Введение к работе
Актуальность темы. Разработку нефтяных месторождений осуществляют, в основном, с использованием метода заводнения пластов. Его применение в макронеоднородных пластах ведёт к опережающему обводнению высокопроницаемых объемов, что осложняет извлечение нефти из относительно низкопроницаемых объемов, приводит на поздних стадиях эксплуатации к нерентабельности работы большого числа добывающих скважин, ухудшает технико-экономические показатели разработки месторождений.
Поэтому одной из основных задач на современном этапе развития нефтедобывающей промышленности является интенсификации добычи нефти и повышения нефтеотдачи обводнённых макронеоднородных пластов.
Исследования в натурных условиях установили влияние виброобработки пластов с дневной поверхности на обводненность и дебит жидкости нефтепромысловых скважин, показав тем самым перспективность разработки вибросейсмического метода повышения нефтеотдачи месторождений.
Решению этой задачи посвящена диссертационная работа, которая выполнена в рамках подпрограммы 0.02.01 Общесоюзной научно-технической программы 0?7 «Нефтедобыча» и проекта 5.1 Государственной научно-технической программы «Прогрессивные технологии комплексного освоения топливно-энергетических ресурсов недр России» («Недра России»), по Постановлениям ГКНТ СССР № 555 от 30.10.85, № 609 от 17.10.89, № 505 от 30.05.90, № 620 от 27.06.90 и № 659 от 29.04.91, по Приказам МинНауки РФ № 597Ф и 601Ф от 31.03.92, № 1439Ф от 09.06.92, № 2673Ф от 02.09.92, № 3730Ф от 30.11.92, № 95Ф от 18.02.93, № 2557Ф от 30.07.93, № 4258Ф от 29.11.93 и др., а также в рамках плановой темы СКБ ПГ СО АН СССР № гос. per. 01860099863 и хоз. договоров с ВНИИнефть (МНТК «Нефтеотдача»), ОАО «Урайнефтегаз» и ОАО «Юганскнефтегаз».
Целью работы является разработка и оценка эффективности вибросейсмического способа воздействия на нефтепродуктивные пласты с дневной поверхности на основе комплексных исследований волновых процессов и реакции горных пород на вибросейсмические колебания, а также испытаний способа в промышленных условиях.
Идея работы состоит в использовании установленных в натурных условиях закономерностей взаимодействия вибросейсмических колебаний с горными породами для создания эффективного способа виброобработки нефтепродуктивных пластов с дневной поверхности.
В соответствии с идеей и целью работы определены следующие задачи исследований:
1. Исследовать волновые процессы в массиве горных пород при вибросейсмическом воздействии на него с дневной поверхности.
2. Изучить влияние вибросейсмических колебаний на фильтрационные
свойства и флюиды нефтепродуктивного пласта.
-
Разработать вибросейсмический способ воздействия на нефтепродуктивные пласты с дневной поверхности.
-
Определить эффективность вибросейсмического способа воздействия на нефтепродуктивные пласты с дневной поверхности по результатам его промышленных испытаний.
Методы исследований. Анализ и обобщение литературных источников, методы измерения волновых процессов, физико-химический анализ флюидов, гидродинамические и геофизические методы исследования скважин, методы математической статистики и спектрального анализа для численной обработки экспериментальных данных с использованием вычислительной техники.
Основные научные положения, защищаемые автором:
1. Долговременное воздействие на горные породы
вибросейсмическими колебаниями малой амплитуды вызывает
высвобождение их внутренней энергии в виде вторичного излучения упругих
колебаний в сейсмическом и акустическом диапазонах частот.
Реакция сейсмоакустической эмиссии нефтепродуктивного пласта на Еибросейсмическое воздействие имеет резонансный характер, проявляющийся в том, что её усиление происходит интенсивно на отдельных (доминантных) частотах.
При частоте вибрации близкой к доминантной частоте пласта, но отличной от неё, происходит усиление поглощения вибросейсмических колебаний горными породами, а в случае совпадения этих частот -энергетическая подпитка вибросейсмических волн со стороны среды их распространения.
-
При вибросейсмическом воздействии малой интенсивности на нефтепродуктивный пласт происходит увеличение фильтрационных свойств коллектора, изменение физических свойств и химического состава нефти и попутного газа, а также фазового состава извлекаемых из пласта флюидов.
-
Виброобработка с дневной поверхности на доминантной частоте продуктивного пласта увеличивает добычу нефти в течение нескольких месяцев после окончания воздействия за счёт, в основном, снижения обводнённости добываемой жидкости.
Достоверность научных положений и выводов обеспечивается применением известных методов измерения исследуемых величин и серийно выпускаемых датчиков и приборов, прошедших метрологический контроль, использованием статистических критериев для контроля качества аппроксимации экспериментальных данных вводимыми математическими зависимостями, достаточным объёмом экспериментальных исследований в натурных условиях, положительными результатами промышленных испытаний вибросейсмического способа воздействия на нефтепродуктивные пласты.
Научная новизна работы состоит в следующем:
1. Установлены зависимости реакции сейсмоакустической эмиссии
нефтепродуктивных пластов от продолжительного вибросейсмического
воздействия малой интенсивности.
2. Впервые обнаружено явление усиления поглощения массивом
горных пород монохроматических сейсмических сигналов большой
длительности.
3. Экспериментально обнаружено длительное увеличение
фильтрационных свойств нефтяного коллектора и изменение фазового
состава добываемых флюидов под действием вибросейсмических колебаний
малой амплитуды.
4. Показано, что изменение свойств нефти и попутного газа в
низкочастотном вибросейсмическом поле малой интенсивности происходит,
в основном, из-за дегазации пластовой нефти.
5. Разработан вибросейсмический способ воздействия на
нефтепродуктивные пласты с дневной поверхности и доказана его
эффективность для повышения нефтеотдачи на поздних стадиях разработки
месторождений методом заводнения пластов.
Личный вклад автора заключается в:
разработке методик исследования и проведении измерений волновых процессов в массиве горных пород;
разработке комплексной программы гидродинамических и геофизических скважинных исследований, физико-химических исследований пластовых флюидов и промысловых наблюдений за реакцией нефтепродуктивных пластов на вибросейсмическое воздействие с дневной поверхности;
компьютерной обработке данных геофизических и гидродинамических исследований скважин;
анализе совокупности полученных результатов исследований;
создании методики и компьютерной программы для оценки эффективности вибросейсмического воздействия на нефтепродуктивные пласты с дневной поверхности;
разработке в соавторстве с Б.Ф. Симоновым и Е.Н. Чередниковым способа вибросейсмического воздействия на залежи углеводородов, а также технических условий на технологию вибросейсмического воздействия на нефтепродуктивные пласты с дневной поверхности;
участии в выполнении промышленных испытаний вибросейсмического метода на нефтепромыслах;
анализе эффективности промышленных испытаний вибросейсмчческого способа на Мортымья-Тетеревском, Правдинском, Северо-Салымском и Суторминском месторождениях.
Практическая ценность работы заключается в определении эффективных режимов вибросейсмического воздействия на нефтепродуктивные пласты, разработке методик измерения доминантных
частот пластов, установлении факторов, снижающих эффективность вибросейсмического воздействия на нефтепродуктивные пласты с дневной поверхности.
По результатам представленных исследований разработаны вибросейсмический способ разработки нефтегазовых месторождений и технические условия на технологию повышения нефтеотдачи и интенсификации добычи нефти методом вибросейсмического воздействия на продуктивные пласты с дневной поверхности.
Реализация работы в промышленности
Разработанный способ вибросейсмического воздействия на нефтепродуктивные пласты с дневной поверхности осуществлён на Правдинском (1994г.), Северо-Салымском (1995г.) и Суторминском (1996г.) месторождениях, в результате чего добыто более 45 тыс. тонн нефти.
Апробация работы. Основные результаты и выводы диссертации докладывались на семинарах ИГД СО РАН, конференции «Волновые методы повышения нефтеотдачи пластов (г. Альметьевск, 1992), IV семинаре СНГ «Акустика неоднородных сред» (г. Новосибирск, 1996), научно-технических советах ОАО «Юганскнефтегаз» и ОАО «Ноябрьскнефтегаз».
Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ, в том числе 1 патент на изобретение и 1 технические условия на технологию.
Объём и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав и заключения, изложенных на 112 страницах машинописного текста, содержит список литературы из 125 наименований, 35 таблиц, 31 рисунок и приложение на 27 листах.
Автор признателен научному руководителю М.В Курлене за ценные советы по работе, руководителям и сотрудникам СКТБ ИГД СО РАН, ОАО «Юганскнефтегаз», ОАО «Ноябрьскнефтегаз», ТПП «Урайнефтегаз», а также В.А. Туранову и А.Г. Дяченко из ГАНГ, B.C. Кривопуцкому из ВЦ СО РАН за помощь и поддержку в организации и выполнении экспериментальных исследований.
