Введение к работе
Актуальность тематики исследований. Нефтегазовые и
нефтегазоконденсатные залежи с тонкими нефтяными оторочками относятся к залежам углеводородов с трудноизвлекаемыми запасами нефти. Особенности геологического строения таких залежей обусловливают различные осложнения в ходе их разработки, связанные с локальной и общей деформацией водонефтяных и газонефтяных контактов, потерей значительных объемов нефти в обводненных и газонасышенных зонах пластов, и даже частичным или полным расформированием запасов залежи. В результате нефтеотдача нефтяных оторочек является крайне низкой.
В последнее время повышенное внимание уделяется активным методам разработки залежей углеводородов, в том числе с тонкими нефтяными оторочками. В случае нефтегазовых залежей это предполагает совместное или раздельное нагнетание воды и газа. Такие методы воздействия являются наиболее эффективными с точки зрения повышения нефтеотдачи залежей с нефтяными оторочками.
В тоже время многие проблемы активного воздействия на залежи с тонкими нефтяными оторочками еще недостаточно исследованы. Не определены наиболее эффективные способы воздействия, а также геолого-промысловые факторы, которые предопределяют нефтеотдачу пласта и которые следует учитывать при проектировании разработки этих залежей.
Таким образом, исследование особенностей разработки залежей с тонкими нефтяными оторочками и создание эффективных технологий их разработки представляются актуальными задачами в области разработки залежей природных углеводородов. Это обстоятельство и предопределило направление исследований данной диссертационной работы.
Цель работы. Обоснование нового подхода к процессу разработки залежей углеводородов с тонкими нефтяными оторочками на основе экспериментальных и теоретических исследований процессов эксплуатации таких залежей.
Основные задачи исследования.
1. Исследование механизма нефтеизвлечения из залежей углеводородов с
тонкими нефтяными оторочками при реализации различных схем совместного
нагнетания в пласты воды и газа.
2. Исследование влияния неоднородности пластов нефтегазовых и
нефтегазоконденсатных залежей на эффективность их разработки при активном
воздействии на процесс извлечения нефти.
3. Определение оптимальных технологических параметров воздействия на
залежи с тонкими нефтяными оторочками при осуществлении различных
способов закачки газа и воды.
4. Обоснование новой технологии воздействия на нефтегазовые и
нефтегазоконденсатные залежи, обеспечивающей увеличение нефтеотдачи
пласта.
Методы решения поставленных задач. При выполнении рассматриваемых исследований использовались методы математического и физического моделирования.
Научная новизна диссертационной работы.
-
Установлено, что нефтеотдача залежей углеводородов с тонкими нефтяными оторочками может быть увеличена за счет совместной (одновременной) закачки воды и газа. Основными схемами совместной закачки являются предложенная в диссертации обратная схема, предполагающая нагнетание воды в газовую шапку и газа ниже отметки ВНК в водонасышенную область, а также прямая (традиционная) схема, основанная на закачке газа в газовую шапку и воды ниже уровня ВНК.
-
В качестве наиболее эффективного метода воздействия для залежей с любой степенью анизотропии определен обратный метод нагнетания воды и газа. Этот метод воздействия , по сравнению с другими, обеспечивает более значительную устойчивость оторочки, а также определенное горизонтальное вытеснение нефти к скважинам (фронтальное вытеснение). С увеличение анизотропии пластов эффективность данного метода возрастает.
-
Установлено, что для залежей с однородными пластами технология барьерного заводнения несколько уступает методу обратной закачки газа и воды и методу прямой их закачки в пласт. Другими словами, широко распространенный метод барьерного заводнения (с закачкой воды в газовую
шапку) оказывается менее эффективным, чем способы совместной закачки газа и воды. С увеличением анизотропии коллектора залежи, эффективность барьерного заводнения приближается по показателям к методу прямой закачки газа и воды, а для залежей с сильно анизотропными коллекторами даже превосходит ее.
4. Выявлено, что эффективность воздействия на залежи углеводородов с тонкими нефтяными оторочками в значительной мере зависит от темпов нагнетания газа и воды и соотношения объемов нагнетаемых газа и воды. Основные показатели разработки залежи улучшаются с приближением величины соотношения объемов нагнетаемых воды и газа (в пластовых условиях) к 1:1.
Обоснованность и достоверность результатов, полученных в диссертации, определяется соблюдением при физическом моделировании соответствия модельных и натурных условий разработки нефтегазовых месторождений с помощью безразмерных критериев подобия. Теоретические исследования фильтрационных процессов производились на основе современной теории многофазной фильтрации и опробированного на тестах SPE программного комплекса. Полученные при математическом и физическом моделировании результаты не противоречат основным представлениям теории разработки нефтегазовых залежей.
Практическая ценность работы.
Предложена новая технология разработки залежей углеводородов с тонкими нефтяными оторочками, основанная на так называемой обратной закачке газа и воды в залежь. Данная технология позволяет существенно увеличить эффективность разработки залежей за счет увеличения коэффициента нефтеотдачи, уменьшения необходимых объемов нагнетаемых газа и воды, а также уменьшения накопленных газонефтяных и водонефтяных факторов.
Установлены направления оптимизации технологических параметров воздействия на залежи с тонкими нефтяными оторочками при реализации различных схем нагнетания в залежь газа и воды.
Исследования по тематике диссертационной работы проводились в соответствии с Программой 14.9 РАН "Разработка месторождений и обогащение полезных ископаемых".
Апробация работы.
Основные результаты диссертационной работы докладывались на:
1. Седьмом международном симпозиуме "Повышение нефтеотдачи",
проходившем в Москве 27-29 октября, 1993 года.
2. Заседаниях Ученого Совета ИПНГ РАН и Госкомобразования в 1993 и
1994 годах.
3. В лаборатории "Методов повышения конденсатоотдачи пластов"
ВНИИГаза.
Публикации. Результаты диссертационной работы отражены в 4-х печатных работах.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав и выводов. Общий объем работы составляет 113 страниц, в том числе 4 таблицы, 27 рисунков и списка литературы из 140 наименований.