Введение к работе
Актуальность проблемы. На современном этапе развитая страны sea большее значение приобретает топливно-энергетический комплекс и, особенно, нефтедобывающая промышленность.
Повышение добычи нефти связано, в первую очередь, с созданном эффективных технологий разработки залежей нефти с низкопроницаемыми коллекторами (НПК), доля которых в структуре разрабатываемых объектов растет и составляет более 25%. Запасы нефти в НПК оцениваются а несколько миллиардов тонн, а коэффициент нефтеотдачи при традиционных системах разработки, как правило, существенно ниже среднеотраслевого и не превышает. 10-25%. На ближайшио годы из месторождений с НПК планируется обеспечить 25-40% отраслевой добычи нефти, поэтому задача освоения трудноизвлекаемых запасов нефти з НПК является жизненно важной проблемой федерального уровня.
Повышение эффективности добычи нефти рложэт быть осущест
влено только посла изучения особеннсстеГ; вытеснения нефти а НПК,
обоснования зависимости нефтеотдачи от геолого-физйческих условий
залегания нефти и параметров системы разработки, и, на этой основе,
ноэых технологий. . .'- "'*!;' /;
В этой связи развитие гидродинамических''беков разработки залежей нефти с низкопроницаемыми коллекторами весьма аетуально.
Цель работы заключается в исследовании, и'научном обосновании гэолого-физйческих особенностей НПК, методов гидродинагяичес!а« расчетов технологических показателей, новых/технологий, создающих гидродинамические основы разработки заяексэй нефти с НПК., . Оснозныэ задачи исследований." .."".-.,
1. Выявление основных геолего-физичеешх ХЕраэтеркстия залежей, влияющих на эффективность разработки НПК.
.2. Создание шдроданашческих моделей, котедж расчзтез технологических показателей разработки а жкепэри.-йёнтальнота комплекса для изучения особенностей вытеснения кефта в залэжах с НПК.
-
Изучение эффективности разработки НПК и проведение расчетов технологических показателей для конкретных залзжей.
-
Обоснование новых и усовершенствованных технологий разработки залежей нефти с НПК.
Методами решения постаоленных задач язлялись математическое и физическое моделирование изучаемых процессов, анализ геолого-промыслозой информации. Для создания гидродинамических моделей использовались базовые положения физической химии, физики нефтяного пласта, теории многофазной фильтрации, теории вероятностей.
Научная новизна. В диссертационной работе выяалены основные геалс го-физические характеристики залежей, влияющие на эффективность разработки НПК - вещастееиный состав глинистого цемента породы-коллектора, малый размер перовых каналов, резкая изменчивость структуры порового пространства, - и показана необходимость ьга учета в гидродинамических расчетах технологических показателей разработки.
Впзрвыз разработаны математические модели процесса вытеснения иафги водой в глинссодвржащих коллекторах с учетом набухания глин дня условий заводнения, применения физико-химических технологий и кногоксгитонентной фильтреций. Созданы методики гидродинамических расчотоз и на ых осно&е проведан гидродинамический анализ и выявлены особенности поведения показателей разработки при ааводненми зглгжой с НПК водами различной минерализации. Предложено для учзта сктианости глинистого цемента породы-колпехтора яспояьзозгть коэффициент активной глинистости, разный такому едъе^нсму еодзр5канм>о монтмориллонита, который соотаэтстзует моннообглэнной способности минерального цеіязнта данного состава.
Разпяботан компьютеризированный радкоиетрйческкй комплекс для одномерной томографии процессов Бытеснання нефти, управляемый от ПЭВМ, позволяющий замерять значения насыщеннаетой d моделях пористых сред с точностью 1-2%. Определены игреками?! пористости глкиосодержгщих сред и показано, что дазкз небольшая закачка воды приводит к изнекенжо насыщенности по длине модели.
Математическим моделированием показана, что двухмодальностъ распределения пор по размерам задет к уменьшению фазовой проницаемости по воде. Предложено ввести коэффициент, характеризующий способность пористей среды к диспергированию нефти, определяемый как отношекиэ доли пор размером белое чем 2 средних радиусз пор к дели пор размером менее среднего радиуса.
Впервыз разработана модель гидродинамичэа-их расчзтов процесса вытеснения нефти с учетом ее диспергирования в пористых средах, позволяющая дать гидродинамическое обоснозание влиянию проницаемости и пористости пласта, плотности сетки скважин, темпа разработки, капиллярных сил на нефтеотдачу.
На основа гидродинамических расчзтоз исследована роль кс;*по-квнтообмена при заводнении месторождений и пекзгано, что при этес-л узэяичизззтея выход легких компокентез с водой.
Разработана матодиха гидродинамических расчетов технологичя-с:а"х показателей разработки с учетом сяучгйиосш величины начального дебета екзажии. Показано, что при небольшом с5ъ&мэ буренкя нсеых скважин будет наблюдаться резкая изменчивость годовых отбероз при достаточно пяапныя нгкоппэнных показателях.
На осново гидродинамических расчетов и фиг;чЧос:;сго модопкро-єгкия QUOCH333H0 вїіиякио «асссоЗмеикых процвзеоз г.'.05зду породой й зоднэй фазой на зффгктизность сытоскекия нефти полныерныим растворами. Рекомендованы кеккратныв тгхнологичзскла м-эропркятая по пазышен'.иэ эффективности полимерного воідсйстзия з пластая с еысо-кой шнврализацкон плгетоаых вод.
Обоснованы тзхнологичвекяэ решения по погашению вффгетка-костн разработки язлзжей нофта с НГІК кч есиезв пркиенгния нмзхэхен-цэнтрирсеанньга пЪптлорных растверое и пенных систе?*?.
Проведено ебесковгниз причин издания дебетов дсЗь&агзщих скважин а ззлгжзх нофти с глкносодоржгщимад НПК за ечэт влияния языковых прорызоз ззкзчизаемой зеды на фильтрационные харгктгркстаа призгбойных зон и обоснованы тэхкологкчзскив решгкяя по глинодке-
пергацу.и и глиностабилілзации для повышения уровней отбора нефти.
Проведено обоснование технологии повышения приемистости нагнетательных скважин на основе применения магнитной обработки закачиваемой воды с добавкой химреагентов: V;
Проведено обоснование!технологий вибровоздействия в залежах нефти с глиносодержащими НПК за счет регулирования минерализации -закачиваемой воды.;. '--К;. \^. ';:/;'" -':-'-^;;Л".;. ;';
Обоснована технология барьерного заводнения в нефтегазовых
залежах нефти с глиносодержащими НПК на основе регулирования ми
нерализации закачиваемой воды. Показано, что для адаптации гидроди
намических расчетов к истории разработки нефтегазовых объектов надо
пользоваться двумя семействами фазовых проницаемостей. Проведена
классификация газовых шапок нефтегазовых залежей по их нефтенасы-
щекию. Предложен способ определения нефтенасыщенности газовых
шапок путем промыслового эксперимента. '.'..// V '..'.".. .'/;' ..
Обоснованы технологические решения по уникальным объектам с
НПК - залежи нефти баженозской свиты Салымского месторождения и
месторождения Тенгиз. -V-.:".' '.-.- '/..;.''".: /".'-"V'/ ''\ '.'"'"
Реализация работы в промышленности. На основе результатов диссертационной работы выполнены: технологическая схема разработки залежи нефти баженозской свиты Салымекого месторождения (1988), Ч^~ технико-экономическое обоснование методов разработки месторождения Тенгиз (1089), гидродинамический анализ применения барьерного заводнения на залежи нефти ДіУ2б Восточно-Сусловского месторождения (1990), обоснование новых технологий повышения эффективности разработки Оленьего (1093), Ноаоиолодежного (1994), Хохряковского (1984), Первомайского месторождений (1995), технико-экономическое обоснование техншюгай повышения эффективности разработки АбдрахманозскоЙ площади Ромашкинского месторождения (1995).
Практическая значимость рэзультатов диссертационной работы заключается в создании методов гидродинамических расчетов и обосновании технологий разработки залежей нефти с НПК, внодрониэ
' 4
которых вносит значительный вклад в ускорение научно-технического прогресса а нефтяной отрасли.
Апробация работы. Основные положения й результаты диссертационной работы обсуждались на научно-технических советах Миннефте-газпрома СССР {Нижневартовск, 1934; Тюмень, 1985; Краснодар, 1990; Москва, 1990; Альметьевск, 1991), Роснефти (1995), на чтениях, посвященных 100-летию со дня рождения академика Л.СЛейбензона (Баку, 1979), на III (Алма-Ата, 1976) и У (Ташкент, 1980) Всесоюзных семинарах по численному решению задач фильтрации многофазной несжимаемой жидкости, на семинаре по механике нефти и газа Института проблем механики АН СССР (1980), на школе-семинаре "Совремэнныв методы анализа разработки нефтяных месторождений" (Тюмень, 1388), на Всесоюзном семинаре по проблемам разработки нефтяных месторождений и повышения нефтеотдачи пластов (Москва, 1989), на семинаре по актуальным проблемам нефтегазовой и подземной гидромеханики (Москва, 1991), на II Всесоюзном семинаре по проблемам проектирования разработки месторождений нефти й газа (Москва, 1991), на Международной конференции "Разработка газокондексатных месторождений" (Краснодар, 1990), на Международном симпозиуме по разработке малопреницаемых коллекторов нефти и газа (Сиань, Китай, 1991), на всесоюзной научной конференции "Краевые задачи теории фильтрации" (Каззнь, 1991), на международной конференции "Фильтрация в перистых средах: Фундаментальные и прикладные проблемы" (Москва, 1992), на 7-см Европейском симпозиуме по увеличению нефтеотдачи пластов (Москва, 1393), иа 8-ой международной конференции по физкко-химии поверхностных взаимодействий и коллоидным наукам (Адэлзидз. Южная Австралия, 19Э4), на II Международной конф?реиции по хи*дии нефта (Тсйск. 1994), на Международней кйнфзрэнции "Проблемы комплексногоосвоения згпесоз нзфти и природных бнтумоз" (Казань, 1S34), на заседаниях Ученого Совета и секций ВНИИнефть, ПермНИПИиефтъ, КазНИПИнофть. на засэ-дзкиях нзучно-тахн*?чэских советов Главтюманнгфтегззз, ПО Тенгизн«-фтегаз", АО "Никиезартовскнефтегаз", АО "Толїскнефть*. АО "Тоткефть*.
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано более 90 работ (в том числе 5 патентов).
Структура и объем работы. Диссертационная работа* состоит из 10 разделов (включая введение и заключение), списка использованных источников из 569 наименований. Работа содержит 365 страниц машинописного текста, 127 рисунков и 41 таблицу.
Работа выполнена в лабораториях подземной гидрогазодинамики и новых методов разработки низкопроницаемых пластов ВНИИнефть. Автор выражает глубокую благодарность профессору, академику АЕН РФ Ю.В.Желтозу за помощь и обсуждения при проведении исследований. Автор также признателен всем коллегам, и особенно д.т.н. Г.Е.Малофеё-ву, к.т.н. З.С.Юсуловой, к.т.н. Г.И.Чернышеву, к.ф.-м.н. В.ИЛесину, совместно с которыми выполнен и опубликован ряд изложенных в работе результатоз.
