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 |

Геотехнологические основы повышения эффективности добычи нефти из недонасыщенных нефтью высокотемпературных полимиктовых пластов

-- [ Страница 2 ] --

Выполненный анализ показал, что для большинства залежей характерно наличие обширных зон, в пределах которых резко снижена гидродинамическая связь между отдельными участками продуктивного пласта. Это, в основном, обусловлено понижением эффективной толщины пласта, частым переслаиванием и замещением по простиранию песчаных тел низкопроницаемыми породами. В крыльевых зонах структурных поднятий наблюдается развитие косой слоистости.

Особенности строения залежей позволяют по сложности освоения и степени нефтеизвлечения выделить чисто нефтяную зону с относительно высокой однородностью коллекторов по степени нефтенасыщения; водонефтяную зону в краевых частях залежей, не подвергшихся процессам переформирования или находящихся на поздней ее стадии; зону с высокой неоднородностью коллекторов в разрезе пласта по нефтенасыщенности.

Отличительной особенностью залежей является более низкое, на 5…15 %, нефтенасыщение порового пространства относительно синхронных с близкими фильтрационными свойствами продуктивных пластов месторождений других регионов Западной Сибири. Коллекторы залежей имеют пониженную начальную нефтенасыщенность – 50…80 % от их возможного предельного нефтенасыщения и содержат подвижную воду.

На фоне общей пониженной нефтенасыщенности коллекторов наблюдается высокая неоднородность содержания нефти в разрезе пласта. Прослои с низким содержанием нефти выделяются не только в подошвенной, но и в центральной и даже в кровельной частях разреза пласта. Обширные участки неоднородного нефтенасыщения приурочены и к однородному по строению пласту с повышенной проницаемостью коллекторов, что является отличительной чертой залежей нефти региона от других месторождений Широтного Приобья.

Одним из основных параметров коллекторов, характеризующих их потенциальные возможности, является их водоудерживающая способность. Для коллекторов продуктивных пластов содержание остаточной воды изменяется от 17 до 82 %. Параметр характеризует нижнюю границу предельного нефтенасыщения песчано-алевритовых полимиктовых коллекторов Западной Сибири. При таком содержании воды в породе нефть является практически неподвижной при существующих режимах эксплуатации залежей.

Исследования состояния поверхности минерального скелета коллекторов, степени подвижности поровой воды и нефти, по результатам исследований института СибНИИНП, выявили средний показатель фильности – 0,964. Для коллекторов месторождений Широтного Приобья этот показатель равен 0,723. Шальным Г.С. установлено, что остаточная поровая вода практически при всех перепадах давления является подвижной. Чем выше показатель смачиваемости скелета, тем выше подвижность остаточной поровой воды.

В НИИ «Нефтеотдача» АН РБ при участии автора проведены исследования смачиваемости пород-коллекторов Суторминского и Западно-Суторминского месторождений (Хайрединов Н.Ш., Овсюков А.В., г. Уфа, 1996 г.), результаты которых показали, что состояние поверхности порового пространства либо гидрофильное, либо гидрофобное, то есть характеризуется четко выраженной полярностью смачиваемости. Породы, имеющие гидрофобный характер смачивания, обладают проницаемостью более 0,1 мкм2, проницаемость менее 0,1 мкм2 характеризует выраженное гидрофильное состояние поверхности. При вытеснении нефти водой впереди основного фронта вытеснения наблюдаются скопления воды, и происходит чередующееся движение практически безводной нефти и нефти с высоким содержанием воды. Это указывает на ускоренное продвижение воды по отдельным поровым каналам и накопление ее перед зоной с повышенным нефтенасыщением или повышенной гидрофобностью минерального скелета коллектора.

Пластовые температуры достигают 90 °С и выше. При температуре выше 60 °С ускоряются процессы коррозии скважинного оборудования, в том числе и за счет потери своих свойств заводскими ингибиторами.

Дан анализ физико-химическим характеристикам нефтей.

Нефти легкие (810…860 кг/м3) и средние (860…890 кг/м3) относятся к группе смешанных – метано-нафтено-ароматических. Вязкость пластовых нефтей в пределах 1,02…2,02 мПа·с, газосодержание – от 40 до 257 м3/м3, давление насыщения нефти газом – до 9,8 МПа.

Нефти парафинистые (до 6 %) и высокопарафинистые (более 6 %), малосмолистые (0…8 %), в основном малосернистые (до 0,5 %), характеризуются высокой температурой застывания, что зачастую приводит к потере их текучести.

Эксплуатация скважин сопровождается асфальтосмолопарафиновым содержанием (АСПО) во внутрискважинном оборудовании. На выпадение АСВ в призабойной зоне указывает высокая эффективность ОПЗ скважин различными растворителями и термогазохимическими методами. Причиной выпадения АСВ в ПЗП является снижение забойных давлений ниже давления насыщения (Баренблатт Г.И., Вахитов Г.Г., Кузнецов О.Л., Сургучев М.Л., Желтов Ю.В., Симкин Э.М., Мартос В.Н. и др.).

С самого начала эксплуатации большинства скважин наблюдается высокая обводненность продукции. Многие скважины обводняются до критической величины при отборе 0,1…10,0 тыс. т нефти на скважину. Такая ускоренная обводненность продукции скважин связана с наличием в разрезе пласта подвижной пластовой воды, с прорывом нагнетаемой воды по недонасыщенным прослоям, а также с перераспределением нефти по разрезу пласта при нарушении существующего до закачки воды равновесия в пластовой системе.

Неоднородное геологическое строение продуктивных пластов, пониженное и неоднородное нефтенасыщение значительно осложняют разработку залежей традиционным заводнением, резко снижая при этом конечную нефтеотдачу пластов и динамику добычи нефти.

Согласно фактическому промысловому материалу, результатам гидродинамических исследований (ГДИ), продуктивность значительного числа скважин ниже их потенциальных возможностей как в начале работы, так и в режиме устойчивой работы; наблюдается ее снижение и в период их длительной эксплуатации, несмотря на проведение большого объема геолого-технических мероприятий.

Анализ причин подземного и капитального ремонтов скважин на месторождениях Ноябрьского региона показал, что наибольшее количество ремонтов связано с загрязнением призабойной зоны пласта и ствола скважины, некачественным глушением скважин в условиях высокотемпературных режимов пласта. Учитывая постоянное появление АСПО и кольматацию в ПЗП, необходимо расширить объем исследований по этой проблеме с целью создания новых, более эффективных технологий предотвращения негативных характеристик ПЗП и ствола скважины.

В результате обобщения изучены особенности геологического строения месторождений, физико-химические свойства пластовых флюидов, состояние и характеристика запасов, состояние и проблемы разработки недонасыщенных нефтью полимиктовых коллекторов. Выявлена низкая эффективность методов и технологий повышения продуктивности скважин. На основании обобщения состояния разработки нефтяных месторождений определены постановка задачи исследования и выбор объектов.

Во второй главе приведены результаты исследования процессов нефтеизвлечения из недонасыщенных нефтью коллекторов. На основе обработки нефтепромысловых данных установлена статистически значимая зависимость начальной обводненности скважин со средней нефтенасыщенностью коллектора. Для залежей нефти пласта БС210 Суторминского месторождения данная зависимость приведена на рисунке 2. Для построения выбирались данные скважин, эксплуатирующих чисто нефтяные зоны пласта или неконтактные водонефтяные зоны с разделяющим непроницаемым слоем не менее 4 метров. Сопоставление данных начальной нефтенасыщенности с данными обводненности, с которой начали работать скважины, показывает хорошую корреляцию: чем выше начальная нефтенасыщенность, тем ниже начальная обводненность.

  Зависимость начальной обводненности добываемой продукции скважин от-1

Рисунок 2 Зависимость начальной обводненности добываемой
продукции скважин от средней по разрезу
перфорированного интервала начальной
нефтенасыщенности, определенной по данным ГИС

На основе математической модели процессов фильтрации в недонасыщенных нефтью коллекторах изучены основные особенности разработки слабо нефтенасыщенных пластов. Предложена модель, описывающая физико-химическое воздействие на такие пласты.

Проведены численные эксперименты на математической модели послойно и зонально неоднородного недонасыщенного нефтью пласта.

Показано, что для такой модели пласта безводный период разработки отсутствует, т.к. коллектор пласта содержит подвижную воду. Начальная обводненность продукции скважины зависит как от средней по разрезу пласта начальной нефтенасыщенности, так и от соотношения вязкости нефти и воды. Характерным является наличие немонотонной зависимости в дебите нефти от времени, что связано как с неоднородным распределением нефтенасыщенности в пласте, так и с увеличением градиента давления в призабойной зоне при приближении фронта вытеснения. На рисунке 3 приведены зависимости текущего коэффициента извлечения нефти (КИН) от текущей обводненности. Согласно полученным данным для исследуемой модели пласта 10 % от начальных геологических запасов нефти добываются при постоянной начальной обводненности. Следующие 10 % геологических запасов нефти извлекаются до прорыва нагнетаемой воды к забою добывающей скважины. При этом за счет фильтрации только пластовой воды обводненность продукции скважины возрастает с 6 до 35 %. Высокая послойная неоднородность фильтрационно-емкостных свойств (ФЕС) коллектора и наличие подвижной воды обусловили невысокое значение конечного (при 95 % обводненности) КИН. Он составляет для данной модели 0,529 д.ед. Основные остаточные запасы нефти сосредоточены в низкопроницаемых зонах пласта, а также в гидрофобных областях.

  Зависимость КИН от текущей обводненности добываемой продукции для-2

Рисунок 3 Зависимость КИН от текущей обводненности
добываемой продукции для послойно и зонально
неоднородного, недонасыщенного нефтью коллектора

На основе линейной профильной модели неоднородного по фильтрационно-емкостным характеристикам коллектора была проведена серия численных экспериментов с целью выяснения роли неоднородности нефтенасыщения и проницаемости в динамике обводнения продукции скважины. Всего было проведено 27 численных экспериментов. На рисунке 4 приведена зависимость, отражающая корреляционную связь между неравномерностью нарастания обводненности продукции скважины и показателем неоднородности поля начальной водонасыщенности пласта. Коэффициент корреляции составляет 0,875, что говорит о существенной тесноте связи между исследуемыми величинами. Зависимость неравномерности нарастания обводненности от неоднородности поля начальной водонасыщенности пласта имеет линейный характер с коэффициентом достоверности аппроксимации R2 = 0,766.

Таким образом, по характеру нарастания обводненности добываемой продукции в начальный (условно-безводный) период эксплуатации скважины, вскрывшей продуктивный коллектор с неоднородным и пониженным нефтенасыщением, можно судить о степени неоднородности поля начальной нефтенасыщенности.

Рисунок 4 Зависимость неравномерности нарастания
обводненности добываемой продукции
от неоднородности поля начальной
водонасыщенности коллектора

Представленные в разделе результаты указывают на особенности разработки недонасыщенных нефтью залежей нефти: отсутствие безводного периода эксплуатации, быстрое нарастание обводненности и значительная доля воды в накопленных отборах жидкости, более низкий КИН. Показатели разработки таких залежей соответствуют показателям разработки контактных водонефтяных зон (ВНЗ), которые традиционно относятся к залежам с трудно извлекаемыми запасами нефти. Для повышения эффективности разработки залежей с недонасыщенными нефтью коллекторами необходимо применение физико-химических методов увеличения нефтеотдачи (МУН).

В главе изложены модельные подходы для определения эффективности физико-химического воздействия на недонасыщеные нефтью коллекторы. Рассматриваются два вида технологий. Один из них предусматривает изменение фазовых проницаемостей пластовых флюидов (например закачка поверхностно-активных агентов). Второй вид технологий приводит к избирательному увеличению фильтрационного сопротивления движению жидкости в областях коллектора с повышенной водонасыщенностью.

Рассмотрим особенности применения активных агентов, изменяющих относительные фазовые проницаемости (ОФП) пластовых флюидов, на недонасыщенные нефтью коллекторы. Предположим, что разработка пласта начинается при закачке в пласт воды как вытесняющего агента. Пусть по достижению некоторого «стартового» значения обводненности начинается закачка активного агента с концентрацией C0. В области коллектора, где концентрация активного агента превышает предельное значение, происходит изменение фазовых проницаемостей. Закачка агента продолжается в течение некоторого времени в объеме, измеряемом объемом порового пространства коллектора, затем прекращается, и дальше закачивается только вода. На рисунке 5 представлены поля давления и водонасыщенности к моменту начала закачки активного агента. Хорошо видно неравномерное продвижение фронта вытеснения нефти водой. При достижении обводненности 80 % начинается закачка активного агента, снижающего долю остаточной нефти в коллекторе.

Рисунок 5 Поля давления (изолинии) и водонасыщенности (цвет) к моменту начала закачки активного агента
(обводненность продукции скважины – 80 %)

На рисунке 6 приведена динамика полей давления и насыщенности, а также поля концентрации активного агента.

Рисунок 6 Динамика полей давления и насыщенности
после воздействия на коллектор активного агента

Как видно на рисунке 6, применение ПАВ в качестве активного агента приводит к снижению остаточной нефтенасыщенности в области повышенных значений концентрации ПАВ. При этом перед фронтом воды, закачиваемой после закачки ПАВ, формируются области повышенной нефтенасыщенности (своего рода аналог вторичного нефтенасыщения). При этом неоднородность распределения нефтенасыщенности существенно возрастает. Несмотря на то, что применение активного агента увеличивает конечный КИН, о чем будет сказано ниже, тем не менее, повышение эффективности нефтевытеснения наблюдается только в высокопроницаемой области коллектора, т.к. активный агент не попадает в достаточном количестве в низкопроницаемые области коллектора.

Изменение показателей разработки в результате физико-химического воздействия представлено на рисунке 7.

Рисунок 7 Динамика текущих показателей разработки
для варианта с применением ПАВ (0,01 общего объема пор модели, стартовая обводненность – 0,8 д.ед.)

Исследования зависимости КИН от условий применения физико-химических МУН, направленных на изменение ОФП пластовых флюидов, показало следующее. Эффективность данного вида МУН ограничивается областью высокопроницаемых зон коллектора, и она тем выше, чем больше закачивается активного агента. При этом выявлено, что чем менее выработан пласт до применения МУН (ниже «стартовая обводненность»), тем выше конечный КИН, достигаемый при закачке активного агента (рисунок 8).

  Зависимость КИН от объемов закачиваемого активного агента и-13

Рисунок 8 Зависимость КИН от объемов закачиваемого
активного агента и «стартовой» обводненности
добываемой продукции

Согласно полученным результатам, максимальный эффект (КИН) достигается при закачке наибольших объемов активного агента. При этом коэффициент нефтеотдачи тем выше, чем меньше выработка высокопроницаемого пласта. Однако, с другой стороны, условием, налагающим ограничение на объемы закачки активного агента, является экономический критерий, определяемый стоимостью реагентов и сопутствующих работ.

Ниже приводится порядок определения оптимальных (с точки зрения экономических показателей) объемов закачиваемого активного агента.

Рассмотрим послойно неоднородный пласт, состоящий из высокопроницаемых и низкопроницаемых пропластков. Согласно полученным результатам, технологии с изменением фазовых проницаемостей пластовых флюидов воздействуют в основном на высокопроницаемые пропластки. Очевидно, что объем закачиваемого агента определяется как требуемой технологической эффективностью проводимого геолого-технического мероприятия, так и экономическими показателями, характеризующими рентабельность данного мероприятия.

Объем дополнительно добытой нефти есть функция от объема закачиваемого агента. Кроме того, применение технологии приводит к изменению объемов попутно добываемой воды. При определении оптимальных параметров технологии (с точки зрения экономических показателей) необходимо учесть как увеличение объемов реализации продукции, изменение затрат на добычу попутной воды, так и увеличение расходов на реализацию технологии (закачиваемого агента).

Таким образом, экономический показатель – накопленный чистый дисконтированный доход предприятия (– НЧДД) за рассматриваемый период времени – является функцией от закачиваемых объемов агента. Максимум этой величины соответствует оптимальным параметрам реализуемой технологии.

Рассмотрим порядок расчетов оптимальных параметров применения технологии на примере модельного пласта. Согласно приведенным в работе расчетам, применение активного агента в различных объемах приводит к увеличению КИН, а значит и извлекаемых запасов нефти. Перейдем от безразмерных величин к размерным. Для модели пласта прирост извлекаемых запасов нефти в абсолютных единицах в зависимости от объема нагнетаемого активного агента представлен на рисунке 9.

  Зависимость прироста начальных извлекаемых запасов и НЧДД от объемов-15



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.