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 | 4 | 5 |

Основы извлечения вязких недонасыщенных газом нефтей из карбонатных коллекторов водогазовым воздействием на пласт

-- [ Страница 1 ] --

УДК 622.276


На правах рукописи






ВАФИН РИФ ВАКИЛОВИЧ








ОСНОВЫ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ВЯЗКИХ НЕДОНАСЫЩЕННЫХ ГАЗОМ НЕФТЕЙ ИЗ КАРБОНАТНЫХ КОЛЛЕКТОРОВ ВОДОГАЗОВЫМ ВОЗДЕЙСТВИЕМ НА ПЛАСТ



Специальность 25.00.17 Разработка и эксплуатация нефтяных

и газовых месторождений


АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

Уфа 2009

Работа выполнена в Обществе с ограниченной ответственностью

«Научно-производственное объединение «Нефтегазтехнология» (г. Уфа) и Закрытом акционерном обществе «Алойл» (г. Бавлы)

Научный консультант Официальные оппоненты: Ведущая организация доктор технических наук, профессор Хисамутдинов Наиль Исмагзамович доктор технических наук, профессор Нугаев Раис Янфурович доктор технических наук Голубев Михаил Викторович
доктор технических наук, профессор Гафаров Шамиль Анатольевич

Татарский научно-исследовательский и проектный институт нефти ОАО «Татнефть»

Защита диссертации состоится 2009 г. в 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 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор технических наук Л.П. Худякова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Постепенное истощение запасов нефти в высокопродуктивных нефтенасыщенных коллекторах требует ускоренного развития современных технологий извлечения нефтей категории трудноизвлекаемых. Такая категория запасов нефтей в карбонатных коллекторах в значительных объемах сосредоточена в Пермской, Самарской, Оренбургской областях, Татарстане, Башкортостане.

Несмотря на высокую распространенность карбонатных коллекторов на территории России, отмечается низкая степень их промышленного освоения. Так, например, за 60 лет разработки карбонатных нефтенасыщенных коллекторов месторождений Татарстана выработанность запасов составила всего лишь 15.1 %, хотя при этом наблюдается закономерный рост доли карбонатных коллекторов в общем балансе остаточных запасов нефти за счет опережающей выработки более продуктивных терригенных коллекторов. Причина низких темпов отбора заключается в том, что отсутствуют высокоэффективные технологии выработки запасов нефти из карбонатных коллекторов.

Ряд российских и зарубежных исследователей считают, что одним из перспективных методов извлечения нефти из карбонатных коллекторов является водогазовое воздействие (ВГВ) на пласт, причем на любой стадии разработки и заводнения. Отмечается, что водогазовое воздействие является достаточно эффективным при разработке залежей с вязкими недонасыщенными газом нефтями. Однако ввиду отсутствия высокоэффективных технологий нефтевытеснения и оборудования для закачки водогазовых смесей (ВГС) и газа в пласт сдерживается интенсивное освоение запасов указанной категории.

Поэтому актуальность совершенствования теории и практики извлечения нефтей из карбонатных коллекторов является главной задачей современной научно-технической политики многих нефтяных компаний, занимающихся добычей нефти из карбонатных коллекторов.

Однако, несмотря на достаточно высокую исследованность проблемы ВГВ, ряд вопросов остаются нерешенными, в частности вопросы уточнения механизма вытеснения, проектирования технологии ВГВ, а в особенности выбор технических средств для закачки ВГВ.

Цель работы повышение эффективности разработки трещиновато-пористых карбонатных коллекторов с вязкими недонасыщенными газом нефтями за счет совершенствования теории и технологии водогазового воздействия в режимах стационарного и нестационарного нагнетания нефтевытесняющего агента в пласт.

Для решения поставленной цели были сформулированы основные задачи:

  1. Обзор литературных источников по выработке запасов вязких нефтей из карбонатных коллекторов;
  2. Теоретические исследования вытеснения вязкой нефти из трещинно-поровых карбонатных коллекторов с двойной пористостью;
  3. Экспериментальное исследование оценки эффективности газового и водогазового воздействия при вытеснении вязких недонасыщенных нефтей газом из естественных карбонатных и терригенных коллекторов;
  4. Определение оптимальных параметров технологии водогазового воздействия на пласт для достижения максимального коэффициента извлечения нефти (КИН);
  5. Создание эффективных комбинированных технологий вытеснения вязких нефтей водогазовым воздействием при упругом режиме работы пластов и технических средств для ее реализации.

Методы решения поставленных задач

Решение поставленных задач базируется на теоретических, лабораторных и промысловых исследованиях с использованием современных методов обработки исходной информации и анализе результатов, математическом моделировании фильтрации многофазной жидкости в неоднородном карбонатном коллекторе с двойной пористостью.

Научная новизна результатов работы

  1. Решена крупная комплексная научно-техническая задача по повышению нефтеотдачи пластов из нефтенасыщенных карбонатных коллекторов водогазовым воздействием по замкнутому циклу «пласт – скважина – подготовка нефтевытесняющего агента – закачка в пласт» путем создания новых технологий вытеснения нефти и закачки оторочек газовых, водогазовых смесей и воды регулированием ее движения в пласте по расходу выделившегося попутного газа в добываемой продукции и численным значениям изменения текущих пластовых и забойных давлений во времени.
  2. Впервые в лабораторных условиях проведена оценка динамики изменения коэффициента вытеснения вязкой недонасыщенной газом нефти в пластовых условиях из карбонатного и терригенного коллекторов водогазовой смесью, состоящей из сточной воды и попутно добываемого газа.
  3. Установлены зависимости изменения вязкости и объемного коэффициента пластовой нефти при растворении введенного в пласт газа, а также фазовые проницаемости для нефти и воды при водогазовом воздействии с соотношениями долей исходных компонентов от 1:1 до 1:5.
  4. Разработана методика численных исследований определения оптимальных соотношений долей в смеси с вытесняющими агентами (сточная вода + попутно добываемый газ), при которых достигается максимальный КИН для данного объекта, с созданием стационарного и нестационарного режимов заводнения.
  5. Предложена методика подготовки скважин с нормированными притоком и приемистостью для осуществления оптимальных режимов вытеснения нефти из пласта перед водогазовым воздействием путем восстановления (превышения) фильтрационно-емкостных характеристик призабойной зоны скважин с целью прокачки расчетного объема ВГС и расчетного объема отобранной продукции.
  6. Разработаны технологии (патенты 2297523, 2299979 РФ) регулирования водогазового воздействия на пласт путем разделения основной технологии на этапы и процессы, состоящие из определения динамики реагирования добывающих скважин на стабилизацию забойных давлений, стабилизацию и превышение газового фактора от технологии на этапы нагнетания ВГС повышенной вязкости в смеси с поверхностно-активными веществами ПАВ (АФ12, ОП-10) с газосодержанием, превышающем газосодержание смеси базового состава в 2…3 раза. Смесь закачивается в виде оторочек в нагнетательные скважины с большой приемистостью, меньшей вязкости в скважины с худшей приемистостью, а регулирование эффективности нефтевытеснения производится по динамике изменения фильтрационных потоков по данным объема извлеченной нефти и газа и значений пластового, забойного давлений.
  7. Создана и доведена до промышленной эксплуатации установка по закачке и регулированию подачи объема газа для образования ВГС путем дополнительного сжатия газа с вводом стабилизатора эмульсии через эжектор, установленный на циркуляционной линии входного трубопровода основной линии подачи газа на бустерную установку.

Основные защищаемые положения:

  1. Технологии водогазового воздействия на карбонатные коллекторы с вязкой нефтью, эффективность которых устанавливается теоретическими исследованиями и экспериментально путем закачки газожидкостной смеси (ГЖС) в продуктивный пласт, что способствует приросту коэффициента вытеснения на любой стадии заводнения при оптимальных объемах закачиваемых в пласт агентов;
  2. Предел оптимального соотношения долей водогазовой смеси в пластовых условиях, численным значением которого является соотношение – 3 части воды/1 часть попутно добываемого газа;
  3. Механизм регулирования работы добывающих и нагнетательных скважин, усиливающий эффективность водогазового воздействия на пласты путем создания переменных во времени режимов отбора и нагнетания;
  4. Метод регулирования подачи объема газа со стабилизатором эмульсии на приемную линию бустерной установки;
  5. Новые технологии разработки карбонатных коллекторов водогазовым воздействием в сочетании с упругим режимом работы пластов и изменением фильтрационных потоков (патенты 2297523, 2299979 РФ).

Достоверность результатов исследования достигалась путем применения современных методов математического моделирования, численного исследования на ПЭВМ и сопоставления теоретических выводов с результатами практического применения технологии водогазового воздействия на пласт.

Практическая ценность результатов работы

  1. Основные рекомендации по совершенствованию технологии извлечения нефти использованы при составлении «Технологической схемы опытно-промышленной разработки Алексеевского месторождения водогазовой смесью» и создании технических средств для ее реализации, утвержденной к внедрению территориальным отделением ЦКР по РТ 11 декабря 2003 года и доведенной до промышленной эксплуатации.
  2. Созданы новые способы и технологии разработки нефтенасыщенных трещиновато-пористых карбонатных коллекторов путем применения комплексных технологий в сочетании с водогазовым воздействием на Алексеевском месторождении, что позволило по сравнению с применением заводнения дополнительно добыть за период разработки с 01.05.2004 г. по 01.07.2009 г. 97.0 тыс. т нефти, увеличить проектный коэффициент нефтеизвлечения с 0.175 до 0.205 д. ед. и получить дополнительный доход в размере 16.0 млн руб. (в экономических условиях по базе 2003 г.) Эффект от применения комплексных геолого-технических мероприятий (ГТМ) в сочетании с водогазовым воздействием на пласт продолжается, и объем дополнительно добытой нефти составляет 16.2 тыс. т в год.

Апробация работы

Основные положения и результаты работы докладывались на семинарах «ВНИИнефть» (2007-2008 гг., г. Москва) и НПО «Нефтегазтехнология» (2001-2009 гг., г. Уфа); научно-технических советах «ТатНИПИнефть», НГДУ «Бавлынефть» и ОАО «Татнефть» (2001-2009 гг., г. Бугульма, Альметьевск, Казань); научно-технических советах ОАО «Самотлорнефтегаз» (2008 г., г. Нижневартовск), Ассоциации малых и средних нефтегазодобывающих организаций («АССОНефть», 2002-2009 гг., г. Москва); на международных симпозиумах VI, VIII Конгрессов нефтегазопромышленников России (2005, 2009 гг., г. Уфа).

Публикации и личный вклад автора

Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 44 печатных работах, в том числе в 1 монографии, 24 статьях в ведущих рецензируемых научных изданиях, рекомендуемых ВАК Министерства образования и науки РФ; получены 10 патентов РФ.

В рассматриваемых исследованиях автору принадлежат постановка задач, их решение, анализ полученных результатов и организация внедрения новых технологий на установке по закачке водогазовой смеси на Алексеевском месторождении.

Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, основных выводов и рекомендаций, списка использованных источников, включающего 227 наименований. Работа изложена на 232 страницах машинописного текста и содержит 93 рисунка, 35 таблиц.

В процессе работы над диссертацией автор пользовался советами и консультациями д.т.н. Владимирова И.В., д.т.н., профессора Хисамутдинова Н.И., к.т.н. Буторина О.И., к.т.н. Алексеева Д.Л., к.т.н. Зарипова М.С., которым автор выражает глубокую благодарность.

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 анализу отечественной и зарубежной научно-технической литературы и обобщению опыта разработки нефтяных месторождений, приуроченных к карбонатным коллекторам с вязкими недонасыщенными газом нефтями. Отмечено, что постоянный интерес исследователей к карбонатным коллекторам объясняется большими перспективами в освоении месторождений, приуроченных к карбонатным отложениям, в связи с огромными запасами по месторождениям Российской Федерации. Основные исследования, посвященные обобщению опыта разработки «старых» карбонатных месторождений Восточного Предкавказья, Самарской, Оренбургской областей, Урало-Поволжья, приведены в работах Викторина В.Д., Лыкова Н.А., Гавуры В.Е., Майдебора В.Н., Саттарова М.М., Абызбаева И.И., Аширова К.Б., Сазонова Б.Ф., Ковалева В.С., Желтова Ю.П., Желтова Ю.В., Закирова С.Н., Хавкина А.Я., Владимирова И.В., Шустефа И.Н., Свищева М.Ф., Амелина И.Д., Давыдова А.В., Сургучева М.Л., Швецова И.А., Шаймуратова Р.В., Смехова Е.М., Хайрединова Н.Ш., Андреева В.Е., Котенёва Ю.А. Вопросы формирования залежей, литолого-петрографическая характеристика, классификация коллекторов были рассмотрены в работах Кинзикеева А.Р., Абдуллина Н.Г., Аминова Л.З., Акишева И.М., Ахметова Н.Г., Ахметзянова Н.Г., Чишковского В.А., Селимова В.Г., Козиной Е.А., Зинатуллина Н.Х., Муслимова Р.Х., Юдинцева Е.А., Дияшева Р.Н., Долженкова В.Н.

По результатам обобщения исследований и разработки карбонатных месторождений Самарской, Оренбургской, Пермской областей, республик Башкортостана и Татарстана можно сделать следующие заключения.

Нефтяные месторождения России, приуроченные к карбонатным отложениям, характеризуются низкой продуктивностью, высокой неоднородностью. Нефть отличается повышенной и высокой вязкостью. Геолого-физические особенности строения карбонатных коллекторов России и отсутствие достаточного опыта разработки таких залежей нефти объясняют значительное отставание темпов выработки запасов нефти из карбонатных отложений. Вместе с тем, предстоящая динамика нефтедобычи по России в значительной степени зависит от ввода карбонатов в активную разработку и от повышения их текущей и конечной нефтеотдачи. Но объемы их внедрения очень малы.

Выявлено, что традиционные системы разработки оказались неэффективными или малоэффективными при разработке карбонатных коллекторов, особенно коллекторов трещинного и порово-трещинного типа с двойной пористостью.

Анализ применения методов увеличения нефтеотдачи (МУН) на карбонатных нефтяных залежах показал, что гидродинамические и физико-химические методы увеличивают текущую и конечную нефтеотдачу.

Ввиду низкой проницаемости пористой матрицы для нефтеизвлечения из трещинных и трещинно-пористых коллекторов основную роль играет трещинная система, что предполагает учет особенностей трещинной системы при проектировании системы разработки нефтяной залежи.

Важнейшей задачей остается создание и применение на карбонатных нефтяных месторождениях новых высокоэффективных технологий нефтеизвлечения.

Одной из перспективных технологий является использование водогазового воздействия на пласт как эффективного метода увеличения нефтеотдачи месторождений нефти, приуроченных к карбонатным отложениям. Приведен аналитический обзор лабораторных исследований водогазового воздействия на нефтенасыщенные пласты и рассмотрены основные сведения по опыту промышленного применения ВГВ. Показано, что водогазовое воздействие независимо от технологии (попеременной или последовательной) и типа используемого газа способствует приросту коэффициента вытеснения нефти на любой стадии заводнения. Величина прироста коэффициента вытеснения при ВГВ является функцией состава газового агента: минимальный прирост 6…8 % получен в опытах, где в качестве газового агента использовался азот; при закачке сухого углеводородного газа независимо от технологии нагнетания агентов и степени выработки заводнением прирост составил 15…16 %; а при использовании обогащенного газа прирост коэффициента вытеснения составил 31…32 %. Вместе с тем, эти данные не являются универсальными. Для обоснования эффективности технологии для конкретных залежей нефти при постановке лабораторных опытов необходимо максимально воспроизводить геолого-физические и термобарические условия изучаемого объекта разработки и использовать вытесняющие агенты (воду и газ), исходя из их наличия в регионе. Кроме того, как показывает анализ научной литературы, исследования по оценке эффективности ВГВ на залежи с вязкими недонасыщенными газом нефтями до работ автора (до 2003 г.) не проводились.

Во второй главе изложены результаты теоретических исследований механизмов протекания газовых, водогазовых технологий путем вытеснения вязких недонасыщенных газом нефтей из карбонатного коллектора.

Рассмотрена математическая модель разработки залежи нефти с коллекторами двойной пористости (проницаемости) в условиях водогазового воздействия.

Исследование процессов выработки запасов нефти из коллекторов с двойной пористостью (проницаемостью) с применением обычного и водогазового заводнений проведены на математических моделях трехфазной фильтрации. Принято, что водогазовое воздействие моделируется в виде чередующихся закачек оторочек воды и газа. В качестве инструмента исследований использовался программный пакет гидродинамического моделирования «Tempest More» (производитель Roxar/Smedvig), а также программы, разработанные с участием автора. Выбор пакета «Tempest More» в качестве инструмента исследований обосновывается по следующим причинам:



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |
 





 
© 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.