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 |

Комплесное многоуровневое планирование применения третичных методов увеличения нефтеотдачи при освоении трудноизвлекаемых запасов нефти

-- [ Страница 1 ] --

УДК 622.276 На правах рукописи

Абызбаев Ибрагим Измаилович

КОМПЛЕСНОЕ МНОГОУРОВНЕВОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ

ПРИМЕНЕНИЯ ТРЕТИЧНЫХ МЕТОДОВ УВЕЛИЧЕНИЯ НЕФТЕОТДАЧИ ПРИ ОСВОЕНИИ ТРУДНОИЗВЛЕКАЕМЫХ ЗАПАСОВ НЕФТИ

Специальность 25.00.17 - Разработка и эксплуатация нефтяных и

газовых месторождений

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой

степени доктора технических наук

Уфа 2008

Работа выполнена в Центре химической механики нефти

Академии наук Республики Башкортостан (ЦХИМН АН РБ)

Научный консультант : - доктор технических наук, профессор

Андреев Вадим Евгеньевич

Официальныеоппоненты: - доктор физико-математических наук,

профессор

Фёдоров Константин Михайлович

- доктор технических наук, профессор

Хисамутдинов Наиль Исмагзамович

- доктор технических наук, профессор

Ямалетдинова Клара Шаиховна

Ведущее предприятие - Общество с ограниченной ответственностью

«Башгеопроект»

Защита диссертации состоится 26 сентября 2008 г. в 1400 часов на заседании диссертационного совета Д 222.002.01 при Государственном унитарном предприятии «Институт проблем транспорта энергоресурсов» по адресу: 450055, г. Уфа, пр. Октября, 144/3.

С диссертационной работой можно ознакомиться в библиотеке ГУП «Институт проблем транспорта энергоресурсов»

Автореферат разослан 25 августа 2008 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

кандидат технических наук Л.П. Худякова

Актуальность темы исследований. В настоящее время в нефтегазодобывающем комплексе России большинство высокопродуктивных залежей находится на поздней или заключительной стадии разработки. Проблемы увеличения нефтеотдачи и вовлечения в разработку трудноизвлекаемых запасов (ТрИЗ) нефти в настоящее время весьма актуальны, в том числе и для месторождений Урало-Поволжья и Западной Сибири, где удельный вес этих запасов составляет соответственно около 90 и 60 %.

По объектам разработки накоплен значительный объем материалов по применению третичных методов увеличения нефтеотдачи. Использование ряда технологий повышения нефтеотдачи зачастую малоуспешно, что в значительной мере обусловлено недостаточной адаптацией методов к конкретным геолого-промысловым условиям. В свете назревшей необходимости их рационального применения возникла задача проведения структуризации, выявления геолого-технологической приуроченности и совершенствования систем рациональной выработки остаточных запасов нефти.

Коэффициент успешности проведения мероприятий по увеличению нефтеотдачи пласта составляет лишь 30–80 % по различным объектам, а в половине скважин затраты, связанные с проведением воздействия, не окупаются дополнительно добытой нефтью. Причины могут быть следующими:

1) разработанные технологии проведения обработок не учитывают всех особенностей механизма воздействия на продуктивный пласт;

2)_низкий уровень геолого-технологического сопровождения технологий.

Значительный резерв повышения эффективности заключается
в научно обоснованном выборе соответствующих технологий и разработке общей стратегии планирования применения методов воздействия на пласт.

Цель работы: Повышение эффективности выработки трудноизвлекаемых запасов нефти месторождений на основе комплекса обобщенных геолого-технологических, гидродинамических
и статистических критериев и методик выбора технологий освоения ТрИЗ c применением гидродинамических, физических, химических и микробиологических МУН.

Основные задачи исследований

В процессе исследовательской работы решались следующие задачи:

  1. Провести структуризацию и дифференциацию трудноизвлекаемых запасов нефти месторождений исследуемых регионов.
  2. Выполнить множественную идентификацию и классификацию рассматриваемых объектов разработки с помощью методов главных компонент (ГК) и искусственных нейронных сетей (ИНС). Сравнить результаты обеих классификаций и установить наиболее эффективные МУН по выделенным группам объектов.
  3. Разработать методику использования результатов гидродинамических исследований скважин (ГДИС) для выбора МУН в конкретных геолого-промысловых условиях.
  4. Создать совмещенный комплексный критерий выбора технологий освоения ТрИЗ.
  5. Разработать и провести качественный анализ гидродинамиче-
    ских моделей фильтрации растворов химреагентов для объектов
    с водонефтяными зонами (ВНЗ), высоковязкими нефтями
    и низкопроницаемыми коллекторами.

6. Выполнить множественную идентификацию и классификацию очагов воздействия с помощью статистических методов и данных ГДИС установить наиболее эффективные МУН дифференцированно по выделенным группам очагов воздействия.

7. На основе предложенных методик промоделировать применение методов воздействия на отдельные классы ТрИЗ (ВНЗ, высоковязкие нефти, низкопроницаемые и карбонатные коллекторы) и предложить для них конкретные МУН.

Методы исследований

Представленные в работе задачи решались путем обобщения опыта разработки большой группы нефтяных месторождений двух крупнейших нефтегазоносных провинций РФ. Методологической основой является комплексный анализ геолого-промысловых данных, учитывающий особенности разработки залежей с ТрИЗ нефти
в условиях реализации современных МУН. Полученные результаты
и научные выводы основаны на комплексе промысловых, математических (подземной гидродинамики), статистических методов анализа, методе искусственных нейронных сетей, анализе данных гидродинамических исследований скважин.

Научная новизна

1. Впервые проведены сравнительная классификация объектов разработки месторождений Волго-Уральской и Западно-Сибирской НГП методами главных компонент и искусственных нейронных сетей.

2. Впервые выполнена классификация очагов воздействия МУН месторождений Республики Башкортостан статистическими методами с привлечением данных ГДИС.

3. Предложена методика совместного применения методов ГК, ИНС и экспертных оценок для оптимального выбора методов воздействия на ТрИЗ.

4. На основе статистического и гидродинамического моделирования определены геологические и технологические факторы, влияющие на эффективность использования на месторождениях рассмотренных регионов вторичных и третичных МУН.

5. В результате анализа геолого-промысловых данных ГДИС определены геологические критерии применимости методов увеличения нефтеотдачи и выбора оптимальной технологии для конкретной залежи нефти.

6. На основании математического моделирования разработки обширных водонефтяных зон установлены геолого-технологические особенности применения в них МУН. Предложены методы повышения эффективности выработки объектов.

7. Предложены конкретные методы воздействия на отдельные классы ТРиЗ с учетом разработанных методик и общей стратегии планирования применения МУН.

Основные защищаемые положения

1. Классификация объектов воздействия статистическими методами с использованием данных гидродинамических исследований скважин и анализа эффективности технологий ПНП по выделенным группам объектов.

2. Методика оптимального подбора усовершенствованных методов воздействия на очаги скважин, приуроченных к залежам с трудноизвлекаемыми запасами нефти, основанная на комплексном статистическом анализе.

3. Результаты анализа гидродинамического моделирования процесса вытеснения нефти потокоотклоняющими реагентами.

4. Методика выбора технологий воздействия для отдельных скважин с использованием данных гидродинамических нестационарных исследований.

5. Новые технологии повышения нефтеотдачи с применением химических методов воздействия на пласты.

Практическая ценность и внедрение результатов работы Результаты теоретических и опытно-промышленных исследований, разработанные методологические подходы геолого-статистические
и гидродинамические модели, новые технологии прошли апробацию
в промышленном масштабе на месторождениях с различными геолого-физическими условиями Волго-Уральской (Республика Башкортостан — ОАО АНК «Башнефть») и Западно-Сибирской (ООО «ЛУКОЙЛ – Западная Сибирь») нефтегазоносной провинции.

Осуществлен подбор технологий ОАО АНК «Башнефть» и ООО «ЛУКОЙЛ – Западная Сибирь» к конкретным геолого-промысловым условиям Арланского, Гарного, Манчаровского, Южно-Ягунского и др. месторождений. Разработана и внедрена новая технология, адаптированная к конкретным условиям, с использованием реагентов на основе полимера и глины.

Классификация объектов воздействия статистическими методами
с использованием данных гидродинамических исследований скважин
и анализ эффективности технологий ПНП по выделенным группам объектов использовались при подборе технологий для месторождений северо–запада Башкирии, Южно-Ягунского и Дружного месторождений Западной Сибири.

По результатам исследований разработаны и внедрены 5 методик
и 5 стандартов предприятий ОАО АНК «Башнефть» и ООО «ЛУКОЙЛ – Западная Сибирь». На основе приведенных методик предложены конкретные методы воздействия на низкопроницаемые коллекторы
и водонефтяные зоны месторождений рассмотренных регионов.

В промышленных масштабах обоснованы, адаптированы
к конкретным геолого-физическим условиям технологии на Арланском, Шкаповском, Воядинском, Игровском, Орьебашевском, Манчаровском, Четырманском, Саузбашевском, Крещено-Булякском, Таймурзинском, Южно-Ягунском, Дружном, Ватьеганском, Грибном месторождениях. Технологическая эффективность от внедрения технологий за период 1999-2007 годов составила:

ОАО «АНК«Башнефть» — 69 тыс. т.

ООО «ЛУКойл-Западная Сибирь» — 48 тыс. т.

Апробация работы

Основные положения и результаты диссертационной работы апробированы на научно-технических совещаниях АНК ОАО «АНК«Башнефть» (2000-2006 гг.), ООО «ЛУКойл-Западная Сибирь» (2003-2006 гг.), Всероссийской научно-практической конференции «Уралэкология. Природные ресурсы – 2005». Министерство природных ресурсов Республики Башкортостан, Уфа–Москва; научно-практической конференции «Состояние, проблемы, основные направления развития нефтяной промышленности в XXI веке». ОАО СИБНИИНП.– Тюмень, 2000. VI конгресса нефтепромышленников России «Проблемы освоения трудноизвлекаемых запасов углеводородов». КМ РБ, АН РБ.– Уфа, 2005.– С. 61-62.; научно-практической конференции VIII Междуна-родной выставки «Новейшие методы увеличения нефтеотдачи пластов – теория и практика их применения». ОАО «Татнефть»; научно-практической конференции, посвященной 70–летию башкирской нефти. ОАО ”АНК ”Башнефть” «Роль региональной отраслевой науки
в развитии нефтедобывающей отрасли».– Уфа, 2002; научно-практической конференции, посвященной 70–летию башкирской нефти, г. Ишимбай, 15-16 мая 2002 г. Т.I. ОАО ”АНК ”Башнефть”.– Уфа, 2002; IV конгресса нефтегазопромышленников России “Повышение эффективности разработки нефтяных и газовых месторождений”. КМ РБ.– Уфа, 2003; научно-практической конференции «Внедрение современных технологий повышения нефтеотдачи пластов на месторождениях с трудноизвлекаемыми запасами» от 4–5 ноября
2003 г., КМ Удмуртии; научно-практической конференции, посвященной 60–летию девонской нефти, 4-5 авг. 2004 г., ОАО «АНК«Башнефть» – г. Октябрьский, 2004.; XIV Международной специализированной выставки "Газ, нефть, технологии – 2006" 23-26 мая 2006 г. «Проблемы и методы обеспечения надежности
и безопасности систем транспорта нефти, нефтепродуктов и газа». ТРАСТЭК.– Уфа, 2006; региональной научно-методической конференции «Формирование профессиональной компетенции специалистов. Теория, диагностика, технологии». Оренбургский госуниверситет – Оренбург, 2006; Международный научный симпозиум «Теория и практика применения методов увеличения нефтеотдачи пластов», 18-19 сентября 2007 г., ОАО «ВНИИнефть», Москва, 2007.

Личный вклад

В работах, написанных в соавторстве с коллегами, соискателю принадлежит постановка задач, научное руководство и непосредственное участие во всех видах исследований. В проведении промысловых работ и обобщении их результатов, в получении научных выводов и рекомендаций.

Автор выражает глубокую благодарность профессору Андрееву В.Е. под влиянием которого сформировались направления научных исследований, научному сотруднику к.т.н. Гафурову О.Г. и профессору, д.т.н. Алмаеву Р.Х., плодотворная работа с которыми способствовала становлению и развитию идей, положенных в основу работы, коллективу научных сотрудников института Башнипинефть и ДООО «Геопроект», Центру химической механики нефти АН РБ, а также специалистам инженерно-геологических служб нефтегазодобывающих предприятий за большую помощь при совместном внедрении результатов работы.

Публикации

Основные положения диссертационной работы освещены в 66 печатных работах, в том числе; в 10 статьях, опубликованных
в изданиях входящих в перечень ВАК; 1 монографии; 11 патентах
и авторских свидетельствах.

Объём работы

Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, основных выводов и рекомендаций, содержит 382 страницы текста, 171 рисунок и 51 таблицу, список использованных источников насчитывает 158 наименований.

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность работы, цель и основные задачи исследований, научная новизна, практическая значимость и апробация работы.

Задача повышения нефтеотдачи и способы ее решения формулировалась и описывалась отечественными и зарубежными авторами: Сургучевым М.Л., М. Маскетом, Р. Дентоном, И.А. Чарным, Ю.П. Желтовым, Ю.А. Поддубным, И.А. Сидоровым, Г.Б. Пыхачевым, И.Н. Щелкочевым, А.Т. Горбуновым, А.А. Боксерманом, А.Х. Мирзаджанзаде, Г.А. Бабаляном, Л.Е. Ленченковой, Р.Х. Алмаевым, А.Ш. Газизовым, Н.И. Хисамутдиновым, Г.З. Ибрагимовым, А.Г. Телиным, В.Е. Андреевым, Ю.А. Котеневым, Н.Ш. Хайрединовым, Р.Х.Гильмановой, Т.А. Исмагиловым и многими другими.

Проблемам геологического обоснования и разработки месторождений с трудноизвлекаемыми запасами нефти, в том числе
с применением прогрессивных технологий и методов увеличения нефтеотдачи пластов посвящены многочисленные работы отечественных исследователей: Амелина И.Д., Аширова К.Б., Борисова Ю.П., Горбунова А.Т., Крылова А.П., Мирзаджанзаде А.Х., Пермякова И.Г., Сатарова М.М., Султанова С.А., Хайрединова Н.Ш. и др.

Проблемам эксплуатации водонефтяных зон и залежей нефти с подошвенной водой применительно к условиям их разработки посвящены работы К.Б.Аширова, Б.Т. Баишева, М.А. Жданова, В.Л. Комарова, А.А. Малоярославцева, Р.Х. Муслимова, Б.М. Орлинского, И.Г. Пермякова и др.

Вопросам гидродинамических исследований скважин посвящены работы И.А. Чарного, С.Н. Бузинова, И.Д. Умрихина,
Р. Дайеса, Д. Миллера, А. Хатчинсона и т.д.

В первой главе приведены cсуществующие классификации
и структуры трудноизвлекаемых запасов. Выполнен анализ ста- тистических и гидродинамических моделей, описывающих поведение залежей во время их разработки.

Рассмотрены вопросы группирования объектов разработки
с использованием метода главных компонент, искусственных нейронных сетей, экспертного метода подбора технологий и методы ассоциативного многофакторного корреляционного анализа.

Указанные методы группирования для нас интересны тем, что позволяют осуществить более целенаправленный и действительный подход к выбору геолого-статистических моделей для различных совокупностей исследуемых месторождений в плане планирования применения на них третичных МУН.

Рассматриваются вопросы развития детерминированных моделей для прогнозирования МУН. Приведен анализ гидродинамических моделей, используемых для физико-химических процессов, проходящих в пласте. В настоящее время создано множество моделей процесса заводнения, позволяющих прогнозировать показатели разработки нефтяных месторождений. В то же время показано, что необходимо построение моделей для расчета и оптимизации параметров потокоотклоняющих технологий с использованием эмульсионных
и гелеобразующих композиций, как основных технологий, регулирующих процесс заводнения.

Согласно классификации, к категории ТрИЗ относятся запасы нефти месторождений со следующими геолого-физическими и физико-химическими характеристиками пластовых систем:

  • залежи нефти в карбонатных коллекторах;
  • залежи нефти в низкопроницаемых (проницаемость менее 0,05 -0,20 мкм2) низкопродуктивных, терригенных коллекторах.
  • залежи нефти, приуроченные к неоднородным слоистым терригенным коллектором, характеризующиеся малыми нефтенасыщенными толщинами (менее 1,5–2,0 м),
  • залежи высоковязких нефтей (с вязкостью более 30-50 мПа*с);
  • запасы нефти в водонефтяных зонах;
  • остаточные запасы нефти в обводненных залежах на средней и поздней стадиях разработки;
  • залежи нефти с начально-неоднородным и пониженным нефтенасыщением коллекторов.

Предложена методика многоуровневого планирования применения третичных МУН, включающая в себя следующие основные этапы:

  1. классификация объектов с использованием МГК и МНС;
  2. выбор объектов – полигонов (центров группирования);
  3. определение удаления объектов от полигонов;
  4. ранжирование и регуляризация удалений;
  5. экспертная оценка на соответствие геолого-промысловых условий объектов критериям применения МУН;
  6. выбор скважин для реализации технологий с достижением вероятно большего эффекта с применением метода моментов, регрессионного анализа данных нестационарных ГДИС.

Во второй главе проведен геолого-статистический анализ

разработки месторождений Западной Сибири и Башкортостана.

Метод главных компонент (МГК) используется для определения по ковариационной матрице собственных значений, собственных векторов и координат для компонент, из которых определяются главные. Метод позволяет группировать объекты со сходными геолого-промысловыми параметрами, что позволяет затем определять какие из методов воздействия эффективны по группам.

Искусственные нейронные сети (ИНС) строятся по принципам организации и функционирования их биологических аналогов. Они способны решать широкий круг задач распознавания образов, идентификации, прогнозирования, оптимизации, управления сложными объектами. Задача состоит в указании принадлежности входного образа, представленного вектором признаков, одному или нескольким предварительно этим же методом определенным классам. Показано, что требуется адаптация метода для рассмотрения задач классификации объектов эксплуатации.

Анализировался информационный массив из 491 залежей ОАО АНК «Башнефть» и 77 объектов ООО «ЛУКОЙЛ – Западная Сибирь» по 23 основным параметрам.

В результате группирования методом главных компонент в координатах Z2-Z3 выделено 4 группы со сходными геолого-физическими параметрами внутри групп ( рис. 1) для условий Западной Сибири.

На рисунке 1 представлены результаты группирования.



Pages:   || 2 | 3 | 4 |
 





 
© 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.