию вопросов принятия решений по проблемам повышения нефтеотдачи залежей в процессе разработки нефтяных месторождений. При составлении технологической схемы разработки новой нефтяной залежи запасы и другие характеристики пласта известны с некоторой неопределенной погрешностью. Выбор рекомендуемых методов повышения нефтеотдачи, используемой плотности сетки скважин, системы воздействия в существенной степени зависит от свойств пласта, поэтому необходимо выбрать такую стратегию действий разработчика, чтобы по возможности уменьшить риск несоответствия результатов с утвержденными проектными решениями, выбранными по неопределенным исходным данным. Степень «опасности» таких рисков оценивается потерями, имеющими место при несоответствии в проектных документах технологических решений разработки месторождения экономическим критериям. При этом из-за неточности используемых в моделях данных требуется периодически вносить изменения, дополнения к проекту разработки, пересчету балансовых и извлекаемых запасов, оценки конечного коэффициентов нефтеизвлечения. Это нашло свое подтверждение в результатах исследований, представленных в третьей главе, в которой было доказано наличие существенной разницы в оценке извлекаемых запасов и их связь с объемами планируемых геолого-технических мероприятий. Мониторинг разработки большого числа месторождений показывает существенное отклонение проектных показателей разработки от фактических, что, несомненно, определяет высокий уровень риска, который приводит к серьезным коллизиям между собственником недр и недропользователем.

В диссертационной работе, в рамках проведенных исследований, создана методика принятия решения по выбору оптимального варианта разработки месторождения в условиях неопределенности, недостаточности информации и многокритериальности решения. В методике использованы вероятностно-статистические и эвристические минимаксные критерии Вальда, Севиджа, Гурвица, Лапласа, аппарат нечетких множеств Л. Заде. Принятие решения при оценке рисков и выборе оптимальной системы разработки в методике производится на основе построения так называемой «матрицы платежей» или «матрицы риска». Стратегия принятия решения заключается в выборе оптимального варианта разработки с учетом конечного коэффициента извлечения нефти, в зависимости от предполагаемых колебаний значений извлекаемых запасов и чистого дисконтированного потока наличности (ЧДПН). Поиск оптимального решения ведется путем совместного учета результатов эвристических критериев, их свертывания с использованием аппарата теории нечетких множеств и построения стратегической схемы принятия решения. На основании гидродинамических расчетов определяются значения принятого критерия эффективности, получаемые лицом, принимающим решение (ЛПР) при различных комбинациях стратегий. Значения показателей aij (i=1,2,., n; j=1,2,., m) заносятся в таблицу, называемую матрицей «выигрышей» или «потерь». Фактором, формирующим зону риска, является в частности, отклонение извлекаемых запасов углеводородов и связанные с этим экономические потери. При составлении технологической схемы разработки новой нефтяной залежи запасы и другие характеристики пласта известны с некоторой неопределенной погрешностью. Выбор стратегии действий разработчика заключается в возможности уменьшения риска из-за технологической схемы, выбранной по неопределенным исходным данным. Риск оценивается потерями, которые могут произойти из-за несоответствия технологической схемы экономическому критерию. Сложность задачи увеличивается от того, что по каждому критерию решение может оказаться неоднозначным.

Стратегией ЛПР служит вариант разработки со значением конечного коэффициента нефтеизвлечения, а стратегией «природы» - отклонение величин извлекаемых запасов углеводородов. В зависимости от величины отклонений истинной величины запасов, принятый вариант разработки может привести к разным потерям ЧДПН.

Рассматриваются случаи, когда запасы могут отличаться на дату проектирования в большую или меньшую сторону. При этом стратегией ЛПР принят вариант разработки соответствующими значениями конечного коэффициента нефтеизвлечения, а стратегией «природы» - отклонение величин извлекаемых запасов нефти.

Для каждого из статистических критериев функции принадлежности показателя выбираются в виде: , где k1 и k2 - постоянные коэффициенты. Как видно из табл.3. двукратное увеличение убытков в случае, если действительные запасы окажутся на 25% больше, чем утвержденные, приводит к тому, что потери ЧДПН в IV варианте разработки окажутся приблизительно равными потерям по III варианту в случае уменьшения действительных запасов на 25%. Если запасов окажется на 25% меньше, чем предполагалось, то при этой стратегии «природы» потери ЧДПН при IV варианте разработке окажутся примерно равными потерям при варианте разработки I (при увеличении запасов на 25%).

Таблица 3. Матрица потерь ЧДПН при реализации проекта

Варианты разработки Изменение утвержденных запасов, %
+25 +10 0 -10 -25
I (=0,47) 0 -268 -389 -465 -850
II (=0,51) -115 -132 -256 -398 -735
III (=0,54) -350 -65 -273 -354 -560
IV (=0,57) -565 -115 0 -187 -375

В таблице 4 приведены значения функции желательности для вариантов разработки, в последнем столбце таблицы 4. для каждого варианта разработки выписаны минимальные по всем критериям значения функции принадлежности . Как видно максимальным среди них является значение =0,47, соответствующее оптимальному решению – варианту разработки со значением КИН, равным 0,54. Преимуществом методики является, то, что при всей сложности принятия решений, она обладает особенностями, позволяющими научно-обоснованно и однозначно определить вариант проекта разработки, который может не совпадать с традиционно применяемым выбором варианта на основе максимального КИН.

Таблица 4. Значения функции принадлежности

Критерии Вариант разработки Лапласа Вальда Севиджа Гурвица Функция принадлежности
0,1 0,2 0,5 0,8 0,9
I (=0,47) 0,1 0,46 0,1 0,1 0,1 0,64 0,84 0,1 0,1
II (=0,51) 0,45 0,89 0,43 0,39 0,1 0,1 0,1 0,49 0,1
III (=0,54) 0,9 0,9 0,89 0,89 0,85 0,72 0,56 0,47 0,47
IV (=0,57) 0,9 0,1 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,1


Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 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.