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 |

Разработка водонефтяных зон месторождений с применением горизонтальных скважин (на примере самотлорского месторождения)

-- [ Страница 1 ] --

УДК 622.276

На правах рукописи

САРВАРОВ АЙДАР РАСИМОВИЧ


РАЗРАБОТКА ВОДОНЕФТЯНЫХ ЗОН МЕСТОРОЖДЕНИЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СКВАЖИН

(на примере Самотлорского месторождения)

Специальность 25.00.17 Разработка и эксплуатация нефтяных

и газовых месторождений

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Уфа 2009

Работа выполнена в Обществе с ограниченной ответственностью

«Научно-производственное объединение «Нефтегазтехнология»

Научный руководитель Официальные оппоненты: Ведущая организация кандидат технических наук Сарваретдинов Рашит Гасымович доктор технических наук, профессор Карамышев Виктор Григорьевич кандидат технических наук Вафин Риф Вакилович Центр химической механики нефти Академии наук Республики Башкортостан

Защита состоится 11.09.2009 г. в 1200 часов на заседании диссертационного совета Д 222.002.01 при Государственном унитарном предприятии «Институт проблем транспорта энергоресурсов»
(ГУП «ИПТЭР») по адресу: 450055, г. Уфа, пр. Октября, 144/3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке
ГУП «ИПТЭР».

Автореферат разослан 10.08. 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор технических наук Л.П. Худякова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Бурно развивающиеся в последние десятилетия технологии горизонтального бурения и широкие перспективы применения горизонтальных скважин (ГС) в разработке водонефтяных зон (ВНЗ) месторождений поставили задачу поиска оптимальных схем размещения стволов горизонтальных скважин в залежах с водонефтяной зоной. Поэтому данная тема является актуальной.

Цель работы последовательное и научное обоснование оптимальных схем размещения стволов горизонтальных добывающих (ДГС) и нагнетальных скважин (НГС) в залежах с ВНЗ, направленных на вовлечение ранее неразрабатываемых подвижных запасов и способствующих повышению коэффициента нефтеотдачи объекта.

Для решения поставленной цели были сформулированы следующие основные задачи:

  1. Анализ существующих технологий разработки водонефтяных залежей нефти с применением горизонтальных скважин;
  2. Гидродинамическое моделирование ГС в неоднородном пласте контактной водонефтяной зоны при наличии и отсутствии переходной зоны (ПЗ);
  3. Поиск оптимальных схем расположения стволов горизонтальных скважин по латерали и по разрезу пласта водонефтяной зоны;
  4. Разработка рекомендаций по повышению эффективности применения ГС на залежах нефти с ВНЗ Самотлорского месторождения.

Методы решения поставленных задач. Решение поставленных задач базируется на анализе состояния разработки выбранного объекта, результатов промысловых исследований с использованием современных методов обработки исходной статистической информации и на математическом моделировании многофазной фильтрации в неоднородных по проницаемости коллекторах, численных исследованиях и обобщении результатов промышленных испытаний различных технологий горизонтального бурения в разработке залежей нефти с ВНЗ.

Научная новизна результатов работы

  1. Научно обоснована универсальность эффективного применения «перекрестного» расположения стволов горизонтальных скважин в пластах с контактной ВНЗ, при котором добывающая ГС расположена в прикровельном интервале нефтенасыщенного слоя, а нагнетательная – в приподошвенном интервале водонасыщенного слоя коллектора.
  2. Выработка запасов нефти при наличии переходной зоны и разнородности свойств нефти в разрезе разрабатываемого пласта характеризуется более низкой эффективностью. При этом эффективность выработки запасов нефти тем ниже, чем больше объем переходной зоны.
  3. При разработке системой вертикальных добывающих и нагнетательных скважин контактных ВНЗ с переходными зонами, как с однородным по проницаемости коллектором, так и с послойно-неоднородным, в условиях заводнения «перекрестная» схема перфорации обладает наибольшей эффективностью.

Основные защищаемые положения

  1. Вывод о том, что расположение стволов добывающей и нагнетательной ГС по толщине пласта существенно влияет на эффективность выработки запасов нефти, при этом большее влияние на конечный коэффициент извлечения нефти (КИН) оказывает расположение ствола нагнетательной ГС.
  2. Необходимость учета наличия переходной зоны в ВНЗ при определении коэффициентов извлечения нефти, что позволит дать более точные объемы начальных извлекаемых запасов нефти.
  3. Оптимальный набор геолого-технических мероприятий (ГТМ), позволяющий максимально повысить эффективность выработки остаточных запасов нефти пласта БВ81-3 Самотлорского месторождения в результате бурения боковых горизонтальных стволов.

Практическая ценность и реализация результатов работы

  1. Результаты диссертационной работы использованы при разработке и внедрении геолого-технических мероприятий Самотлорского месторождения.
  2. Внедрение комплекса мероприятий, включающего в себя работы: по выбору скважин-кандидатов для зарезки боковых горизонтальных скважин (БГС) в водонефтяных зонах пластов АВ13, АВ2-3, БВ81-3, оптимальной проводке стволов горизонтальных скважин, позволило дополнительно добыть 5210 т нефти с экономическим эффектом в 6.250 млн руб.

Апробация результатов работы

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на семинарах НПО «Нефтегазтехнология» и УфаНИПИнефть (г. Уфа, 2006-2008 гг.), научно-технических советах ОАО «Татнефть» (г. Альметьевск, 2006-2007 гг.) и ОАО «ТНК-Нижневартовск» (2007-2008 гг.), в нефтяной компании «ТНК-ВР»
(г. Москва, 2007-2008 гг.).

Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 6 научных работах, в т.ч. 4 – в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ.

Личный вклад автора. В рассматриваемых исследованиях автору принадлежат постановка задач, их решение, анализ полученных результатов и организация внедрения рекомендаций в промысловых условиях.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов и рекомендаций, списка литературы из 161 наименований. Работа изложена на 210 страницах машинописного текста, содержит 8 таблиц, 109 рисунков.

Автор выражает глубокую признательность сотрудникам
НПО «Нефтегазтехнология»: д.т.н., проф. Хисамутдинову Н.И., д.т.н. Владимирову И.В., к.т.н. Сарваретдинову Р.Г. за постоянный интерес и ряд рекомендаций по написанию диссертационной работы. Огромное спасибо к.ф.-м.н. Казаковой Т.Г. за консультации по численным алгоритмам и программированию.

Краткое содержание работы

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы ее цель и основные задачи, обозначены основные положения, выносимые на защиту, показаны научная новизна и практическая ценность результатов работы.

Первая глава посвящена аналитическому обзору научно-технической литературы по вопросам применения горизонтальных скважин в разработке водонефтяных зон месторождений.

Вопросами изучения особенностей разработки водонефтяных зон занимались и продолжают заниматься большинство ведущих нефтяных и научных центров страны: Татарстана (ТатНИПИнефть, Татнефть, малые предприятия и научно-внедренческие компании), Башкортостана (БашНИПИнефть, Башнефть), Западной Сибири (ТюменНИИгипрогаз, Тюменский государственный нефтегазовый университет, корпорация «СибИНКОР», ОАО «СибНИИНП»), Москвы (ВНИИнефть, ИПНГ РАН, РМНТК «Нефтеотдача»), ученые и производственники Уфы, Казани, Волгограда, Перми, Самары и других городов.

В теоретическом плане задачи минимизации обводнения скважинной продукции сводятся к определению характера продвижения водонефтяного контакта (ВНК) в зависимости от степени неоднородности и анизотропии пласта, оптимального интервала вскрытия нефтенасыщенной части пласта, к подсчету предельного безводного дебита эксплуатации, а также допустимой депрессии на пласт. Решением этих задач в разное время занимались Н.Ф. Иванов, В.Д. Лысенко, М. Маскет, Д.М. Миллионщиков, Н.С. Пискунов, А.П. Телков, И.А. Чарный и другие исследователи.

Вопросы конусообразования и предотвращения преждевременного обводнения при эксплуатации водонефтяных пластов рассматривались Р.Г. Абдулмазитовым, И.И. Абызбаевым, В.Е. Андреевым, В.А. Блажевичем, Р.Г. Габдуллиным, С.Н. Закировым, И.И. Клещенко, Ю.А. Котеневым, Е.В. Лозиным, Р.Х. Муслимовым, Р.Я. Нугаевым, В.М. Орлинским, М.М. Саттаровым, С.В. Сафроновым, Р.Г. Сулеймановым, С.А. Султановым, А.П. Телковым, В.Г. Уметбаевым, Н.Ш. Хайрединовым, В.А. Харьковым и другими учеными.

Анализ литературных источников показывает, что в настоящее время не всегда используется весь потенциал горизонтальных технологий при освоении и разработке водонефтяных зон месторождений. Результаты ряда работ подтверждают, что повышение эффективности разработки месторождений возможно на основе оптимального (по критерию максимизации КИН) выбора местоположения, профиля и ориентации стволов горизонтальных скважин относительно ВНК (по вертикали), внешнего контура нефтеносности (по латерали) и скважин действующего фонда. Поэтому продолжение данных исследований применительно к ВНЗ конкретных месторождений остается актуальной задачей.

Накопленный опыт разработки нефтяных месторождений с водонефтяными зонами показывает, что залежи с ВНЗ обычно характеризуются менее привлекательными технико-экономическими показателями разработки. Такие объекты разработки отличаются значительной обводненностью добываемой продукции, пониженными величинами коэффициентов извлечения нефти, длительным сроком окупаемости затрат в связи с низкими значениями накопленных объемов добытой нефти по скважинам. Поэтому активное применение технологий горизонтального бурения в разработке ВНЗ – это единственный путь рентабельной эксплуатации водоплавающих залежей нефти.

При этом ряд оптимизационных и технологических задач, связанных с особенностями разработки обширных водонефтяных зон площадного развития и малой нефтенасыщенной толщины, технологии вторичного вскрытия продуктивных пластов, подстилаемых водой, установления режимов отбора нефти и технологии их осуществления, разработки и испытания новых технологий отбора в добывающих скважинах, требуют дальнейшего совершенствования и развития.

Во второй главе приведены результаты теоретических исследований, связанных с поиском оптимальных решений по перфорации вертикальных добывающих и нагнетательных скважин и применению горизонтальных скважин в разработке контактных водонефтяных зон нефтяной залежи.

В главе рассмотрены модели контактной ВНЗ с переходной зоной и без нее. Наличие переходной зоны моделировалось в приближении трехфазной фильтрации, где фильтрующимися фазами являются нефть, вода и окисленная нефть. Окисленная (загущенная) нефть обладает повышенными вязкостью и плотностью. Рассматривались случаи однородного и неоднородного по проницаемостным свойствам коллектора.

Показано, что при эксплуатации контактной ВНЗ без переходной зоны вертикальными скважинами в условиях заводнения наиболее эффективной является «перекрестная» схема перфорации, когда добывающая скважина перфорирована на нефтенасыщенный интервал, а нагнетательная на водонасыщенный интервал. При этом не важно, однороден или неоднороден по проницаемости пласт ВНЗ. Даже в наиболее неблагоприятных условиях, когда водонасыщенный интервал пласта обладает наибольшей проницаемостью, а нефть сосредоточена в низкопроницаемом слое, «перекрестная» схема перфорации обеспечивает наилучшие условия для вытеснения нефти из коллектора ВНЗ. Эффективность данной схемы связана с комбинированием горизонтального (т.е. вдоль напластования) вытеснения с вертикальным (т.е. перпендикулярно напластованию). Так как водонефтяной контакт обладает огромной поверхностью, то создание условий равномерного движения контакта в сторону нефтенасыщенной части значимо увеличит эффективность выработки запасов нефти.

Дальнейшая детализация строения залежей ВНЗ, выделение переходной зоны как отдельного объекта исследования способствуют углублению знаний о характере движения пластовых флюидов. В работе на примере водонефтяного пласта с переходной зоной рассмотрены задачи о притоке пластовых флюидов к забою скважины.

Хорошо известно, что разработка контактных водонефтяных зон также осложняется разнородностью (как по вертикали, так и по латерали) свойств нефти.

Анализ структуры геологических запасов нефти ряда месторождений показал, что значительные доли запасов нефти расположены в контактной водонефтяной зоне. Исследования свойств проб глубинной нефти показывают, что изменения этих свойств по месту отбора проб статистически значимы. В распределении четко выделяются две группы – с меньшими и большими значениями вязкости. Выявленная зависимость вязкости нефти от ее плотности в пластовых условиях указывает на наличие хорошей корреляции между этими свойствами. Анализ мест отбора проб нефти с повышенными значениями плотности и вязкости показывает, что они в основном отбирались из контактных ВНЗ.

Таким образом, нефть в ВНЗ не является однородной, ее плотность и вязкость зависят от условий залегания залежи (контактная, неконтактная ВНЗ).

Исследования на модели ВНЗ с переходной зоной показали следующее. Выработка запасов нефти при наличии переходной зоны и разнородности свойств нефти в разрезе разрабатываемого пласта отличается от разработки идеализированного объекта, в котором ВНК представляет собой четко выраженную границу между нефтью и водой, а свойства флюида (нефти) однородны по разрезу. Эффективность выработки запасов нефти из ВНЗ с ПЗ ниже, чем из ВНЗ без ПЗ. При этом эффективность выработки запасов нефти тем ниже, чем больше объем переходной зоны (рисунок 1). Проведенные расчеты показывают, что наличие переходной зоны ВНЗ должно учитываться в определении коэффициентов извлечения нефти, что позволит дать более точные объемы начальных извлекаемых запасов нефти.

Рисунок 1 Зависимость коэффициента извлечения нефти
от обводненности добываемой продукции для разработки контактной водонефтяной зоны с различными объемами переходной зоны (v1=2v2)

Рассмотренные различные случаи строения пласта контактной ВНЗ с переходной зоной и варианты заводнения однозначно показали, что наибольшей эффективностью обладает «перекрестная» схема перфорации, когда добывающая скважина перфорирована на нефтенасыщенный интервал, а нагнетательная на водонасыщенный интервал. Это связано с оптимальным сочетанием процессов вытеснения нефти по вертикали и вдоль напластования.

В работе рассмотрен процесс извлечения нефти из ВНЗ с переходной зоной с применением горизонтальных добывающей и нагнетательной скважин. Использовалась профильная модель пласта. Ствол горизонтальной добывающей скважины располагается на расстоянии ZДГС от подошвы пласта, а ствол нагнетательной горизонтальной скважины - на расстоянии ZНГС. Стволы скважин параллельны друг другу и находятся на расстоянии Lx. Пласт относится к контактной ВНЗ с переходной зоной. Рассматриваемая модель пласта представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 Профильная линейная модель пласта водонефтяной зоны
с переходной зоной (изолиниями показано поле насыщенности третьей фазы (загущенной) окисленной нефти)

Обобщенная зависимость конечного КИН от положений стволов добывающей и нагнетательной ГС представлена на рисунке 3. На рисунке видно, что наибольший КИН обеспечивается расположением нагнетательной скважины в водонасыщенной части пласта ВНЗ. При этом зависимость от положения ствола ДГС более слабая, что позволяет надеяться на эффективную выработку запасов нефти при организации «перекрестной» схемы заводнения пласта. Вместе с тем, при расположении ствола нагнетательной ГС в нефтенасыщенной части пласта зависимость КИН от положения ствола ДГС становится более значимой.

  Обобщенная зависимость конечного КИН от положений стволов-1

Рисунок 3 Обобщенная зависимость конечного КИН от положений стволов добывающей и нагнетательной ГС (контактная ВНЗ с переходной зоной, проницаемость коллектора – 1 мкм2)

Полученные результаты позволяют сделать следующие выводы. Расположение стволов добывающей и нагнетательной ГС по толщине пласта ВНЗ с переходной зоной существенно влияет на эффективность выработки запасов нефти. При этом большее влияние на конечный КИН оказывает расположение ствола нагнетательной ГС. При оптимальном расположении ствола нагнетательной ГС в водонасыщенной части пласта ошибки в проводке ствола добывающей ГС в нефтенасыщенной части пласта ВНЗ с ПЗ не приведут к значительным потерям извлекаемых запасов нефти.

Расчеты показывают, что для случая разработки однородного по проницаемости пласта ВНЗ с ПЗ «перекрестная» схема расположения стволов ГС является наиболее эффективной, что и подтверждают выводы работы.

Рассмотренные модели пластов показали универсальность эффективного применения «перекрестной» схемы расположения стволов добывающей и нагнетательной горизонтальных скважин как в однородных по проницаемости пластах ВНЗ с переходной зоной, так и в послойно-неоднородных пластах. Необходимо отметить, что при расположении ствола НГС в подошвенной части водонасыщенного слоя оптимальное положение ДГС в нефтенасыщенном слое пласта
по-разному определяется для однородного и неоднородного по проницаемости коллекторов. Если в однородном пласте зависимость конечного КИН от размещения ДГС в нефтенасыщенном слое слабая, то в неоднородном по проницаемости пласте она выражена более ярко, особенно в пластах с низкопроницаемым нефтенасыщенным слоем.

В третьей главе рассматриваются особенности геологического строения и состояние разработки пласта БВ81-3 Самотлорского месторождения. В настоящее время проблемы стремительного обводнения добываемой продукции и сосредоточения остаточных запасов в низкопроницаемых интервалах коллектора пласта являются крайне актуальными. Разработка данного объекта осложнена, помимо прочего, наличием обширных контактных водонефтяных зон.



Pages:   || 2 |
 





 
© 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.