Введение к работе
Актуальность темы. В последние годы все в большем объеме вводятся в разработку месторождения с трудноизвлекаемыми запасами. В течение последних десятилетий уровень добычи нефти в стране определялся, в основном, разработкой месторождений Западной Сибири. Однако, к концу 80-х годов активные запасы таких крупных месторождений, как Самотлорское, Суторминское. Варьеганское, Муразленковскоэ и другие, оказались в значительной степени выработаны. На сегодня более 80% запасов нефти уже вовлеченных в разработку месторождений на территории Западной Сибири приурочены к категории трудноизвлекаемых, в основном, ло причине низкий проницаемости коллекторов. Текущий коэффициент нефтеотдачи объектов, представленных низкопроницаемыми коллекторами, з настоящее время не превышает 6-3%.
В такой ситуации особо актуальной становится задача повышения эффективности разработки месторождений нефти с трудноизвлекаемыми запасами. Как правило, трудность в разработке таких месторождений обусловлена как горно-геологическим строением залежи (высокая степень неоднородности, низкая проницаемость коллекторов и т.д.), так и физико-химическими характеристиками пород-коллекторов, а также насыщающих их флюидов (высокая пластовая температура, высокий газовый фактор, повышенное содержание парафина, высокое давление насыщения нефти газом и вариация этих характеристик в широких пределах).
К таким объектам относятся месторождения Красюленинского свода, крупнейшим из которых является Талибское. Основными объектами разработки являются юрские продуктивные отложения.
Сложность геологического строения обуславливает некоторые особенности выработки запасов нефти и работы скважин. Это в первую очередь проявляется в высоком темпе обводнения скважин, низкой текущей нефтеотдаче при высокой степени обводненности продукции. Так, в течение первых 6-Э месяцев обводненность продукции достигает 70-80%, «зажины переводятся на механизированный способ добычи, а при обводненности 90-95% текущая нефтеотдача по участкам разработки не превышает 11%. При этом охваг заводнением нефтенасыщенной толщины пласта крайне невелик - дренируются э
основном наиболее проницаемые интервалы, занимающие в общем разрезе не более 15-20%. Основная часть разреза, его низкопроницаемая часть, содержащая более 70% запасов нефти, в активную разработку практически не вовлечена.
Талинское месторождение, являясь одним из наиболее крупных нефтяных месторождений России, характеризуется следующими особенностями:
начальное пластовое давление примерно на 10-15% ниже гидростатического (при средней глубине эксплуатационного объекта 2700 м пластовое давление для обычных месторождений должно составлять 28,35 МПа);
высокая пластовая температура, превышающая 100С (геотермический градиент соответствует нефтяным месторождениям Казахстана);
высокое соотношение давления насыщения и начального пластового давления, составляющее 0,7-0,8 (для обычных месторождений это соотношение, как правило, не превышает 0,5);
высокая газонасыщенность нефти и ее низкая вязкость в пластовых условиях (менее 0,5 мЛа-с);
высокая неоднородность коллектора по проницаемости (коэффициент вариации проницаемости коллекторов в 3-4 раза выше, чем по другим месторождениям Западной Сибири).
Указанные особенности существенным образом отличают Талинское месторождение от обычных. Именно поэтому автор посчитал возможным введение понятия "месторождение типа Талинекого".
В связи этим обоснование путей повышения нефтеотдачи пластов месторождений с трудноизвлекаемыми запасами нефти является особо актуальной задачей для нефтедобывающей отрасли страны.
Цель работы. Анализ состояния выработки запасов углеводородов Талинекого месторождения - одного из самых сложных месторождений Российской Оедерации, обоснование и разработка методов, повышающих эффективность и степень извлечения запасов как за счет управления режимами работы добывающих и нагнетательных скважин, так и за счет новых технологических процессов воздействия на высоконеоднородные объекты разработки.
Основные задачи исследований. _
-
Оценка влияния на эффективность выработки запасов процессов, протекающих в залежи как а период первичного вскрытия, так и в период отбора углеводородов осуществляемой системой разработки (за счет режимов работы добывающих и нагнетательных скаажин, а также за счет свойств пластовых флюидов).
-
Исследование условий "загибания" индикаторных диафамм скважин, а также фаеторов, определяющих этот процесс с оценкой влияния забойных давлений и депрессий на темпы отбора пластовой продукции.
-
Обоснование рациональных режимов эксплуатации добывающих скважин Талинского месторождения с целью- максимизации текущего коэффициента нефтеотдачи.
-
Исследование закономерностей влияния применяемой системы поддержания пластового давления закачкой воды и технологических характеристик системы разработки на эффективность выработки запасов из спожнопостроенных месторождений типа Талинского.
5. Причины и механизм отключения от процесса разработки
низкопроницаемых объектов, обоснование и разработка технологий повышения
эффективности выработки запасов углеводородов из высоконеоднородных по
проницаемости коллекторов.
6. Промышленные испытания разработанных технологий повышения
текущего коэффициента нефтеотдачи сложнопострсенных залежей и
обоснование рациональных забойных давлений нагнетания воды с целью
максимизации добычи нефти.
Методы решения поставленных задач
Поставленные задачи решались на основе ретроспективного анализа геологических, геофизических и промысловых материалов ОАО "Кондпетролеум". Часть задач решена аналитически с использованием численных методов, другая часть - экспериментально в лабораторных и промысловых условиях. Основные задачи решены на базе широкомасштабных промысловых исследований на нефтяных месторождениях ОАО "Кондпетролеум".
Научная новизна
1. На основании гидродинамических исследований эксплуатационных скважин, численного моделирования процесса вытеснения нефти и
статистического анализа исходного промыслового материала по разрЕботке-Талинского месторождения впервые доказано, что существекное снижение забойного давления в добывающих скважинах (P»s < 0,6-Р.к) приводит не только к снижению текущего коэффициента нефтеотдачи, но и к трансформации режима дренирования (режим вытеснения трансформируется в режим истощения).
с ґів ОСнивапіш маісмаі*іісСіилч мСщсли ииомсіЛлищ доллчсппм ncv1*1,
газа и воды в неоднородном пласте с учетом фазовых превращений объяснено явление 'загибания' индикаторных диаграмм скважин и установлены факторы, лежащие в основе этого явления, которые полностью подтверждены результатами многочисленных промысловых гидродинамических исследований скважин.
3. Для месторождений типа Талинского определены критические забойные
давления для добывающих скважин, установлены максимально возможные
депрессии, соответствующие максимальному дебиту добывающих скважин и,
соответственно, максимальному текущему коэффициенту нефтеотдачи.
-
Впервые установлены причины низкой эффективности выработки запасов нефти из высоконеоднородных пластов с применением заводнения. Раскрыт механизм отключения от процесса разработки низкопроницаемых объектов, заключающийся в их блокировке со стороны добывающих скважин свободным газом, выделившемся в пористой среде, а со стороны нагнетательных скважин - кольматацией призабойной зоны механическими примесями и остаточной нефтью, содержащимися в закачиваемой воде.
-
Разработаны принципы повышения выработки запасов нефти из месторождений типа Талинского, базирующиеся на созданных комплексных технологиях, включающих как элементы физико-химического, так и гидродинамического воздействия.
Новизна решений подтверждена четырьмя авторскими свидетельствами СССР и решением ВНИИГПЭ о выдаче пяти патентов Российской Федерации.
Практическая полезность. На основании выполненных исследований определены основные факторы низкой эффективности выработки запасов Талинского месторождения, воздействуя на которые можно добиться положительных результатов. В частности, для месторождений типа Талинского, характеризующегося высокой степенью неоднородности коллектора по проницаемости и высокой газонасыщенностью пластовой нефти при высоком
давлении насыщения, эксплуатация добывающих скважин должна осуществляться при забойных давлениях, практически равных давлению насыщения. Эксплуатация скважин с забойными давлениями ниже давления насыщения приводит к формированию режима растворенного газа, критические забойные давления а добывающих скважинах при котором должны удовлетворять условию Pat Z 0,6Р,ас- В условиях применения поддержания пластового давления закачкой воды забойные давления в нагнетательных скважинах не должны превышать бокового горного давления, что позволяет избежать создания трещин а высокопроницаемой части продуктивного горизонта со стороны нагнетательных скважин и преждевременного и быстрого обводнения добывающих скЕажин.
Разработаны комплексные технологии физико-химического и гидродинамического воздействия на' лризабойные зоны добывающих и нагнетательных скважин, позволяющие тампонировать высокопроницаемые объекты и увеличивать дренирование низкопрсницаемых объектов, повышая степень извлечения нефти из них.
Разработанные технологии повышения эффективности выработки запасов из неоднородных по проницаемости коллекторов позволили дополнительно добыть в 19S8-1995 гадах более 320 тысяч тонн нефти и увеличить закачку воды в низкопроницаем ые коллекторы на 3,7 млн. м3, повышая степень степень извлечения нефти из них.
Результаты исследований и методические рекомендации нашли отражение а следующих руководящих документах: РД ЗЭ-0148070-230-87Р "Инструкция по технологии воздействия на'призабойную зону пласта в процессе его вторичного вскрытия", РД 39-017035-254-88Р "Руководство по применению системной технологии воздействия на нефтяные. пласты месторождений ГЛАВТЮМЄННЄФГЕГАЗА".
Разработанные технологии и рекомендации прошли промышленные испытания и широко применяются на месторождениях акционерных обществ " "Кондпетролеум" и "Ноябрьскнефтегаз".
' Апробация работы. Основные положения и резупьтаты исследований
докладывались на следующих конгрессах, совещаниях, конференциях и
семинарах: <-
- Всесоюзное совещание "Повышение эффективности разработки
месторождений Западной Сибири на оснозе ускоренного внедрения достижений
научно-технического прогресса" (г. Тюмень, 1986 г.);
Всесоюзный семинар МНГП СССР "Системная технология воздействия на пласт" (г. Нояорьск, І^СС г.):
Научно-технический совет МНГП СССР (г. Москза, i»S0 ;.);
научный семинар кафедры разработки к эксплуатации нефтяных месторождений ГАНГ им. И.М. Губкина (1990,1S9S, 18S7 г.г.);
Первый международный конгресс "Новые высокие технологии для нефтегазовой промышленности и энергетики будущего" (г. Тюмень, 1996 г.).
- Вторая научно-техническая конференция, посвященная 850-летию Москвы
"Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России"
{г.Москва, 1997 г.).
Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и рекомендаций, заключения и списка использованной литературы. Текст диссертации изложен на 209 страницах и содержит 105 рисункоа, 18 таблиц. Список литературы содержит 163 наименования.
