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 |

Методические основы повышения эффективности разработки залежей высоковязкой нефти в карбонатных коллекторах

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Мухаметшин Вячеслав Вячеславович

методические основы ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ разработки залежей высоковязкой нефти

в карбонатных коллекторах

Специальность 25.00.17 – Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых

месторождений

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Уфа – 2009

Работа выполнена на кафедре «Разработка нефтяных и газовых месторождений» Уфимского государственного нефтяного технического университета.

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Зейгман Юрий Вениаминович.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Хафизов Айрат Римович;

кандидат технических наук

Карпов Алексей Александрович.

Ведущая организация ОАО ТатНИПИнефть.

Защита состоится «19» ноября 2009 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 «15» октября 2009 года.

Ученый секретарь совета Ямалиев В.У.

Общая характеристика работы

Актуальность темы

В условиях постоянного снижения добычи нефти из высокопродуктивных залежей как в карбонатных, так и терригенных коллекторах, существенного снижения прироста разведанных запасов (в 2005 году впервые в мировой истории извлекаемые запасы нефти стали больше прироста ее ресурсов), а также роста цен на нефтяное сырье особое значение приобретает ввод в активную разработку низкопродуктивных, сложнопостроенных залежей нефти с трудноизвлекаемыми запасами.

Одними из таких объектов являются турнейские залежи высоковязкой нефти ( 20 мПас), приуроченные к карбонатным коллекторам и расположенные в пределах Волго-Уральской нефтегазоносной провинции. Несмотря на существенные запасы нефти этих объектов, уровень добычи нефти из них составляет десятые доли процента, а степень выработки запасов в среднем не превышает нескольких процентов.

Низкая эффективность и медленный ввод в разработку этих объектов во многом обусловлены причинами геологического характера, а именно: низкими коллекторскими свойствами, повышенной зональной и послойной неоднородностью по литолого-коллекторским свойствам пластов, наличием трещиноватости и кавернозности, линзовидным строением пород-коллекторов, слабой гидродинамической связью нефтенасыщенного и водонасыщенного объемов пластов, наличием различных литологических типов коллекторов, низкими удельными значениями запасов на единицу площади, значительной прерывистостью и расчлененностью продуктивных пластов.

В этих сложных геологических условиях анализ, контроль, регулирование и проектирование разработки осуществлялись по аналогии с высоко-продуктивными объектами, без учета особенностей процесса нефтеизвлечения ввиду отсутствия научного обоснования концепции и принципов разработки, а также методической базы, позволяющей решать различные вопросы повышения эффективности процесса эксплуатации залежей.

Изучение истории разработки залежей высоковязкой нефти турнейского яруса с трудноизвлекаемыми запасами показало низкую эффективность выработки запасов при использовании традиционных сеток скважин и систем заводнения, принятых для высокопродуктивных объектов. При этом большинство добывающих скважин не испытывают влияния закачки воды, процесс вытеснения протекает крайне неравномерно, образуются застойные зоны, пластовое давление в процессе разработки снижается, а конечная нефтеотдача при этом в редких случаях достигает 30%.

В то же время эти объекты приурочены к развитым нефтегазодобывающим регионам страны, находятся на хорошо обустроенных территориях, имеющих добротную материальную и кадровую базы, развитую промышленную и социальную инфраструктуры, а многие из этих залежей вскрыты скважинами различного назначения, пробуренными на другие эксплуатационные горизонты; имеются системы ППД, сбора и подготовки нефти. Все это позволяет вести разработку объектов с минимальными издержками.

Таким образом, решение задачи обоснования технологических решений, направленных на повышение степени выработки запасов и интенсификацию разработки этих объектов, является весьма актуальным.

Цель работы

Создание методических основ повышения эффективности разработки низкопродуктивных объектов высоковязкой нефти в карбонатных коллекторах турнейского яруса на основе обобщения теории и практики разработки залежей северо-западной части Башкортостана.

Основные задачи исследований

Разработка комплекса методик и алгоритмов:

- повышения эффективности соляно-кислотных обработок (СКО) на основе установления геолого-технологических условий наиболее успешного проведения воздействия, научно-обоснованного подбора скважин и регулирования параметров обработок;

- прогнозирования величины технологического эффекта СКО; обоснования выбора скважин по какому-либо критерию эффективности в зависимости от тактики и стратегии предприятий в конкретных рыночных условиях, обоснования параметров воздействия с учетом геологических особенностей залежей и особенностей технологии разработки объектов;

- оценки степени допустимого разрежения (уплотнения) сетки скважин и выбора систем заводнения дифференцированно на участках с различными геолого-физическими свойствами пластов и насыщающих их флюидов на стадии составления первых проектных документов;

- выбора местоположения скважин при уплотнении сетки и совершенствовании систем заводнения, определения добывающих скважин для перевода их под нагнетание, обоснования выбора участков для применения методов увеличения нефтеотдачи;

- прогнозирования степени гидродинамического взаимодействия добывающих и нагнетательных скважин, выбора параметров систем заводнения для достижения максимально-возможного соответствия технологических параметров особенностям геологического строения объектов.

Методы исследований

При решении поставленных задач использованы методы геолого-промыслового анализа и обобщения результатов лабораторных, геофизических и гидродинамических исследований скважин и залежей, опыта и истории разработки объектов, находящихся длительное время в разработке.

При моделировании и формализации процесса нефтеизвлечения использовались различные методы математической статистики и теории вероятности: методы теорий распознавания образа, адаптации и обучения.

Научная новизна

  1. Разработан комплекс алгоритмов и методик, позволяющих проводить адаптацию технологии и адресное воздействие соляной кислотой на призабойную зону в конкретных геологических условиях, прогнозировать эффективность воздействия, выбирать скважины и параметры обработок.
  2. Предложен комплексный параметр эффективности СКО, позволяющий проводить прогноз и выбор скважин по единому критерию и находить компромисс между приростом дебита и обводненности скважин.
  3. Установлены условия наиболее успешного проведения воздействия на призабойную зону с использованием соляной кислоты и пласт при организации внутриконтурного заводнения. Выявлены геолого-технологические параметры, оказывающие превалирующее влияние на эффективность процессов воздействия.
  4. Разработан комплекс методик, позволяющих оценивать параметры и интенсивность систем заводнения, проводить обоснование и выбор очагов под нагнетание в различных геолого-промысловых условиях.
  5. Предложен алгоритм дифференциации объектов с использованием канонических дискриминантных функций (КДФ) для предотвращения катастрофического обводнения добывающих скважин.

Практическая ценность и реализация работы

Создана методическая основа решения актуальных вопросов воздействия на призабойную зону и пласт в целом с использованием соляно-кислотных растворов и различных систем внутриконтурного заводнения. Полученные результаты, методики, алгоритмы и модели апробированы, внедрены и используются при составлении проектных документов и планировании мероприятий по повышению эффективности разработки нефтяных месторождений в Центре химической механики нефти Академии наук республики Башкортостан и ООО НПФ «Нефтегазразработка».

Материалы работы внедрены в учебный процесс и используются при чтении лекций по дисциплинам «Физика нефтяного и газового пласта» и «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений», а также при выполнении курсовых и дипломных проектов.

Апробация работы и результатов исследования

Основные положения диссертационной работы докладывались на 57, 60-й научно-технических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых (г. Уфа, УГНТУ, 2006, 2009), Международной научно-технической конференции «Проблемы нефтегазового дела» (г. Октябрьский, ОФ УГНТУ, 2006), научно-технической конференции (г. Бугульма, ТатНИПИнефть, 2006), 60-й юбилейной межвузовской студенческой научной конференции «Нефть и газ – 2006» (г.Москва, РГУНГ им. Губкина, 2006), 61-й студенческой научной конференции «Нефть и газ – 2007» (г.Москва, РГУНГ им. Губкина, 2007), Международном форуме молодых ученых «Проблемы недропользования» (г. Санкт-Петербург, СПбГГИ им. Плеханова, 2007), Международном форуме молодых ученых «Проблемы рационального природопользования» (г. Санкт-Петербург, СПбГГИ им. Плеханова, 2007).

Публикация результатов работы

Содержание работы опубликовано в 15 научных трудах, в том числе: 2 монографии, 2 статьи в ведущих рецензируемых журналах в соответствии с перечнем ВАК Минобразования и науки РФ.

объем и структура работы

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных результатов и выводов, а также списка литературы. Работа изложена на 207 страницах, содержит 30 таблиц и 28 рисунков.

Автор выражает благодарность научному руководителю, заведующему кафедрой РНГМ профессору Зейгману Ю.В. и коллективу кафедры за научные консультации, ценные советы и рекомендации при выполнении работы.

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность проведенных исследований, сформулированы цель и основные задачи, решенные в работе, научная новизна и практическая значимость результатов диссертации.

В первой главе дана характеристика и выделены специфические особенности геологического строения объектов исследования, а также геолого-физических и физико-химических свойств пластов и насыщающих их флюидов.

Залежи кизеловского горизонта турнейского яруса Мустафинского, Манчаровского, Менеузовского и Таймурзинского нефтяных месторождений в тектоническом отношении приурочены к Южно-Татарскому своду Русской платформы и Бирской седловине, залегают на глубинах от 1120 до 1460 м и яв-ляются пластовыми. Начальные значения пластового давления и температуры изменяются в интервалах от 11,2 до 14,6 МПа и от 291 до 298 К соответственно.

Литологически залежи нефти в основном сложены серыми и светло-серыми биоморфными, биоморфно-детритовыми, сгустково-комковатыми и пелитоморфно-сгустковыми известняками с незначительными прослоями доломитов. В строении пород-коллекторов определяющую роль играет межзерновая (гранулярная) пористость, по типу структуры пустотного пространства приближающаяся к породам терригенного ряда. Трещиноватость имеет ограниченное распространение, усиливая сообщаемость пустот кавернозно-пористых участков. Выделяются три структурных типа коллекторов: 1 – поровый; 2 – трещинно-поровый; 3 – трещинно-каверново-поровый. Первый тип резко доминирует, обусловливая продуктивность залежей. Основными породами-коллекторами являются сгусткого-комковатые и детритово-биоморфные известняки, характеризующиеся наиболее высокой пористостью и проницаемостью. Трещиноватость известняков выражается следующими средними величинами параметров: трещинная пористость 0,02- 0,2 %, трещинная проницаемость – до 1010-3 мкм2 и объемные плотности трещин – 20–50 м-1. Значения пористости, нефтенасыщенности, проницаемости соответственно изменяются в интервалах: 0,12–0,13; 0,82–0,86; 44–82, 10–3 мкм2. Залежи характеризуются низкими значениями эффективной нефтенасыщенной толщины (от 2,1 до 9,8 м; в среднем – 3,4 м) и толщины нефтенасыщенных пропластков (от 0,7 до 2,9; в среднем – 1,5 м).

Геологическая неоднородность объектов изменяется в довольно широких пределах. Так, значения доли пород-коллекторов в общей толщине пласта, коэффициентов расчлененности и комплексного показателя неоднородности (по М.А.Токареву) изменяются соответственно в интервалах: 0,2–0,63; 1,50–4,55; 5–25 м–2, составляя в среднем соответственно 0,36; 2,84; 10,5 м–2.

Режимы работы залежей характеризуются как упруговодонапорные со слабым подпором подошвенных и краевых вод. Причиной этого является запечатанность залежей вблизи поверхности ВНК ввиду отложений вторичного кальцита и вязкого битума в трещиновато-пористой среде, сильной ресчлененности продуктивных пластов плотными, непроницаемыми разностями и линзовидное строение пород-коллекторов. Последнее является причиной резкого падения пластового давления и дебитов скважин при отсутствии пластовой воды в добываемой продукции на отдельных участках залежей, что говорит об упругом режиме их работы. Ввиду этого в условиях отсутствия мероприятий по поддержанию пластового давления режим работы залежей впоследствии переходит в режим растворенного газа.

Пластовые нефти объектов исследования являются высоковязкими и плотными при низких значениях давления насыщения и газосодержания. Значения этих параметров изменяются соответственно в следующих пределах: 21,6–32,1 мПас; 880–897 кг/м3; 3,6–5,8 МПа; 8,2–19,5 м3/т. Пластовые воды являются высокоминерализованными; плотность составляет 1120–1180 кг/м3. В солевом составе преобладают хлориды кальция и натрия. Первая соленость достигает 83 %. По классификации В.А.Сулина они относятся к хлоркальциевому типу, группе хлоридных, подгруппе натриевых вод.

Вторая глава посвящена выделению особенностей технологии разработки и оценке степени выработки запасов нефти объектов исследования. Эти объекты начали вводиться в пробную эксплуатацию в шестидесятых годах прошлого столетия. Разбуривание их осуществлялось крайне неравномерно и длительное время. При этом на момент анализа объектов плотность сетки скважин (ПСС) по различным участкам изменялась в довольно широких пределах – от 20 до 320 га/скв во внешнем контуре нефтеносности и внутри разрезающих рядов нагнетательных скважин. На отдельных наиболее продуктивных участках ПСС в зоне разбуривания достигала 9–16 га/скв при размещении скважин по равномерной трех- и четырехугольной сетке с расстоянием между скважинами от 300 до 400 м.

Добыча нефти в основном осуществляется с использованием естественной энергии пласта как за счет упругих сил, так и за счет слабого подпора подошвенных и законтурных вод. Конечная нефтеотдача на участках, при разработке на естественном режиме, определяется геолого-физическими свойствами пластов и плотностью сетки скважин и изменяется от 0,05 до 35 % (прогнозирование проводилось с использованием метода А.В.Копытова и кривых падения добычи нефти во времени). Дебиты нефти с течением времени снижаются ввиду как падения пластового давления, так и обводнения добываемой продукции, причем на отдельных участках пластовое давление снизилось ниже давления насыщения и имеет место режим растворенного газа.

Особенностью разработки месторождений является наличие нескольких эксплуатационных горизонтов, совпадающих в плане. При этом во многих скважинах ведется совместная добыча нефти из двух горизонтов, что затрудняет проведение эффективного контроля за процессом выработки запасов. Причем основные запасы, основная добыча нефти и все мероприятия по увеличению нефтеотдачи пластов приходятся на терригенные пласты нижнекаменноугольной системы (бобриковский, радаевский, тульский горизонты). Однако скважины и промысловые коммуникации этих объектов являются существенным резервом добычи нефти из залежей турнейского яруса.

В целях интенсификации процесса разработки и увеличения конечной нефтеотдачи с середины семидесятых годов на отдельных участках с наиболее благоприятной геологической характеристикой организована закачка воды в очаговые нагнетательные скважины. Анализ результатов заводнения показал, что наряду с увеличением дебитов добывающих скважин, окружающих нагнетательные, имеют место и случаи отсутствия роста дебитов. Эффективность закачки при этом определяется геологическим строением пласта и расстояниями между добывающими и нагнетательными скважинами. Широкое распространение получили различные виды СКО, эффективность которых изменяется от 120 до 1800 т/скв, снижается с течением времени и определяется рядом геолого-технологических параметров.

Совершенствование разработки этих объектов с целью повышения степени выработки запасов предусматривается по следующим направлениям:

- бурение и перевод скважин с других эксплуатационных горизонтов с целью уплотнения сетки скважин на участках, не охваченных вытеснением нефти водой. При этом плотность сетки во внешнем контуре нефтеносности должна достигнуть 20–30 га/скв, а на участках с благоприятной геологической характеристикой и в зоне разбуривания – от 9 до 16 га/скв;

- организация и совершенствование систем внутриконтурного заводнения путем бурения новых нагнетательных, перевода обводнившихся добывающих скважин, а также скважин с других горизонтов под нагнетание. Планируется сочетание линейного, очагового и площадного заводнения. Конечная нефтеотдача при этом на отдельных участках должна составить 30–40%.

Третья глава посвящена изучению особенностей соляно-кислотного воздействия на пласт, с целью создания методик и алгоритмов решения проблемных вопросов этого вида воздействия на ПЗП. Решением подобных задач занимались В.И. Азаматов, В.А. Амиян, Ю.В. Антипин, К.Б. Аширов, Н.М. Бакиров, В.Д. Викторин, Г.Б. Выжигин, М.Н. Галлямов, В.А. Илюков, В.Г. Логинов, Н.А. Лыков, В.Н. Майдебор, Ю.В. Маслянцев, И.С. Мищенков, Р.Х. Муслимов, В.Ш. Мухаметшин, А.М. Попов, М.Ф. Путилов, Б.Ф. Сазонов, М.Л. Сургучев, В.А. Суслов, В.П. Шалинов, В.С. Уголев и др.



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.