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 |

Обоснование технологии разработки многопластовых объектов с применением оборудования для одновременно-раздельной закачки воды (на примере южной лицензионной тер

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

БАРЫШНИКОВ Андрей Владимирович

ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ РАЗРАБОТКИ МНОГОПЛАСТОВЫХ ОБЪЕКТОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННО-РАЗДЕЛЬНОЙ ЗАКАЧКИ ВОДЫ

(на примере южной лицензионной территории

Приобского нефтяного месторождения)

Специальность 25.00.17 Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений

А в т о р е ф е р а т

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Санкт-Петербург

2011

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургском государственном горном университете и ООО «Газпромнефть-Хантос»

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор

Рогачев Михаил Константинович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

Золотухин Анатолий Борисович

кандидат технических наук

Колонских Александр Валерьевич

Ведущее предприятие государственное автономное научное учреждение «Институт нефтегазовых технологий и новых материалов»

Защита диссертации состоится 28 февраля 2012 г. в 16 ч. на заседании диссертационного совета Д 212.224.10 при Санкт-Петербургском государственном горном университете по адресу: 199106, г. Санкт-Петербург, В.О., 21-я линия, д.2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного горного университета.

Автореферат разослан 27 января 2012 г.

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ

диссертационного совета,

доктор технических наук,

доцент А.К. Николаев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Большинство нефтяных месторождений Западной Сибири многопластовые. Основной проблемой при их разработке является правильное выделение эксплуатационных объектов (ЭО). Выделение каждого из пластов в самостоятельный ЭО, как правило, невозможно по экономическим соображениям. Более предпочтительно осуществление одновременно-раздельной эксплуатации (ОРЭ) пластов одной сеткой скважин с применением специальных технологий, в частности, оборудования для одновременно-раздельной добычи (ОРД) и одновременно-раздельной закачки (ОРЗ).

С 2005 года технологии ОРЭ возродились в России на современном уровне и стали активно внедряться ведущими нефтяными компаниями: Газпром нефть, Татнефть, Роснефть, Сургутнефтегаз, ТНК-ВР, Башнефть, Лукойл и другими.

Научное обобщение результатов внедрения методов ОРЭ на месторождениях России представляет большой интерес для специалистов-нефтяников, в особенности применение ОРЭ в массовых (сотни скважин) масштабах на крупнейших месторождениях Западной Сибири (типа Приобского).

Целью диссертационной работы является научное и методическое обоснование технологии разработки многопластовых нефтяных месторождениях с применением одновременно-раздельной закачки воды для регулирования их энергетического потенциала, повышения уровней добычи и коэффициента извлечения нефти (КИН).

Идея работы. Повышение уровней добычи и КИН на многопластовых месторождениях должно обеспечиваться за счет внедрения технологии одновременной закачки воды при её комплексировании с гидравлическим разрывом пластов и созданием в добывающих скважинах высоких депрессий.

Основные задачи исследований:

1. Разработать и усовершенствовать технику и технологии одновременно-раздельной закачки в условиях сложнопостроенного многопластового объекта южной лицензионной территории (ЮЛТ) Приобского нефтяного месторождения.

2. Обосновать геолого-промысловые критерии рационального применения оборудования для одновременно-раздельной закачки воды на многопластовых месторождениях с низкопроницаемыми коллекторами.

3. Комплексировать технологии одновременно-раздельной закачки в многопластовых нагнетательных скважинах, большеобъемные гидроразрывы пластов (ГРП) и создание высоких депрессий в добывающих скважинах с целью обеспечения высоких темпов разработки и максимального извлечения нефти.

4. Обосновать и внедрить системы долговременного мониторинга, диагностики и регулирования разработки многопластового объекта с применением современного оборудования для ОРЗ.

5. Выполнить трехмерное математическое моделирование процесса разработки двухпластового объекта в условиях применения оборудования для ОРЭ пластов.

6. Исследовать влияние системного применения технологий ОРЗ на ключевые показатели разработки многопластового месторождения (добыча нефти и др.).

7. Оценить влияние промышленного внедрения технологии ОРЗ на КИН многопластового объекта, представленного низкопроницаемыми пластами.

8. Обосновать экономическую целесообразность внедрения технологии ОРЗ на Приобском (ЮЛТ) месторождении.

Методы решения поставленных задач:

- геолого-промысловое и геостатистическое изучение особенностей строения низкопродуктивных слабопроницаемых нефтяных пластов;

- комплексный инженерный анализ результатов разработки, эксплуатации и интенсификации добычи нефти на многопластовом месторождении;

- аналитические и эмпирические методы оценки влияния различных геолого-промысловых факторов и условий ОРЗ на показатели разработки и коэффициента нефтеизвлечения многопластового месторождения;

- трехмерное геолого-гидродинамическое моделирование процесса разработки участка многопластового месторождения с применением ОРЭ;

- технико-экономические расчёты по оценке эффективности результатов внедрения технологии одновременно-раздельной закачки.

Научная новизна:

1. Обоснована необходимость комплексирования технологий ОРЗ в нагнетательных скважинах, большеобъёмных гидроразрывов пластов и создания высоких депрессий в добывающих скважинах на многопластовых нефтяных месторождениях с низкопроницаемыми коллекторами.

2. Разработаны критерии эффективного применения одновременно-раздельной закачки воды в условиях низкопроницаемых прерывистых многопластовых объектов.

3.На основе трехмерного гидродинамического моделирования разработки многопластового нефтяного объекта установлены зависимости технологических показателей эксплуатации скважин от системы раздельного регулирования энергетического потенциала пластов.

4. Впервые оценено влияние массового, промышленного применения ОРЗ на текущую добычу нефти и конечный КИН сложнопостроенного многопластового месторождения.

Защищаемые научные положения:

1. Установленные зависимости технологических показателей эксплуатации скважин от принятой системы раздельного регулирования энергетического потенциала объектов разработки многопластового нефтяного месторождения с низкопроницаемыми коллекторами позволяют повысить эффективность технологии одновременно-раздельной закачки воды в нагнетательных скважинах, а также рекомендовать ее комплексирование с большеобъемными гидроразрывами пластов и созданием высоких депрессий в добывающих скважинах для интенсификации добычи нефти и повышения нефтеотдачи пластов.

2. Гидродинамическое моделирование многопластового объекта, выполненное на основе разработанной системы промыслового мониторинга в условиях одновременно-раздельной эксплуатации пластов, позволяет повысить точность прогноза уровней добычи нефти и коэффициента нефтеизвлечения.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обоснована и подтверждена результатами теоретических, экспериментальных и промысловых исследований, их сопоставлением с результатами промышленного внедрения разработанных технологий.

Практическая значимость работы:

1. Созданы и усовершенствованы технические средства (многопакерные установки) для осуществления эффективного контроля и регулирования разработки отдельных нефтяных пластов в составе многопластового объекта в условиях одновременно-раздельной закачки воды в два и более пласта.

2. Разработана и внедрена система долговременного промыслового мониторинга эксплуатации многопластового нефтяного месторождения при одновременно-раздельной закачке воды в низкопроницаемые коллектора.

3. Результаты проведенных исследований позволили:

- повысить технико-экономическую эффективность разработки многопластовых месторождений Западной Сибири на основе применения оборудования для ОРЗ и средств индивидуального контроля работы пластов;

- используя разработанные критерии, более успешно и с меньшим риском подбирать скважины-кандидаты для внедрения оборудования для одновременно-раздельной закачки воды на многопластовых объектах;

- расширить область применения технологии с переходом на одновременно-раздельную закачку воды в три и более продуктивных пласта;

- внедрять разработанные системы мониторинга, контроля и регулирования технологий ОРЗ на других многопластовых месторождениях страны с целью повышения добычи и коэффициента извлечения нефти.

Полученные результаты нашли массовое, системное применение при реализации технологии одновременно-раздельной эксплуатации скважин на Приобском (ЮЛТ) нефтяном месторождении.

Апробация работы. Основные положения и практические результаты исследований докладывались на расширенном выездном совещании ОАО «Газпром нефть» (Муравленко, 2009г.), 9-ой научно-технической конференции «Современные технологии гидродинамических исследований скважин на всех стадиях разработки месторождений» (Томск, 2010г.), выездном совещании ОАО «Газпром нефть» «Инновационные технологии при разработке нефтяных месторождений» (Белград, 2010г.), Российской технической нефтегазовой конференции и выставке SPE по разведке и добыче (Москва, 2010г.), расширенном выездном совещании ОАО «Газпром нефть» (Ноябрьск, 2011г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 печатных работ, в том числе 8 в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России; получен один патент РФ на изобретение.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертационная работа изложена на 219 страницах машинописного текста (включая 99 рисунков и 45 таблиц), состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы из 185 наименований,

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении сформулированы тема, цель и задачи исследований, представлены научная новизна, защищаемые научные положения и практическая значимость диссертационной работы.

В первой главе выполнен обзор исследований, посвященных разработке и внедрению техники и технологии ОРЭ в России и за рубежом. Значительный вклад в развитие техники и технологии ОРЭ внесли Афанасьев В.А., Баишев Б.Т., Волков Л.Ф., Вайсман А.М., Воробьев В.Д., Гарипов О.М., Гарифов К.М., Евдокимов А.М., Зайцев Ю.В., Иванова М.М., Киреев А.М., Кременецкий М.И., Кузьмин В.М., Леонов В.А., Максимов В.П., Максутов Р.А., Поляков А.Б., Тахаутдинов Ш.Ф., Третьякова Г.И., Хангильдин И.Г., Хисамов Р.С., Шаисламов Ш.Г., Шаймарданов Р.Ф., Янтурин А.Ш., Янтурин Р.А. и другие.

Технология ОРЭ возникла в СССР в 1930х годах; в массовом порядке стала внедряться со второй половины 1960х годов. Современный (с 2005 года) этап внедрения ОРЭ характеризуется использованием сложных технологических и компьютерных систем, позволяющих осуществлять эффективный контроль и регулирование работы разобщённых пластов в режиме реального времени. В нефтяной отрасли наблюдается переход к интеллектуальным системам управления разработкой месторождений.

В российской практике количество примеров массового внедрения ОРЭ (в масштабе сотен скважин) – достаточно ограничено. По сути дела, сюда пока можно отнести только Приобское (ЮЛТ) месторождение. Перспективы внедрения оборудования ОРЗ на месторождениях России весьма велики. По оценке автора количество нагнетательных скважин, оснащенных компоновками ОРЗ, в отрасли к 2015 году может быть доведено до трех тысяч, а к 2020 г. – до пяти тысяч.

На нефтепромыслах эффект от применения ОРД оценивается по приростам дебитов нефти разобщенных пластов, от ОРЗ – по приросту добычи нефти по окружающим добывающим скважинам. Однако в технической литературе практически отсутствуют обобщенные данные о количественном влиянии применения технологий ОРЭ на уровни добычи нефти по месторождению в целом в течение длительного периода времени, а также об оценке влияния этой технологии на конечный КИН.

На первом этапе освоения Приобского месторождения (ЮЛТ) закачка воды проводилась совместно во все вскрытые пласты. В декабре 2004 г. пять нагнетательных скважин оборудовали системами ОРЗ. Далее технология стала применяться во всех новых нагнетательных скважинах, вскрывших несколько пластов. Это позволило осуществлять индивидуальный контроль технологических режимов закачки в каждый пласт. Успешному решению данной задачи на ЮЛТ способствовали детальный анализ особенностей геологического строения (глава 2), а также обоснование и практическая реализация решений по оптимизации системы разработки с применением ОРЗ (главы 3,4,5).

Во второй главе приведены результаты исследований по установлению особенностей геологического строения уникального Приобского месторождения. Изучение материалов ГИС по пробуренным 1962 скважинам позволило установить основные закономерности распределения геологических параметров в 22 имеющихся залежах нефти.

Одним из ключевых результатов этих исследований является получение данных об особенностях распределения стрессов напряжения горных пород, определяющих закономерности распространения трещин гидроразрыва по простиранию пласта. Это позволило обосновать более эффективное расположение рядов нагнетательных скважин в пределах месторождения.

Выявленные автором геологические особенности строения продуктивных горизонтов позволили сформировать эффективную систему воздействия на каждый продуктивный пласт с учетом зональности их распространения.

В третьей главе обоснованы проектные технологические решения по разработке месторождения. Основой для их реализации стало обобщение огромного фактического материала о массовом применении технологии ГРП на ЮЛТ за 2002-2010гг. В работе детально исследованы факторы, обусловившие высокую технологическую эффективность гидроразрывов. Установлены закономерности изменения (падения) дебитов нефти и жидкости после ГРП в различных геолого-физических условиях. Изучены данные об эффективности повторных ГРП. Проведен подробный анализ дизайнов применяемых ГРП, определены оптимальные его параметры (число проппанта, скин-фактор, кратность роста дебита жидкости после ГРП и др.).

Благодаря массовому применению ГРП дебит нефти новых скважин удалось нарастить с 29 (в 2001г.) до 83 т/сут (в 2004 году), обеспечив приёмистость нагнетательных скважин на уровне 250-480 м3/сут. Средневзвешенный дебит нефти новых скважин за 1999-2010 гг. составил 40,65т/сут, удельный дебит: на 1 м толщины – 2,31 т/сут/м, на единицу проводимости – 0,379 т/сут/мД·м.

Целенаправленное поддержание высоких депрессий на пласт при эксплуатации добывающих скважин Приобского месторождения – одно из ключевых условий эффективной разработки особо низкопродуктивных пластов. Среднее забойное давление по 1124 добывающим скважинам ЮЛТ примерно на 35% ниже давления насыщения нефти газом.

Гидроразрывы являются неотъемлемой составляющей технологии разработки особо низкопроницаемых пластов, системно реализуемой на месторождении. Всего на середину 2011 года выполнено более 3,3 тысяч "попластовых" операций гидроразрыва. Около 60% гидроразрывов приходится на горизонт АС10, примерно 40% – на сложнопостроенный АС12. Автором показано, что из общих добытых на месторождении 40 млн.т нефти за счет проведения массовых гидроразрывов извлечено около 26,4 млн.т (66%).

За счёт применения интенсивной однорядной системы разработки, а также ускоренного формирования системы ППД удалось устранить негативное влияние таких природных факторов, как особо низкая проницаемость и проводимость коллекторов. Этому способствовало обоснованное оптимальное расположение нагнетательных скважин, при котором трещины ГРП сориентированы преимущественно вдоль рядов.

Особо важную роль в обеспечении более эффективного вытеснения нефти из разнопроницаемых пластов сыграло массовое применение ОРЗ. Оснащение нагнетательных скважин компоновками ОРЗ и реализация на этой основе системы индивидуального управления энергетическим состоянием пластов позволили обеспечить благоприятную характеристику вытеснения.

Благодаря научному обоснованию и своевременной реализации разработанных при непосредственном участии автора эффективных технологических и технических решений, месторождение имеет перспективы поддержания высоких уровней добычи нефти на длительный период времени.

В четвертой главе представлены результаты исследований по созданию и внедрению системы мониторинга и регулирования процесса разработки многопластовых месторождений с применением оборудования для ОРЭ пластов. В конкретных условиях Приобского месторождения рассмотрено рациональное выделение ЭО на базе учёта основных геолого-промысловых, технических и технологических параметров.

Основными недостатками совместной разработки пластов являются:

– снижение удельного дебита на 1 м вскрытого нефтенасыщенного разреза;

– "выключение" из эксплуатации наименее проницаемых интервалов;

– ухудшение характеристик вытеснения (обводнения);

– невозможность регулировать выработку запасов из отдельных пластов;

– увеличение накопленного водонефтяного фактора за весь срок добычи;

– снижение безводной и конечной нефтеотдачи многопластового объекта.

Отмеченные выше недостатки могут быть устранены при условии научно обоснованного применения на многопластовых месторождениях специального оборудования для осуществления ОРЗ и ОРД.

Приобское (ЮЛТ) месторождение характеризуются очень сложной структурой запасов нефти и представлено особо низкопроницаемыми сильно расчлененными коллекторами, требующими массового применения большеобъёмных гидроразрывов, а также формирования дифференцированного (в т.ч. путём ОРЗ) воздействия на отдельные пачки пластов.

В работе охарактеризованы этапы внедрения технологии ОРЗ на месторождении, рассмотрены особенности и типы применяемого оборудования, средства и методы контроля и регулирования работы пластов в многопластовых нагнетательных скважинах (рисунок 1).



Pages:   || 2 | 3 |
 





 
© 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.