Введение к работе
Актуальность работы. Решение одной гз слоднейшах задач нефтяной промышленности - увеличение конечной нефтеотдача пластов требует применения эффективных методов разработки нефтяных место-рогдоний. Новейшие (третичные) методы повышения нефтеотдачи в блз-яайшэе время значительного прироста добычи нефт.и не дадут по ряду технологических и экономических причин. В связи с этим большое внимание сейчас привлекаю? так называемые гидродинамические методы повышения нефтоизвлечения пз пластов, связанные с изменением величины и (или) направления градиентов пластового давления. С помощью гидродинамических методов извлекается более 8С$ нефти всех применяемых методов увеличения нефтеотдачи.
Увеличение градиентов пластового давления обеспечивается
различными путями: увеличением забойного давления в нагнетатель
ных (РЕаг), сниаенаем - в добывающих сквагинах (Рдоо-) ( увеличе
нием числа сквааин; различными модифицированными видами заводне
ния. Нередко аффективным методом вовлечения в активную разработ
ку малопродуктивных зон залеяей является повышение Pg^, однако,
как показала исследования, практически по всем объектам существу
ет критическое значение ?наг. обусловленное раскрытием протяжен
ных трещин. При превышении этой критической величины наблюдаотся
прорывы вода б добывающие скважины и резкое увеличение их обвод
ненности. Для достижения в пласте градиентов давления, требуемых
для наиболее полного отмыза нефти, как правило, необходимо повы
шать (до возмолиого предела) Рнаг и снияать (такяе до возможного
предела) Рд0б. ' .
Одшш из дешевых методов интенсификации нефтедобычи в увеличения нефтеотдачи является форсированный отбор жидкости (ФОЖ). Б нашей стране метод применяется с 30-х гт. я в настоящее время получил распространение во многих нефтедобывающих регионах. Почти треть балансовых запасов нефти, охваченных всеми гидродинамический! методами воздействия, разрабатывают с форсированным отбором жидкости. Однако, несмотря на сравнительно продолжительную практику применения этого метода вопрос о его эффективности до сих пор является дискуссионным. Неоднозначные мнения обусловлены не только различными формами остаточной нефти я геолого-фззи-ческими свойствами залежей, на которых осуществляется форсирование, но в технологией применения втого метода, а также различными подходами к оценке его эффективности.
На сегодняшний день можно выделить четыре основных направления в совершенствовании метода ФОЖ. I) С момента публикации последних работ, обобщающих опыт применения 002, прошло более 20 лет. За этот период проведено большое количество теоретических, экспериментальных л промысловых исследований Ф02 в нашей стране и за рубежом. Эти исследования представлены в основном разрозненными периодическими статьями, докладами, рефератами и нуждаются в критическом обобщении. 2) Нет строгой методики сценки эффективности Ф02, учитывающей яятерферевпив скважин, хотя на значимость этого фактора указывай многие специалисты. Эффективность форсирования оценивает, как правило, по характеристикам вытеснения нефти (одой. На сегодняшний день известно более 70 методов характеристик вытеснения. Проведенное больное количество обобщающих исследований по выявлен») ти4оле« точных методов до сих пор не дали однозначного ответа. 3) Отсутствие
математической модели, объясняющей наблюдаемые на практике особенности Ф02 (подключение в фильтрацию дополнительных запасов нефти, резкие изменения обводненности и др.). Учет только макронеоднородности пласта, либо привлечение аппарата фильтрации не-ньюгоновских нефтей или огмыва пленочной нефти не объясняет эффективность ФШ в преимущественно гидрофильных коллекторах.мень-иую эффективность форсирования в сравнительно однородных пластах и ряд других вопросов. 4) Отсутствие пакета программ для ЭВМ, позволяющего автоматизировать весь трудоемкий процесс выбора скважин для форсирования, оценки и прогнозирования эффективности этого мероприятия.
Именно решению этих проблем и посвящена настоящая диссертационная работа.
Цель работы. На основе обобщения теоретических, экспериментальных и практических исследований влияния градиентов пластового давления на текущую и конечную нефтеотдачу пласта получение рекомендаций по эффективному применению Ф02 в различных геолого-физических условиях. Разработка эффективных' методов выбора скважин для форсирования, оценки я прогнозирования технико-экономической эффективности ФО. Создание пакета программ для ЭВМ, автоматизирующих вычислительную работу.
Основные задачи работы
-
Критически проанализировать существующие теоретические я экспериментальные исследования влияния .скорости фильтрация на нефтеотдачу пластов. Обобщить опыт форсированного отбора жидкости на отечественных и зарубежных месторождениях.
-
Разработка статистических моделей выбора скважин для фор-
сирования, оцэшш е прогнозирования технико-экономической вф-фектввносїи $02 в условиях ограниченности промислової информации, интегрально учЕтыватацих особенности геологячвского строения залегей и особенности разработки.
-
Создание математической модели,. обосновыващей накопленной ошт ФОЖ.
-
Создание пакета програми для ЭВМ, автоматизирующего со-путствупцие громоздкие вычислонея по выбору скважин для форсирования, оценке и прогнозировании эффективности Ф0.
Методика исследований состоит в обобщении .и анализе опубликованных работ по проблеме, решении поставленных задач с помощью методов математической статистики я теории функций комплексного переменного, законов подземной гидродинамики, а такли сопоставлении результатов теоретических расчетов с фактическими данными.
Научная новизна. Впервые разработан статистический метод внбора скважин для форсирования, оценки в прогнозирования эффективности Ф02 с учетом интерференции сквахин, базирующийся только на информации о дебатах я обводненности скважин.
Дана классификация методов характеристик вытеснения. Предложен новый метод, обобщающий многочисленные существующие на сегодняшний день метода характеристик. Предлокены многопараыетрвче-ские модели, учитывающие геометрию фильтрационных потоков и слоистую неоднородность пласта.
Показана возможность возникновения капиллярных барьеров фильтрационному потоку в гидрофильных пластах и пластах с нейтральной смачиваемостью, преодоление которых обуславливает эффек-
тивнссть форсированного отбора жидкости. Разработана математическая модель, учитывающая эти особенности.
Основные защищаемые полояения
-
Статистический метод выбора скважин для форсирования, оценки и прогнозирования эффективности этого мероприятия в усло-зиях ограниченности промысловой информации, учитывающий взаимовлияние схвааин.
-
Предло.-ены многопараметрическпе модели по оценке оставшихся извлекаемых заласов нефти и прогнозировании процесса обводнения залежей.
-
Разработана математическая модель менискового вытеснения нефти водой в поровых каналах переменного сечения, позволяющая объяснить подключение пер б фильтрации с увеличением градиента пластовпго давления.
-
ПолучеЕЫ практические рекомендации по эффективному применению форсированного отбора гидкости.
-
Создан пакет программ для ЭВМ, автоматизирующий расчеты по выбору скважин для форсирования, оценке .и прогнозированию технико-экономической эффектИВНОСТ.И Ф02.
Достоверность вызодов и установленных зависимостей
При получении рекомендаций по эффективному применению форсированного отбора жидкости на основе обобщения теоретических, экспериментальных и практических исследований по возмолности была использована вся имекщаяся доступная отечественная и зарубежная литература.
3 созданном пакете программ для ЗВМ предусмотрена настройка моделей по имеющемуся опыту эксплуатации залеяей. Результаты
расчетов удовлетворительно совпадают с фактическими данными. Рекомендуемая технология форсирования находит подтверждение в результатах расчетов по независимым моделям, предусматривакщим различные подходы к решению проблемы.
Основные результаты теоретических .исследований по предложенным моделям подтверждены расчетами для конкретных месторождений Урало-Поволжья и Западной Сибири.
Практическая ценность работы
-
Разработана модель оптимизации режимов работы добывающих и нагнетательных скважин с учетом их взаимовлияния. Реализация моделей способствует повышению добычи нефти, снижению добычи попутной вода.
-
Разработана математическая модель, позволяющая объяснить ряд закономерностей изменения текущей и конечной нефтеотдачи, а также характера обводнения продукции скважин, наблюдаемые на практике при применении форсированного отбора-жидкости.
-
Разработанные многопараметрические модели позволяют существенно расширить диапазон применения .и повысить точность методов характеристик вытеснения, являющихся одним из основных инструментов по оценке конечного лефтеизвлечения залежей и технологической эффективности различных геолого-технических мероприятий.
-
Созданный пакет программ для ЭВМ существенно упрощает практическую реализацию предложенных разработок. '
Реализация результатов работы
I. Подученные на основе обобщения опыта разработки месторождений с обширньын водонефтялыш зонами рекомендации используют-
ся янст.итутоы БашНИПИнефть при проектирования местороздоний Ка-галымского района.
-
Созданный пакет програш для ЭВМ передан в .институты ВНИИнефгь, СургутНИПИнефгь, ТатНШИнэфть, НПО "Союзнефтеотдача", НГДУ "Приобьнефть", "Белсзернефть", "Вісгринскнефть" и .используется при контроле за разработкой месторождений Урало-Поволзья и Западной Сибири. Получено пять актов о внедрении результатов работы в промышленности.
-
С участием автора диссертации подготовлен и утвер:эдзн руководящий документ "Методика и регламент расчета Еа ЭВМ технологической эффективности гаолого-технических мероприятий" (РД 39P-0I48463-000I-90).
Апробация работы. Вопросы, сосгавлявдие содергание диссертации, докладывались з получили одобрение на московской (1979 г.) и Всесоюзной (г.7чкекен-1984 г.) конференциях молодых ученых и специалистов, на Всесоюзном совещании "Повышение качества нефти с продуктов ее переработки" (г.МоскЕа-1976 г.), X Международной научной конференции по геохимическим и физико-химическим прсбле-мам при разведке а добыче нефти и газа "Петролгеохим,82" (г.Еар-на-1982 г.), научно-практической конференции "Роль высшего образования и науки в развитии нефтегазодобывающей промышленности Западного Туркменистана" (г.Небит-Даг-1983 г.), Всесоюзном совещании по разработке нефтяных месторождений-(г.Тимень-1986 г.), совещании по вопросу повышения эффективности разработки нефтяных месторождений на основе ускоренного внедрения достижений НТО в производственном объединении "НиЕнетартовскнефтегаз" (г.Ниане-зарговск-1986 г.), Всесоюзной конференции "Гидродинамические методы повышения нефтеотдачи пластов" (г.Саратов-1987 г.), Всесо-
юзном семинаре по гидромеханике (г.Москва-1990 г.), заседании Методического совета отдела разработки ТатНШИнефть (г.Бугульма-1985 г.), заседании секции геологии, разработки нефтяных месторождений и увеличения нефтеотдачи Ученого совета БашНИПИнефть (г.Уфа-1984 г.), заседании научного семинара кафедры разработки и эксплуатации нефтяных месторождений Тшенского индустриального института им.Ленинского комсомола (г.Тшенъ-1986 г.), рабочем совещании по оценке эффективности форсированного отбора жидкости на месторождениях Урало-Поволжья в НПО "Союзнефтеотдача" (г.Уфа-1985 г.), заседаниях Ученого Совета НПО "Совзнефтеотдача" (г.Уфа-1988, 1983 гг.), 'заседании секции геологии в разработки нефтяных месторождений СургугНИПИнефгь (г.Сургут-1989 г.).
В полном объеме диссертация доложена в рекомендована к защите на научном семинаре кафедры разработки нефтяных месторождений ГАНГ ям. И.М.Губкина (1991 г.) и Ученом совете БашНИПИнефть (г.Уфа-ГЭ92г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 40 научных работ.
Объем и структура диссертации, диссертационная работа состоит из введения, 7 глав, заключения, списка литературы, включающего в себя 35S наименований работ советских я зарубенных авторов, и приложений на 21 стр.
Работа изложена на 5б стр. машинописного текста, в том числе ЗУ2 стр. учитываемого текста, таблиц 12, иллюстраций 96, приложений 2.
