Введение к работе
Актуальность. Поздняя стадия разработки нефтяных месторождений характеризуется следующими факторами:
неуклонное снижение добычи нефти за счет истощения активно разрабатываемых и ухудшения структуры оставшихся запасов;
прогрессирующее обводнение продуктивных пластов, приводящее к отключению скважин от действующего фонда;
снижение эффективности геолого-технических мероприятий по обеспечению добычи нефти;
увеличение физического износа скважин, экологические осложнения.
Необходимым условием замедления падения добычи нефти становятся обеспечение наиболее полной выработки охваченных заводнением активных запасов и ввод в эффективную разработку трудноиз-влекаемых запасов путем бурения новых скважин на разрабатывае-
мых площадях, отключение обводненных пластов из разработки и дальнейшее использование скважин для эксплуатации невыработан-ных объектов; поиск и внедрение новых систем разработки, в том числе с применением горизонтальных скважин (ГС), восстановление скважин нерентабельного фонда зарезкой боковых горизонтальных стволов (БГС).
Во всех современных технологических схемах добычи нефти, особенно при проектировании освоения трудноизвлекаемых запасов, предусматриваются варианты с использованием скважин с горизонтальными стволами.
Технология бурения горизонтальных скважин практически переходит из категории сложных в стандартную. АО "Татнефть" в 1998-99 гг. планирует бурить ежегодно по 50-65 горизонтальных скважин и по 110-130 боковых горизонтальных стволов для восстановления скважин старого фонда, а АО "Удмуртнефть" решило с 1.10.97 г. прекратить бурение вертикальных и наклонных скважин и перейти на строительство только ГС и БГС. При таких темпах развития горизонтального бурения решение проблемы геофизического информационного обеспечения процесса строительства и эксплуатации этих скважин имеет исключительно важное значение.
В этих условиях решение задач геофизических исследований в отдельных скважинах перерастает в актуальную проблему создания системы информационно-геофизического обеспечения разработки нефтяных месторождений с использованием различных категорий скважин.
Цель и задачи исследований
Цель работы. Создание системы геофизического информационного сопровождения разработки нефтяных месторождений на поздних этапах в условиях падающей добычи и широкого применения горизонтальных скважин на основе новых технических средств и технологий исследований скважин и воздействия на продуктивные пласты для интенсификации нефтепритока.
Задачи исследований. Для достижения поставленной цели были сформулированы и решались следующие задачи:
изучение геолого-технических условий бурения скважин на разрабатываемых площадях в зонах интенсивной закачки воды для
оптимизации комплекса геофизических и гидродинамических исследований;
разработка аппаратуры и изучение применения метода высокочувствительной термометрии на основе исследования стационарных и нестационарных тепловых полей для решения задач контроля за разработкой нефтяных месторождений;
совершенствование геофизического контроля за разработкой нефтяных месторождений и. оптимизация комплекса исследований скважин на основе применения новых методов и аппаратуры для решения геолого-промысловых задач в действующих скважинах и в процессе их ремонта;
развитие исследований по усовершенствованию технологии гидродинамического воздействия на продуктивные пласты в комплексе с кислотной обработкой, уплотнением перфорации, термогазохимическим и электрогидравлическим методами;
изучение состояния геофизического сопровождения строительства и эксплуатации горизонтальных скважин, разработка новых технических средств и технологий исследований горизонтальных скважин;
исследование горизонтальных скважин в динамическом режиме в процессе освоения их свабированием, компрессорным методом. Обоснование целесообразности применения глубокой перфорации в отдельных интервалах горизонтальных скважин вместо магниевых фильтров;
развитие техники и технологии испытания горизонтальных скважин;
создание информационной базы геофизического обеспечения разработки нефтяных месторождений наклонными и горизонтальными скважинами;
обеспечение промышленного использования новых геофизических технологий на разрабатываемых месторождениях.
Научная новизна. На основе проведенных автором исследований и разработок выполнены технические и технологические решения по геофизическим и гидродинамическим исследованиям, внедрение которых решило проблему информационного обеспечения бурящихся и
эксплуатационных скважин на поздней стадии разработки нефтяных месторождений Татарстана и Удмуртии, в том числе:
-
Оптимизирован комплекс геофизических и гидродинамических исследований для решения задач контроля за разработкой нефтяных месторождений.
-
Разработана аппаратура и предложен метод высокочувствительной термометрии для решения задач контроля за разработкой нефтяных месторождений.
-
Усовершенствована технология гидродинамических воздействий на продуктивные пласты с целью интенсификации нефтеприто-ков.
-
Изучены технические возможности и недостатки существующих технологий геофизических исследований горизонтальных скважин и создан новый способ исследований горизонтальных скважин на основе применения жесткого геофизического кабеля.
-
Впервые выполнены исследования горизонтальных скважин с помощью жесткого геофизического кабеля в различных геолого-технических условиях в открытом стволе, в колонне, через насосно-компрессорные трубы, в стационарном и динамическом режимах работы скважин; проведена перфорация различными типами перфораторов, оценена перспектива применения кабельной технологии исследований горизонтальных скважин.
6. Обоснована и внедрена в производство технология поинтер-
вального испытания горизонтальных скважин с помощью пластоис-
пытателей на трубах с переходом (при необходимости) на пробную
эксплуатацию отдельных участков.
7. Создана информационная база геофизического обеспечения раз
работки нефтяных месторождений наклонными и горизонтальными
скважинами на основе применения новых технических средств и тех
нологий исследований горизонтальных скважин.
Новизна предложенных автором технических и методических разработок защищена авторскими свидетельствами на изобретения.
Защищаемые автором научные положения и результаты.
1. Изменяющиеся в процессе разработки месторождений геолого-промысловые и геолого-технические условия требуют постоянного
совершенствования технико-технологических средств геофизических исследований скважин различных конструкций.
2. Существующие техника и технологии затрудняют эффективное проведение геофизических исследований в горизонтальных скважинах, поэтому необходимо создание новых, более эффективных нетрадиционных средств доставки приборов в горизонтальный ствол и технологий геофизических исследований.
З.Для улучшения гидродинамической связи продуктивных пластов со скважиной необходимо применение технологий многофакторного воздействия гидродинамическими, тепловыми, волновыми и термохимическими методами.
-
Оптимизированный комплекс геофизических и гидродинамических исследований и технологий для решения различных геолого-промысловых задач.
-
Оригинальный способ геофизических исследований наклонных и горизонтальных скважин в процессе их строительства и эксплуатации с помощью специального жесткого геофизического кабеля.
-
Параметрический ряд новых геофизических кабелей, обладающих повышенными техническими параметрами по прочности и жесткости для применения в горизонтальных скважинах.
Практическая ценность. Разработанные автором технические средства, способы, методики и технологии широко применяются при геофизических исследованиях бурящихся и действующих скважин на нефтяных месторождениях Татарстана и Удмуртии. Разработанные приемы, техника и методика гидродинамических исследований характеризуются технологичностью промышленного применения, сравнительно малой трудоемкостью, наличием информационного обеспечения количественной оценки получаемых результатов. Это позволило значительно расширить область эффективного применения пла-стоиспытателей для повышения продуктивности скважин.
Создание технологии исследований наклонных и горизонтальных скважин с использованием жесткого геофизического кабеля открывает новое направление в развитии нефтепромысловой геофизики. Решение проблемы доставки приборов в горизонтальные скважины создает благоприятные условия для обеспечения геофизической информацией строительства и эксплуатации горизонтальных скважин.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы неоднократно докладывались на различных научных конференциях и семинарах, опубликованы в научных изданиях (г. Сургут, 17-2-11.86 г.; г.Краснодар, 2-5.12.86 г.; г.Москва, 15-17.10.89г.).
Результаты геофизических исследований горизонтальных скважин доложены и обсуждены на семинаре-дискуссии по "Разработке нефтяных месторождений горизонтальными скважинами в АО "Татнефть" ( г. Альметьевск, 25.06.96), семинарах-совещаниях НК "Сиданко" по "Строительству горизонтальных скважин" ( г.Ижевск, 9-13.09.96 г., 29-30.10.97 г.), на семинаре -дискуссии по проблеме "Современная ядерная геофизика при поисках, разведке и разработке нефтегазовых месторождений" (г.Бугульма, 14-15.05.97 г.), на международном симпозиуме " Новая геофизическая техника для исследования бурящихся и действующих вертикальных скважин" (г. Уфа, 23-24.04.97 г.), на семинаре-дискуссии "Проблемы первичного и вторичного вскрытия пластов при строительстве и эксплуатации вертикальных, наклонных и горизонтальных скважин" (г. Уфа, 5-6.12.96 г.), на международной геофизической конференции и выставке (Москва, 1997 г.), на заседании Экспертного совета нефтяной промышленности Минтопэнерго по проблеме "Состояние и пути развития геофизических исследований в процессе строительства, испытаний и эксплуатации горизонтальных скважин" (г. Москва 8.07.97 г.).
Публикация. Для подготовки диссертации использованы результаты исследований соискателя опубликованные в 68 научных статьях, включающих 17 авторских свидетельств на изобретения, 5 из которых защищены патентами, и одну принятую ВНИИГПЭ заявку на изобретение.
Реализация результатов работы. Основные результаты диссертации внедрены АО "Татнефтегеофизика" в производство работ на скважинах АО "Татнефть", "Удмуртнефть", "Лангепаснефтегаз". Оптимизированный комплекс геофизических и гидродинамических исследований внедрен на Ромашкинском, Ново-Елховском, Бавлинском и других месторождениях, находящихся в поздней стадии разработки.
Технология исследований горизонтальных скважин с помощью жесткого геофизического кабеля освоена и применяется в производственном режиме для исследований горизонтальных скважин и боковых горизонтальных стволов АО "Татнефть" и "Удмуртнефть" с ию-
ня 1996 года. За 1996 год исследована 31, а в 1997 году - 230 горизонтальных скважин. Эти результаты свидетельствуют о том, что новые разработки автора успешно выходят на широкий производственный уровень.
В результате внедрения разработок соискателя на месторождениях Татарстана и Удмуртии получен экономический эффект более 165,0 млрд. рублей.
За творческое сотрудничество,, ценные советы и помощь в проведении исследований автор выражает глубокую благодарность и признательность проф., д.т.н. П.А. Бродскому, академику РАЕН д.г.-м.н. Р.Х. Муслимову, проф. д.г.-м.н. Е.Б. Грунису, проф. д.т.н. А.И. Фио-нову, проф. д.г.-м.н. Н.Ш. Хайрединову, д.г.-м.н. Р.С. Хисамову, д.т.н., Р.Т. Фазлыеву, к.т.н. Р.С. Латыпову, к.г.-м.н. А.Ф. Гильман-шину, к.т.н. Г.Н. Филиди и сотрудникам АО "Татнефтегеофизика" к.г.-м.н. В.Г. Рогожину, к.г.-м.н. Р.Ш. Хайретдинову, Р.И. Юсупову, М.Я. Аглиуллину, П.М. Кудашеву, В.Д. Емельянову, В.Д. Чухвичеву, Я.К. Нуретдинову, В.А. Новомлинову, А.А. Асатову, М.И. Мансурову, Е.М. Царуку, П.П. Киясову.