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 |

Прогнозирование коэффициента извлечения нефти в процессе разработки месторождений

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Устимов Сергей Кузьмич

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ

КОЭФФИЦИЕНТА ИЗВЛЕЧЕНИЯ НЕФТИ

В ПРОЦЕССЕ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Специальность 25.00.17 – Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва, 2007

Работа выполнена в Центральной комиссии по разработке месторождений полезных ископаемых Федерального агентства по недропользованию и Обществе с ограниченной ответственностью «Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий – ВНИИГАЗ».

Научный руководитель: д.т.н. Перепеличенко Василий Федорович
Официальные оппоненты: д.т.н., проф. Бузинов Станислав Николаевич к.т.н. Тупысев Михаил Константинович
Ведущая организация: ОАО «Газпром нефть»

Защита состоится «____» ___________ 2007 г. в ____ час. ____ мин.

на заседании диссертационного совета Д 511.001.01 при ООО «ВНИИГАЗ»

по адресу: 142717, Московская область, Ленинский район,

пос. Развилка, ВНИИГАЗ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ООО «ВНИИГАЗ».

Автореферат разослан «____» ___________ 2007 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

д.г.-м.н. Н.Н. Соловьев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы:

Анализ состояния нефтяной промышленности показал, что большинство крупных и уникальных месторождений обеспечивающих основную добычу нефти в стране вступили в позднюю и завершающую стадии разработки, которые характеризуются значительным снижением уровней добычи нефти при резком увеличении объемов попутно добываемой воды.

Резкий рост обводненности продукции таких месторождений привел к остановке значительного числа добывающих скважин, что в свою очередь привело к нарушению процессов вытеснения нефти водой и снижению текущих значений коэффициента извлечения нефти (КИН). Такая ситуация может привести к потере извлекаемых запасов нефти, а значит к потере добычи нефти на месторождениях. Как следствие, возникает необходимость в прогнозной оценке возможной величины потери добычи нефти и оценки эффективности реализуемой системы разработки на конкретном объекте.

Кроме того, такая оценка позволит решить вопрос обоснования прогноза добычи нефти и оценить возможность достижения утвержденных значений КИН.

Цель работы:

Прогнозирование КИН в процессе реализации принятых систем разработки месторождений на основе выявления закономерностей его изменения в зависимости от степени промывки порового нефтенасыщенного объема пласта при вытеснении нефти водой.

Основные задачи исследования:

1. Обобщение опыта научных исследований в области прогнозирования КИН и оценки эффективности реализуемых систем разработки.

2. Выявление закономерностей изменения КИН в зависимости от степени промывки порового нефтенасыщенного объема пластов для месторождений с различными геолого-промысловыми условиями их разработки.

3. Исследование влияния особенностей геологического строения продуктивных горизонтов на коэффициент нефтеизвлечения при различных степенях промывки порового нефтенасыщенного объема пластов при заводнении.

4. Оценка эффективности процессов вытеснения нефти водой на разрабатываемых месторождениях и возможности достижения или необходимость корректировки утвержденных по ним значений КИН.

Объекты исследования:

Для проведения системного исследования выбраны основные, длительно разрабатываемые месторождения, расположенные в Волго-Уральской, Западно-Сибирской и Тимано-Печорской нефтегазоносных провинциях.

Научная новизна:

Выявлены закономерности изменения значений КИН при различных степенях промывки порового нефтенасыщенного объема пластов на основе обобщения фактических геолого-промысловых характеристик процессов вытеснения нефти водой по основным длительно разрабатываемым месторождениям Российской Федерации.

Анализ используемых методов прогнозирования КИН показал, что полученные в разное время разными методами значения коэффициентов извлечения нефти, могут отличаться друг от друга до двух раз. Установлено, что причиной расхождений, в числе прочих, является неопределенность значений степени промывки порового нефтенасыщенного объема пласта при заводнении.

С помощью регрессивного анализа определены изменения величины КИН при различных диапазонах степени промывки порового нефтенасыщенного объема пласта. Установлено, что примерно половина начальных извлекаемых запасов нефти (НИЗ) отбирается при степени промывки порового нефтенасыщенного объема пласта до 50% (44 - 54% НИЗ), в диапазоне промывки 50 - 100% (26 - 34% НИЗ), в диапазоне от 100 до 150% (8,5 - 15,5% НИЗ), в диапазоне 150 - 200% (6 - 11% НИЗ).

Оценена эффективности процессов вытеснения нефти водой реализуемых систем разработки рассматриваемых месторождений. На основе выявленных закономерностей определена величина возможных потерь нефтеотдачи, связанных со снижением темпов промывки порового нефтенасыщенного объема пластов и ухудшением процессов вытеснения нефти водой при заводнении.

Использование выявленных закономерностей позволило уточнить прогнозные значения КИН для реализуемых систем разработки рассмотренных месторождений с оценкой достигаемой степени промывки порового нефтенасыщенного объема пласта.

Основные защищаемые положения:

  1. Метод оценки эффективности процессов вытеснения нефти водой реализуемых систем разработки месторождений на основе выявленных закономерностей изменения КИН в зависимости от степени промывки порового нефтенасыщенного объема пласта при заводнении.
  2. Новый способ выделения поздней стадии разработки нефтяного эксплуатационного объекта в зависимости от темпа промывки порового нефтенасыщенного объема пластов при закачке воды.
  3. Методика экспертной оценки качества проектной документации на разработку нефтяных и газонефтяных месторождений с использованием установленных зависимостей между значением КИН и степенью промывки порового нефтенасыщенного объема пласта.
  4. Определение основных геолого-физических характеристик залежей, оказывающих наибольшее влияние на величину КИН при 100 % степени промывки порового нефтенасыщенного объема пласта.

Практическая ценность работы:

Использование выявленных закономерностей изменения КИН в зависимости от степени промывки порового нефтенасыщенного объема пластов повышает надежность прогнозирования КИН при реализуемых системах разработки. Предложенный метод оценки эффективности процессов вытеснения нефти водой реализуемых систем разработки позволяет недропользователям и проектным организациям прогнозировать величину КИН в процессе разработки месторождений и разрабатывать, в случае необходимости, мероприятия по внесению изменений в системы разработки.

Результаты исследований могут быть использованы при формировании технической политики органов исполнительной власти и пользователей недр по обеспечению требований законодательства о недропользовании о наиболее полном и рациональном использовании недр.

Апробация работы:

Основные положения и результаты диссертационной работы рассматривались на Всероссийском совещании по разработке месторождений «Контроль и регулирование разработки, методы повышения нефтеотдачи пластов - основа рациональной разработки нефтяных месторождений» (г. Альметьевск, 2000г.), научно-практической конференции «Повышение уровня добычи нефти на месторождениях ОАО «Ноябрьскнефтегаз» в 1998-2005г.г.» (г. Ноябрьск, 1998 г.), научно-практической конференции посвященной 50-летию открытия девонской нефти Ромашкинского месторождения «Опыт разведки и разработки Ромашкинского и других крупных месторождений Волго-Камского региона (г. Лениногорск, 1998 г.), VI и VII Международной конференциях по горизонтальному бурению (г. Ижевск, 2001, 2002 г.г.), заседаниях ЦКР Роснедра и ее территориальных отделений.

Публикации: Основное содержание диссертационной работы изложено в 7 печатных статьях, в том числе 1 статье в издании, входящим в «Перечень…» ВАК Минобрнауки РФ.

Объем работы: Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, содержит 103 страницы машинописного текста, 29 графических приложений, 11 табличных приложений. Библиографический список включает 57 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении изложена актуальность тематики диссертации, цель работы, основные задачи и методы исследований, научная новизна, практическая ценность диссертационной работы, а также структура и объем работы.

Первая глава посвящена обзору развития нефтяной отрасли Российской Федерации в период 1987-2005.

Стабильный рост добычи нефти наблюдался вплоть до 1987 года, когда по Российской Федерации было добыто 568,5 млн.т. Начиная с 1988 года в России до 1996 г. отмечается падение объема добычи нефти. Далее объемы добычи стабилизировались и начался процесс их роста.

Анализ и обобщение причин снижения уровней добычи нефти, проведенный автором показал (рис. 1), что в период 1987-1996 г.г.:

1. Был нарушен баланс отборов жидкости и закачки вытесняющих агентов;

2. Произошло изменение структуры сырьевой базы, связанной с вступлением большого числа крупных высокопроизводительных эксплуатационных объектов в позднюю и завершающую стадии разработки;

3. Снизилась эффективность геологоразведочных работ, в результате чего прирост запасов не компенсировал годовую добычу нефти. При этом для выполнения плана добычи нефти, определенного Энергетической Стратегией России на период до 2020 года необходим ежегодный прирост извлекаемых запасов нефти в объеме 450 – 550 млн.т.

4. Неработающий фонд добывающих и нагнетательных скважин достиг 30 тыс. ед. общего фонда, что привело к выборочной отработке запасов нефти и снижению текущего значения КИН в сравнении с проектным.

Рисунок 1 - Динамика технологических показателей нефтедобычи РФ

Во второй главе обобщены и проанализированы основные понятия коэффициента нефтеизвлечения, методические рекомендации по прогнозированию КИН, отбору жидкости, а также оценки эффективности разработки месторождений на поздней стадии разработки. В работе представлен обзор методов прогнозирования КИН с использованием характеристик вытеснения, статистическими, эмпирическими, экстраполяционными, методом материального баланса и покоэффициентным методами определения КИН.

Использование характеристик вытеснения для решения задач разработки нефтяных залежей было впервые предложено Д.А. Эфросом (1959 г.) в виде зависимости накопленного отбора нефти от накопленного отбора жидкости.

В дальнейшем методы прогнозирования значений КИН в зависимости от динамики роста обводнения продукции и отбора жидкости при уточнении технологических показателей разработки получили широкое развитие в работах Сазонова Б.Ф., Пирвердяна А.М., Перепеличенко В.Ф., Камбарова Г.С., Мартоса В.Н., Копытова А.В., Сипачева Н.В., Назарова С.Н, Ревенко В.Н., Амелина И.Д., Давыдова А.В., Борисова Ю.П., Орлова В.С., Бочарова В.А. и др.

Вопросы изменения КИН в зависимости от отбора жидкости из пласта на протяжении многих лет были дискуссионными. Им посвящены общеотраслевые совещания и научно-практические конференции по разработке месторождений, проводились специальные научные исследования Баишевым Б.Т., Губановым А.И., Гавурой В.Е., Ивановой М.М., Лысенко В.Д., Мухарским Э.Д., Муслимовым Р.Х., Ованесовым Т.П., Пермяковым И.Г., Саттаровым М.М., Сазоновым Б.Ф., Сургучевым М.Л., Халимовым Э.М., Щелкачевым В.Н. и многими другими исследователями.

На основе научных исследований и многолетнего опыта практической работы были выработаны критерии, используемые при проектировании систем разработки месторождений:

1. При разработке нефтяных месторождений с искусственным и естественным заводнением по мере вытеснения нефти водой обводненность добываемой продукции закономерно возрастает до достижения экономически рентабельных величин нефтеотдачи.

2. Темпы обводнения залежей нефти зависят от геолого-физических (соотношение вязкостей нефти и воды, наличия запасов водонефтяных зон, степени неоднородности объектов разработки и др.) и технологических факторов (эксплуатация многопластовых объектов единым фильтром скважин, системы размещения скважин и др.).

Таким образом, эксплуатация нефтяных месторождений с применением заводнения на поздних стадиях, за исключением редких случаев, предполагает для достижения максимального КИН рост или стабилизацию темпов промывки порового нефтенасыщенного объема пласта (далее темпов промывки). При этом степень промывки порового нефтенасыщенного объема пластов (далее степень промывки) определяется не достаточно объективно. В отчете обоснованно, что раннее снижение, преждевременная стабилизация или недостаточное наращивание темпов промывки приводят к раннему началу падения добычи нефти из залежей и достижению недостаточно высокой нефтеотдачи.

Автором было проведено сопоставление значений КИН, определяемых на основе известных статистических моделей и предлагаемого метода, результаты которого представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Сопоставление величин КИН, определенных различными методами.

Сравнительный анализ результатов различных методов прогнозирования КИН с авторскими расчетами показал значительное расхождение этих оценок (от д.ед. до 20 %%), как в сторону завышения, так и занижения значений. При этом, системного расхождения значений КИН не наблюдается. Наименьшее расхождение прогнозной величины КИН по предложенному методу наблюдается с величиной КИН, утвержденной ГКЗ МПР России.

 Оценка расхождений прогнозных величин КИН В третьей главе автором-2

Рисунок 2 – Оценка расхождений прогнозных величин КИН

В третьей главе автором определены текущие и прогнозные значения КИН рассматриваемых месторождений на основе установленной зависимости КИН от годовых темпов и степени промывки порового нефтенасыщенного объема пласта при организации систем поддержания пластового давления.

Методика оценки эффективности реализуемых систем разработки

Зависимость величины КИН от степени промывки порового нефтенасыщенного объема пласта при разработке залежей с заводнением, заложена в основе известного определения КИН:

КИН=Квыт.Кохв.Кс., где

Квыт. - отношение объема вытесненной нефти к ее начальному объему в пласте при длительной и интенсивной промывке однородного элемента пористой среды (по ОСТ 39 – 190 – 86 при десятикратной промывке).

Произведение коэффициентов охвата и сетки (Кохв.Кс.) является величиной охвата пласта процессами воздействия по объему.

Кохв. и Кс. изменяются во времени, поскольку фронт поступающей в пласт воды по мере продвижения захватывает все новые участки пласта, пропластки, а при изменении направления фильтрационных потоков - застойные и тупиковые зоны.

Автором показано, что в условиях разработки неоднородных пластов с применением заводнения процессы вытеснения нефти водой тесно связаны с текущей степенью промывки порового нефтенасыщенного объема пласта (Кпром.тек.). Таким образом, для оценки текущего значения КИН справедливо выражение: КИНтек.=Квыт.Кохв. Кпром.тек..

Для оценки эффективности реализуемых систем разработки в качестве критерия принята величина достигаемой нефтеотдачи при одинаковой степени промывки порового нефтенасыщенного объема пласта:

, где:

н - накопленная добыча нефти в стандартных условиях, НБЗ – начальные балансовые (геологические) запасы в стандартных и пластовых условиях (пл.у.), ж.пл.у. – накопленная добыча жидкости в пластовых условиях. Для анализа и обобщения результатов оценки эффективности процессов вытеснения реализуемых систем разработки использовались первичные, в меньшей мере искаженные исходные данные:

1. Отбор жидкости, учитываемый в промысловых условиях достаточно надежно. 2. Геологические запасы нефти на поздней и завершающей стадиях разработки (категории А+В). 3. Коэффициенты пересчета физических параметров флюидов в пластовые условия и наоборот.

Результаты оценки значений КИН в зависимости от степени промывки по основным длительно разрабатываемым месторождениям приведены на рисунке 3.

Дальнейшее прогнозирование КИН проводилось с использованием зависимости изменения степени промывки от коэффициента нефтеотдачи в виде у =ахb. Так, прогнозная нефтеотдача пласта Д0+Д1 Ромашкинского месторождения определялась по зависимости у =10,243х 0,3225, где аргументом является искомое значение КИН.

Для сравнения и оценки эффективности процессов вытеснения в реализуемых системах разработки различных объектов, по этой зависимости была определялась величина нефтеотдачи, достигаемая при одних и тех же значениях степени промывки (100, 150 и 200 %%). Расчеты по прогнозированию КИН выполнялись без учета возможных изменений реализуемых систем разработки.

По объектам, достигшим сравнительно низкой степени промывки (50-80%) прогнозирование КИН осуществлялось с помощью разработанных палеток, построенным с использованием данных длительно разрабатываемым эксплуатационных объектов. В качестве верхнего репера использованы данные разработки I объекта Мухановского месторождения с КИН, достигшим значения 0,672, при степени промывки пласта 194,2 %. Нижним репером представлены показатели разработки бобриковского горизонта Арланского месторождения – 0,374 и 229,9 % соответственно. На рис. 4 представлена палетка зависимости КИН от степени промывки порового нефтенасыщенного объема пор с указанием величин отбора НИЗ по диапазонам промывки.

Проведенный анализ выработки запасов нефти показал, что при степени промывки в диапазоне от 50 до 100% увеличение КИН по рассматриваемым месторождениям и объектам составило в среднем величину 26-34%.

При этом максимальное увеличение текущей нефтеотдачи в этом диапазоне промывки произошло по месторождениям, характеризующимися низкой вязкостью пластового флюида, высокой проницаемостью и небольшой расчлененностью пласта. В работе установлено, что значения КИН на рубеже степени промывки пласта до 50% в основном зависят от природных факторов При степени промывки пласта более 100% значения КИН в большей степени зависят от эффективности реализуемых систем разработки.



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.