Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. Обеспечение полноты извлечения природного углеводородного сырья из недр относится к одной из важных и актуальных задач нефтяной и газовой отрасли промышленности.
В недрах территории Волго-Уральсхого нефтегазоносного региона имеются значительные запасы природного углеводородного сырья: нефти, газа и природного битума. Ряд месторождений нефти и газа отнесены к уникальным и крупнейшим.
Месторождения этого региона промышленно разрабатываются с 40-х годов текущего столетия. За прошедшие годы из недр только республик Татарстан и Башкортостан извлечено свыше 4,1 млрд. тонн нефти и более 160 млрд. м 3 попутного газа, т.е. добыто около 30% накопленной добычи нефти за 100-летиюю историю России. С начала разработки нефтяных месторождений отобрано свыше 77 % начальных извлекаемых запасов. Ускоренными темпами вырабатываются активные запасы легких девонских нефтей. Из года в год повышается доля трудноизвлекаемых запасов вязких тяжелых нефтей в каменноугольных отложениях и пермских битумов, Так, в Татарстане отобрано 92,9 % активных и 45,4 % трудноизвлекаемых запасов нефти. В текущих остаточных запасах нефти доля активных составляет 80,2 %, а трудноизвлекаемых -лишь 19,8 %.
Доля остаточных запасов нефти в недрах Волго-Уральского региона растет при переходе от девонских отложений к верхним отложениям карбона и перми. В этом направлении отмечаются определенные закономерности в составе и свойствах углеводородного сырья - снижается газосодержание, повышается содержание асфальтено - смолистых веществ и вязкость нефти, как правила усиливаются ее структурно-механические свойства. В залежах верхних отложений усиливается неоднородность коллекторских свойств пород, а именно, увеличиваются различия в проницаемости пород продуктивных пластов.
Решение проблемы повышения выработки месторождений углеводородного сырья связано с прогнозированием и предупреждением причин формирования остаточной нефти, газа и битума. Известно, что к этим причинам относятся неоднородное строение коллектора, особенно по проницаемости яорож различия в свойствах пластовой нефти и вытесняющего агента, усиливающиеся в условиях проявления аномально вязких свойств нефти; неоднородное поле скоростей фильтрации и градиентов давлений. Все эти
причины обуславливают ускоренный прорыв вытеснякадего агента в добывающие скважины, низкие коэффициенты вытеснения и охвата пластов дренированием.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ заключается в исследования, научном обосновании и создании перспективных технологий разработки залежей стратиграфических горизонтов Волго-Уральского региона, обеспечивающих полноту извлечения остаточных запасов углеводородного сырья с сохранением экологической чистоты при экономически приемлемых условиях.
1.Изучение динамики структуры остаточных запасов углеводородного сырья в стратиграфических горизонтах основных регионов нефтегазодобычи Волго-Уральской зоны.
2.Выявление особенностей выработки запасов углеводородного сырья продуктивных отложений крупных и уникальных месторождений нефти Волго-Уральского региона.
З.Обоснование новых и усовершенствование перспективных технологий вторичных и третичных методов воздействия на пласты для обеспечения полноты выработки остаточных запасов углеводородного сырья на поздней стадии разработки залежей.
4.Развитие технологий вскрытия пласта, освоения скважин и стимуляции притока на залежах с трудноизвлекаемыми запасами .
5.Разработка комплекса экологически чистых технологий эксплуатации залежей углеводородного сырья, а * также усовершенствование технических средств по предотвращению загрязнения окружающей среды в системе нефтегазодобычи.
1.Выявлены . закономерности размещения остаточных запасов, а также распределения и динамика свойств и состава углеводородного сырья основных районов нефтедобычи Волго-Уральского региона, влияющие на уровни добычи нефти. Обоснована необходимость учета динамики структуры запасов нефти при долгосрочном планировании показателей разработки месторождений.
2.Установлены основные причины недостаточно полной выработки запасов углеводородного сырья отдельных регионально нефтеносных горизонтов. Показано, что на залежах маловязких (до 10 мПа«с) нефтей это связано с наличием слабопроницаемых зон и участков; на залежах вязких нефтей в карбонатных коллекторах, в основном,
обусловлено сложностью геологического строения и коллекторских свойств пород; на залежах каменноугольных и пермских отложений - сочетанием неоднородного строения коллекторов, свойств и состава углеводородов, а также неоднородностью гидродинамического поля давлений, на залежах природных битумов - сложными реологическими свойствами углеводородного сырья.
З.С учетом динамики структуры запасов углеводородного сырья обоснованы критерии комплексной системы обеспечения полноты выработки каждой из групп трудноизвлекаемых запасов углеводородного сырья из стратиграфических горизонтов. Предложены технологические решения по вводу в разработку залежей со слабопроницаемыми и неоднородными коллекторами.
4.Созданы новые и предложены перспективные технологии разработки, а также сформулированы области их эффективного применения, для активной выработки трудноизвлекаемых запасов нефти из стратиграфических горизонтов комплексом физико-химических и гидродинамических методов.
5,Обоснованы системные технологии вскрытия пласта, освоения скважин и стимуляции притока. Усовершенствованы технологические приемы по вскрытию пласта, освоения скважин на залежах нефти в карбонатных и терригенных коллекторах.
б.Разработана комплексная система экологически чистых технологий и технических средств при освоении запасов углеводородного сырья. ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.Закономерности распределения остаточных запасов углеводородного сырья в основных регионах нефтегазодобычи Волто-Уральской зоны, влияющие на технико-экономические показатели разработки залежей.
2.Критерии комплексной системы обеспечения полноты выработки трудноизвлекаемых запасов нефти стратиграфических горизонтов с учетом типа коллекторов.
З.Новые технологии разработки залежей с использованием физико-химических и гидродинамических методов воздействия на пласты для извлечения остаточных запасов нефти.
4.Системные технологии и технологические приемы вскрытия пласта, освоения и стимуляции скважин в различных типах коллекторов.
5.Комплекс научно обоснованных экологически чистых технологий и улучшенных технических средств освоения запасов углеводородного сырья.
1.Предложены и реализованы комплексные системы обеспечения полноты выработки различных групп трудноязвлекаемых запасов углеводородного сырья: из слабопроницаемых терригенных и сложнопосгроенных карбонатных коллекторов, водонефтяных зон и залежей высоковязких нефтей.
2.Разработаны и внедрены усовершенствованные технологии доотмыва остаточной нефти и повышения охвата пяасяов дренированием с применением химических реагентов и их композиций, а также тепловых методов воздействия на залежи тяжелых нефтей и природных битумов.
З.Предложены усовершенствованные технологии отбора запасов нефти водонефтяных зон (ВНЗ) из прикровельной части пласта и на залежах массивного типа.
4.Разработакы и внедрены системные технологии, усовершенствованы технологические приемы по вскрытию пласта, освоению скважин и стимуляции притока нефти на залежах в карбонатных и терригенных коллекторах.
5,Предложен комплекс организационных, технических и технологических мероприятий по экологически безопасной эксплуатации залежей углеводородного сырья. На этой основе разработаны и внедрены в производство программы АО "Татнефть" "Экология -1990-1995" и "Экология -1996-2000".
При применении технологий увеличения нефтеотдачи пластов на основ е растворов полиакриламида и эфиров целлюлозы на объектах АО 'Татнефть" в 1990-97г.г. на 93 участках кагнетагельных скважин объем дополнительной добычи составил 561 тыс.т.
В результате применения комплекса технологий обработки карбонатных коллекторов с «елью стимуляции скважин в 1990-97г.г. на 520 участках нагнетательных скважин дополнительно добыто 321 тыс.т. нефти.
Дополнительная добыча нефти от применения комплекса технологий ввода в разработку залежей со слабопроницаемыми коллекторами в АО «Татнефть» в 1987-1997 г.г. на 14 опытных участках, представленных 786 скважинами, на 1.01.1998 г. составила 4 млн. 850 тыс.т.
При внедрении технологии разработки залежей на поздней стадии на Красноярском участке Hoso-Елховского месторождения АО "Татнефть" текущая дополнительная добыча на 1.03.1998 г. составила 10 тыс.т нефти.
Работы по внедрению технологии гидроизоляции земляных амбаров при
строительстве и капитальном ремонте скважин с целью охраны окружающей среды по РД 39-0147585-149-97 в 1993-97гг проведены на 656 скважинах следующими предприятиями АО "Татнефть: управлениями буровых работ: Алъметьевским, Азнакаевским, Лениногорским, Елабужским УРБ, Бавлинским УБР; НГДУ: "Заинскнефть", "Ямашнефть", "Азнакаевскнефть".
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ Основные положения диссертационной работы доложены на заседаниях Ученых Советов ТатНИГШнефть и ВНИИнефть, технико-экономического Совета АО "Татнефть", Президиума Академии наук Республики Татарстан, а также на Российских и международных семинарах, выставках, конференциях и симпозиумах: конференции по добыче и переработке тяжелых нефтей (г.Дагомыс, 1993 г.); международном симпозиуме по термическим проектам (г.Вейкерсфильд,1993 г.); международной конференции по проблемам комплексного освоения трудноизвлекаемых запасов нефти и природных битумов (г.Казань,1994 г.); шестой международной конференции по тяжелым нефтям и битумам (г.Хьюстон, 1995г.); восьмом Европейском симпозиуме по усовершенствованным методам нефтедобычи (г.Вена,1995 г.); на семинаре-дискуссии о концепции развития методов увеличения нефтеизвлечешія ( г.Бугульма, 1996 г.); на республиканской научно-практической конференции по "Проблемам разработки нефтяных месторождений и подготовки специалистов в вузе" ( г.Альметьевск, 1996 г.); на семинаре-дискуссии по проблемам первичиого и вторичного вскрытия пластов при строительстве и эксплуатации вертикальных, наклонных и горизонтальных скважин (г.Уфа, 1996 г.); семинаре ^'Современные достижения в области разработки газовых и нефтяных месторождений" международной выставке "Нефть. Газ-96" (г.Уфа, 1996 г.); конференции "Системный анализ процессов разработки нефтяных месторождений и транспорта нефти и нефтепродуктов" (г.Уфа,1996 г.); на втором международном симпозиуме "Нетрадиционные источники углеводородного сырья и проблемы их освоения" (г.Санкт-Петербург.1997 г.); на семинаре по проблемам бурения скважин, разработки нефтяных и газовых месторождений и эксплуатации газонефтепромыслового оборудования; на международной выставке "Газ. Нефть-97" (г.Уфа,1997 г.); на республиканской научно-практической конференции по проблемам разработки залежей нефти с карбонатными коллекторами (г.Уфа, 1997 г.); на Всероссийской научно-практической конференции "Тюменская нефть - вчера и сегодня" (г.Тюмень,1997г.); на научно-практических конференциях, посвященных 50-летию открытия девонской нефти
Ромашкннского месторождения и других крупных месторождений Волго-Камского региона (г.Бугульма, 25-26 ноября 1997 года, г.Казань, 18-19 декабря 1997 года, г. Лениногорск, 17-18марта 1998 года).
СТРУКТУРА РАБОТЫ
