WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 | 4 |

На правах рукописи

Мухаметшин Вячеслав Вячеславович

методические основы ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ разработки залежей высоковязкой нефти

в карбонатных коллекторах

Специальность 25.00.17 – Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых

месторождений

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Уфа – 2009

Работа выполнена на кафедре «Разработка нефтяных и газовых месторождений» Уфимского государственного нефтяного технического университета.

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Зейгман Юрий Вениаминович.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Хафизов Айрат Римович;

кандидат технических наук

Карпов Алексей Александрович.

Ведущая организация ОАО ТатНИПИнефть.

Защита состоится «19» ноября 2009 года в 14–00 на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.289.04 при Уфимском государственном нефтяном техническом университете по адресу: 450062, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уфимского государственного нефтяного технического университета.

Автореферат разослан «15» октября 2009 года.

Ученый секретарь совета Ямалиев В.У.

Общая характеристика работы

Актуальность темы

В условиях постоянного снижения добычи нефти из высокопродуктивных залежей как в карбонатных, так и терригенных коллекторах, существенного снижения прироста разведанных запасов (в 2005 году впервые в мировой истории извлекаемые запасы нефти стали больше прироста ее ресурсов), а также роста цен на нефтяное сырье особое значение приобретает ввод в активную разработку низкопродуктивных, сложнопостроенных залежей нефти с трудноизвлекаемыми запасами.

Одними из таких объектов являются турнейские залежи высоковязкой нефти ( 20 мПас), приуроченные к карбонатным коллекторам и расположенные в пределах Волго-Уральской нефтегазоносной провинции. Несмотря на существенные запасы нефти этих объектов, уровень добычи нефти из них составляет десятые доли процента, а степень выработки запасов в среднем не превышает нескольких процентов.

Низкая эффективность и медленный ввод в разработку этих объектов во многом обусловлены причинами геологического характера, а именно: низкими коллекторскими свойствами, повышенной зональной и послойной неоднородностью по литолого-коллекторским свойствам пластов, наличием трещиноватости и кавернозности, линзовидным строением пород-коллекторов, слабой гидродинамической связью нефтенасыщенного и водонасыщенного объемов пластов, наличием различных литологических типов коллекторов, низкими удельными значениями запасов на единицу площади, значительной прерывистостью и расчлененностью продуктивных пластов.

В этих сложных геологических условиях анализ, контроль, регулирование и проектирование разработки осуществлялись по аналогии с высоко-продуктивными объектами, без учета особенностей процесса нефтеизвлечения ввиду отсутствия научного обоснования концепции и принципов разработки, а также методической базы, позволяющей решать различные вопросы повышения эффективности процесса эксплуатации залежей.

Изучение истории разработки залежей высоковязкой нефти турнейского яруса с трудноизвлекаемыми запасами показало низкую эффективность выработки запасов при использовании традиционных сеток скважин и систем заводнения, принятых для высокопродуктивных объектов. При этом большинство добывающих скважин не испытывают влияния закачки воды, процесс вытеснения протекает крайне неравномерно, образуются застойные зоны, пластовое давление в процессе разработки снижается, а конечная нефтеотдача при этом в редких случаях достигает 30%.

В то же время эти объекты приурочены к развитым нефтегазодобывающим регионам страны, находятся на хорошо обустроенных территориях, имеющих добротную материальную и кадровую базы, развитую промышленную и социальную инфраструктуры, а многие из этих залежей вскрыты скважинами различного назначения, пробуренными на другие эксплуатационные горизонты; имеются системы ППД, сбора и подготовки нефти. Все это позволяет вести разработку объектов с минимальными издержками.

Таким образом, решение задачи обоснования технологических решений, направленных на повышение степени выработки запасов и интенсификацию разработки этих объектов, является весьма актуальным.

Цель работы

Создание методических основ повышения эффективности разработки низкопродуктивных объектов высоковязкой нефти в карбонатных коллекторах турнейского яруса на основе обобщения теории и практики разработки залежей северо-западной части Башкортостана.

Основные задачи исследований

Разработка комплекса методик и алгоритмов:

- повышения эффективности соляно-кислотных обработок (СКО) на основе установления геолого-технологических условий наиболее успешного проведения воздействия, научно-обоснованного подбора скважин и регулирования параметров обработок;

- прогнозирования величины технологического эффекта СКО; обоснования выбора скважин по какому-либо критерию эффективности в зависимости от тактики и стратегии предприятий в конкретных рыночных условиях, обоснования параметров воздействия с учетом геологических особенностей залежей и особенностей технологии разработки объектов;

- оценки степени допустимого разрежения (уплотнения) сетки скважин и выбора систем заводнения дифференцированно на участках с различными геолого-физическими свойствами пластов и насыщающих их флюидов на стадии составления первых проектных документов;

- выбора местоположения скважин при уплотнении сетки и совершенствовании систем заводнения, определения добывающих скважин для перевода их под нагнетание, обоснования выбора участков для применения методов увеличения нефтеотдачи;

- прогнозирования степени гидродинамического взаимодействия добывающих и нагнетательных скважин, выбора параметров систем заводнения для достижения максимально-возможного соответствия технологических параметров особенностям геологического строения объектов.

Методы исследований

При решении поставленных задач использованы методы геолого-промыслового анализа и обобщения результатов лабораторных, геофизических и гидродинамических исследований скважин и залежей, опыта и истории разработки объектов, находящихся длительное время в разработке.

При моделировании и формализации процесса нефтеизвлечения использовались различные методы математической статистики и теории вероятности: методы теорий распознавания образа, адаптации и обучения.

Научная новизна

  1. Разработан комплекс алгоритмов и методик, позволяющих проводить адаптацию технологии и адресное воздействие соляной кислотой на призабойную зону в конкретных геологических условиях, прогнозировать эффективность воздействия, выбирать скважины и параметры обработок.
  2. Предложен комплексный параметр эффективности СКО, позволяющий проводить прогноз и выбор скважин по единому критерию и находить компромисс между приростом дебита и обводненности скважин.
  3. Установлены условия наиболее успешного проведения воздействия на призабойную зону с использованием соляной кислоты и пласт при организации внутриконтурного заводнения. Выявлены геолого-технологические параметры, оказывающие превалирующее влияние на эффективность процессов воздействия.
  4. Разработан комплекс методик, позволяющих оценивать параметры и интенсивность систем заводнения, проводить обоснование и выбор очагов под нагнетание в различных геолого-промысловых условиях.
  5. Предложен алгоритм дифференциации объектов с использованием канонических дискриминантных функций (КДФ) для предотвращения катастрофического обводнения добывающих скважин.

Практическая ценность и реализация работы

Создана методическая основа решения актуальных вопросов воздействия на призабойную зону и пласт в целом с использованием соляно-кислотных растворов и различных систем внутриконтурного заводнения. Полученные результаты, методики, алгоритмы и модели апробированы, внедрены и используются при составлении проектных документов и планировании мероприятий по повышению эффективности разработки нефтяных месторождений в Центре химической механики нефти Академии наук республики Башкортостан и ООО НПФ «Нефтегазразработка».

Материалы работы внедрены в учебный процесс и используются при чтении лекций по дисциплинам «Физика нефтяного и газового пласта» и «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений», а также при выполнении курсовых и дипломных проектов.

Апробация работы и результатов исследования

Основные положения диссертационной работы докладывались на 57, 60-й научно-технических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых (г. Уфа, УГНТУ, 2006, 2009), Международной научно-технической конференции «Проблемы нефтегазового дела» (г. Октябрьский, ОФ УГНТУ, 2006), научно-технической конференции (г. Бугульма, ТатНИПИнефть, 2006), 60-й юбилейной межвузовской студенческой научной конференции «Нефть и газ – 2006» (г.Москва, РГУНГ им. Губкина, 2006), 61-й студенческой научной конференции «Нефть и газ – 2007» (г.Москва, РГУНГ им. Губкина, 2007), Международном форуме молодых ученых «Проблемы недропользования» (г. Санкт-Петербург, СПбГГИ им. Плеханова, 2007), Международном форуме молодых ученых «Проблемы рационального природопользования» (г. Санкт-Петербург, СПбГГИ им. Плеханова, 2007).

Публикация результатов работы

Содержание работы опубликовано в 15 научных трудах, в том числе: 2 монографии, 2 статьи в ведущих рецензируемых журналах в соответствии с перечнем ВАК Минобразования и науки РФ.

объем и структура работы

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных результатов и выводов, а также списка литературы. Работа изложена на 207 страницах, содержит 30 таблиц и 28 рисунков.

Автор выражает благодарность научному руководителю, заведующему кафедрой РНГМ профессору Зейгману Ю.В. и коллективу кафедры за научные консультации, ценные советы и рекомендации при выполнении работы.

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность проведенных исследований, сформулированы цель и основные задачи, решенные в работе, научная новизна и практическая значимость результатов диссертации.

В первой главе дана характеристика и выделены специфические особенности геологического строения объектов исследования, а также геолого-физических и физико-химических свойств пластов и насыщающих их флюидов.

Залежи кизеловского горизонта турнейского яруса Мустафинского, Манчаровского, Менеузовского и Таймурзинского нефтяных месторождений в тектоническом отношении приурочены к Южно-Татарскому своду Русской платформы и Бирской седловине, залегают на глубинах от 1120 до 1460 м и яв-ляются пластовыми. Начальные значения пластового давления и температуры изменяются в интервалах от 11,2 до 14,6 МПа и от 291 до 298 К соответственно.

Литологически залежи нефти в основном сложены серыми и светло-серыми биоморфными, биоморфно-детритовыми, сгустково-комковатыми и пелитоморфно-сгустковыми известняками с незначительными прослоями доломитов. В строении пород-коллекторов определяющую роль играет межзерновая (гранулярная) пористость, по типу структуры пустотного пространства приближающаяся к породам терригенного ряда. Трещиноватость имеет ограниченное распространение, усиливая сообщаемость пустот кавернозно-пористых участков. Выделяются три структурных типа коллекторов: 1 – поровый; 2 – трещинно-поровый; 3 – трещинно-каверново-поровый. Первый тип резко доминирует, обусловливая продуктивность залежей. Основными породами-коллекторами являются сгусткого-комковатые и детритово-биоморфные известняки, характеризующиеся наиболее высокой пористостью и проницаемостью. Трещиноватость известняков выражается следующими средними величинами параметров: трещинная пористость 0,02- 0,2 %, трещинная проницаемость – до 1010-3 мкм2 и объемные плотности трещин – 20–50 м-1. Значения пористости, нефтенасыщенности, проницаемости соответственно изменяются в интервалах: 0,12–0,13; 0,82–0,86; 44–82, 10–3 мкм2. Залежи характеризуются низкими значениями эффективной нефтенасыщенной толщины (от 2,1 до 9,8 м; в среднем – 3,4 м) и толщины нефтенасыщенных пропластков (от 0,7 до 2,9; в среднем – 1,5 м).

Геологическая неоднородность объектов изменяется в довольно широких пределах. Так, значения доли пород-коллекторов в общей толщине пласта, коэффициентов расчлененности и комплексного показателя неоднородности (по М.А.Токареву) изменяются соответственно в интервалах: 0,2–0,63; 1,50–4,55; 5–25 м–2, составляя в среднем соответственно 0,36; 2,84; 10,5 м–2.

Режимы работы залежей характеризуются как упруговодонапорные со слабым подпором подошвенных и краевых вод. Причиной этого является запечатанность залежей вблизи поверхности ВНК ввиду отложений вторичного кальцита и вязкого битума в трещиновато-пористой среде, сильной ресчлененности продуктивных пластов плотными, непроницаемыми разностями и линзовидное строение пород-коллекторов. Последнее является причиной резкого падения пластового давления и дебитов скважин при отсутствии пластовой воды в добываемой продукции на отдельных участках залежей, что говорит об упругом режиме их работы. Ввиду этого в условиях отсутствия мероприятий по поддержанию пластового давления режим работы залежей впоследствии переходит в режим растворенного газа.

Пластовые нефти объектов исследования являются высоковязкими и плотными при низких значениях давления насыщения и газосодержания. Значения этих параметров изменяются соответственно в следующих пределах: 21,6–32,1 мПас; 880–897 кг/м3; 3,6–5,8 МПа; 8,2–19,5 м3/т. Пластовые воды являются высокоминерализованными; плотность составляет 1120–1180 кг/м3. В солевом составе преобладают хлориды кальция и натрия. Первая соленость достигает 83 %. По классификации В.А.Сулина они относятся к хлоркальциевому типу, группе хлоридных, подгруппе натриевых вод.

Pages:     || 2 | 3 | 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»