Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 5
1. ОСОБЕННОСТИ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ
КАРБОНАТНЫХ КОМПЛЕКСОВ ЮЖНОГО ТАТАРСКОГО
СВОДА 12
Нефтегазоносные карбонатные комплексы 12
Основные типы природных резервуаров 16
2. АНАЛИЗ СТРУКТУРЫ ЗАПАСОВ НЕФТЯНЫХ
МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЮЖНОГО КУПОЛА ТАТАРСКОГО
СВОДА 22
2.1. Характеристика геологического строения 22
2.2.Характеристика толщин и коллекторских свойств продуктивных
пластов ., 26
2.3 .Физико-химические свойства пластовых нефтей 26
2.4.Структура запасов 29
3.ОСОБЕННОСТИ РАЗРАБОТКИ ЗАЛЕЖЕЙ НЕФТИ В
КАРБОНАТНЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ 33
3.1. Идентификация объектов разработки 33
3.2. Геолого-технологические особенности разработки залежей нефти 33
Ново-Елховского месторождения 41
3.2.1 .Характеристика геологического строения 41
3.2.2.Состояние разработки залежей 50
3.2.3.Анализ эффективности реализуемой системы разработки 60
3.3.Комплекс геолого-технологических мероприятий по
совершенствованию системы разработки 61
3.3.1.Обоснование плотности сетки скважин при разработке залежей на
естественных режимах истощения пластовой энергии 63
3.3.2.Совершенствование системы заводнения объектов 67
3.4.0пыт разработки залежей нефти турнейского яруса юго-восточного
склона Южно-Татарского свода 87
4.АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ МЕТОДОВ УВЕЛИЧЕНИЯ НЕФТЕОТДАЧИ ПЛАСТОВ И ОБРАБОТОК
ПРИЗАБОЙНЫХ ЗОН СКВАЖИН 91
4.1.Молекулярно-поверхностные явления в поровом пространстве и их
влияние на коллекторские свойства нефтяных пластов 91
4.2.Экспериментальные исследования методов интенсификации добычи нефти в карбонатных коллекторах с использованием комплексного
физико-химического воздействия 96
4.2.1.Кинетика неизотермического выщелачивания карбонатных
коллекторов нефти раствором соляной кислоты 96
4.2.2. Кинетика выщелачивания карбонатных коллекторов нефти
композиционным растворителем 102
4.3,Теоретическое исследование комплексного физико-химиченского
воздействия на карбонатные коллекторы 111
4.3.1.Особенности извлечения нефти из карбонатных коллекторов. Соляно-кислотное воздействие на их пластовых системы с
использованием углеводородных растворителей 111
4.3.2.Математическое моделирование процесса подземного
выщелачивания карбонатных коллекторов 123
4.3.3.Результаты математического моделирования 137
5.СОВЕРШЕСНТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ОБРАБОТОК СКВАЖИН
В УСЛОВИЯХ ПРОДУКТИВНЫХ ПЛАСТОВ ТУРНЕЙСКОГО
ЯРУСА 15
5.1. Повышение эффективности соляно-кислотного воздействия на
призабойную зону скважин с использованием композиционных
растворов 150
5.2. Системная технология интенсификации процесса
нефтеизвлечения 154
5.2.1. Результаты внедрения на месторождениях ОАО «Татнефть»
комплексной виброволновой технологии повышения продуктивности
нефтеносных пластов 163
5.2.2. Освоение и повышение продуктивности горизонтальных скважин с
применением комплексной виброволновой технологии 172
5.3. Анализ эффективности применения методов воздействия на пласт на
карбонатных коллекторах Ново-Елховского месторождения 185
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ 191
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 193
Введение к работе
Актуальность работы. В последнее время в Урало-Поволжье наблюдается устойчивая тенденция к снижению добычи нефти, ухудшению структуры извлекаемых запасов, что проявляется в росте запасов трудноизвлекаемой нефти, увеличении количества пластов с осложненными геолого-физическими условиями, повышении удельного веса карбонатных коллекторов. Основные запасы нефти в карбонатных коллекторах сосредоточены в регионально нефтеносных турнейских и верей-башкирский отложениях.
Ограниченный и медленный ввод в разработку залежей нефти в карбонатных коллекторах, низкая эффективность их эксплуатации, приводят к тому, что конечная нефтеотдача при разработке на естественных режимах и с применением предусмотренных плотностей сеток скважин составляет не более 20%. Использование метода поддержания пластового давления закачкой в пласт воды часто не дает положительных результатов, хотя при правильном выборе очагов для нагнетания воды нефтеотдача увеличивается до 30-40%. Низкая эффективность разработки объектов во многом объясняется причинами как геологического характера: линзовидным строением нефтеносных пород-коллекторов, повышенной геологической неоднородностью по различным направлениям, низкими коллекторскими свойствами, сложной и разнообразной структурой порового пространства, так и промыслового -ограниченной информацией о залежах, ограниченным количеством гидродинамических исследований, отсутствием самостоятельной сетки, разработкой возвратными скважинами и т.д.
Актуальность исследований в этой области обусловлена сложностью геологического строения объектов и процессов нефтеизвлечения в них,
детали которых не в полной мере учитываются при выборе и проектировании систем разработки.
В Башкортостане и Татарстане (Южный купол Татарского свода) накоплена важнейшая геолого-промысловая информация по залежам нефти в карбонатных коллекторах.
Татарский свод крупнейшая по своим размерам положительная структура Волго-Уральской нефтеносной провинции. Он протягивается в субмериональном направлении более чем на 600 км при ширине 120-250 км и со всех сторон окружен древними палеозойскими впадинами.
Южный купол Татарского свода отличается пологим залеганием
слагающих его пород, имеет почти округлую форму. К нему приурочены
крупнейшие месторождения России - Ромашкинское, Ново-Елховское,
Бавлинское (Татарстан), Туймазинское, Шкаповское (Башкортостан).
Основные запасы нефти в этих месторождениях приурочены к
терригенным отложениям девона и карбона и практически все находятся
на поздней стадии разработки. Степень выработки начальных
извлекаемых запасов составляет 85% (добыто около 4 млрд. тонн нефти).
В связи с этим постоянно увеличивается доля запасов нефти в
сложнопостроенных коллекторах, в первую очередь карбонатных. В
Татарстане и Башкортостане в этих отложениях
содержится,соответственно, 18% и 22% общих запасов, а прогнозных более 70% (по Р.Г. Галееву 1997 г.)
В тоже время эффективность разработки залежей нефти в карбонатных коллекторах до сих пор остается совершенно неудовлетворительной. Коэффициент нефтеизвлечения составляет от 0.07-0.24, тогда как в терригенных 0.16-0.55. Залежи нефти относятся к категории сложнопостроенных, а запасы к трудноизвлекаемым. Низкая эффективность разработки залежей нефти в карбонатных коллекторах связана, в первую, очередь с тем, что эти породы в отличии от
терригенных, не поддаются уверенному изучению геофизическими и чисто лабораторными методами.
Поэтому изучение карбонатных коллекторов должно проводиться комплексно, от изучения керна до анализа разработки месторождения нефти.
Цель работы: Повышение эффективности процесса
нефтеизвлечения в карбонатных отложениях путем разработки и внедрения комплекса мероприятий по оптимизации систем заводнения продуктивных пластов и адресных технологий увеличения нефтеотдачи, снижения обводненности продукции и интенсификации добычи нефти.
Основные задачи исследования:
1) Детальное изучение нефтеносных карбонатных комплексов
Южно-Татарского свода, включающее комплекс исследований литолого-
петрофизических особенностей пород, классификации трещинных
коллекторов, влияния свойств горных пород на фильтрацию флюидов,
изменение геофизических параметров, характер трещиноватости
коллекторов.
Проведение анализа структуры запасов нефтяных месторождений Южного купола Татарского свода.
Группирование объектов разработки в карбонатных коллекторах месторождений Волго-Уральской провинции.
Изучение особенностей разработки залежей нефти в карбонатных коллекторах.
Геолого-технологический анализ применения традиционных и новейших методов увеличения нефтеотдачи в карбонатных коллекторах.
Разработка комплекса мероприятий по оптимизации систем заводнения карбонатных трещинных коллекторов.
Разработка и опытно-промышленное испытание новых адресных технологий увеличения нефтеотдачи, снижения обводненности продукции и
интенсификации добычи нефти с использованием физического, физико-химического, и биотехнологического воздействия на пласты.
Методы исследований: При решении поставленных задач использованы:
лабораторные методы изучения структуры и молекулярно-поверхностных явлений в поровом пространстве карбонатных коллекторов и их влияние на фильтрационно-емкостные и физико-химические свойства;
системный геолого-промысловый анализ и современные методы математической статистики и теории вероятности;
лабораторные и промысловые исследования методов увеличения нефтеотдачи, анализ их результатов.
Научная новизна
Выявлена структура остаточных запасов в карбонатных породах и проведена идентификация месторождений Южного купола Татарского свода.
Установлены основные причины недостаточно полной выработки запасов углеводородного сырья регионально нефтеносных горизонтов. Показано, что эффективность процесса нефтеизвлечения в залежах вязких нефтей карбонатных коллекторов, в основном, обусловлена сложностью геологического строения и вариацией коллекторских свойств пород в сочетании с неоднородным строением коллекторов, свойств и состава углеводородов, а также неоднородностью гидродинамического поля давлений.
С учетом динамики структуры запасов нефти обоснованы критерии комплексной системы обеспечения полноты выработки каждой из групп месторождений с карбонатными пластами. Предложены технологические решения по вводу в разработку залежей со слабопроницаемыми и неоднородными коллекторами.
Предложены способы разработки нефтяных залежей с организацией системы заводнения коллекторов трещиноватого и линзовидного строения.
Обоснованы системные технологии вскрытия пласта, освоения скважин и стимуляции притока. Усовершенствованы технологические приемы по вскрытию пласта, освоения скважин на залежах нефти в карбонатных коллекторах с применением МУН.
6. Предложена система размещения добывающих и нагнетательных
скважин для залежей нефти, характеризующихся различной плотностью
запасов нефти и интенсивностью системы воздействия.
Практическая ценность работы
1. Результаты проведенных исследований позволяют:
значительно повысить степень достоверности и надежности геолого-технологического анализа, обоснования и прогнозирования мероприятий по повышению эффективности разработки карбонатных коллекторов с применением комплексных методов увеличения нефтеотдачи;
использовать математическую модель процесса выщелачивания нефтенасыщенных карбонатных коллекторов композиционным растворителем для расчета технологических показателей комплексного физико-химического воздействия на призабойную зону скважин;
существенно поднять уровень технико-экономической эффективности технологий доразработки карбонатных залежей;
в конечном итоге повысить степень использования недр, снизить обводненность добываемой продукции и энергозатраты на добычу углеводородного сырья.
2. Результаты диссертационной работы использованы;
при выработке технологических решений по повышению эффективности разработки карбонатных залежей турнейского яруса Ново-Елховского месторождения с применением заводнения;
при обосновании применения гидродинамических, физических и химических методов воздействия на продуктивные пласты
3. Внедрение рекомендаций по повышению эффективности разработки карбонатных коллекторов с применением комплексных методов увеличения нефтеотдачи (КАРФАС, ВДПХ, КВП, СКРИД, виброволновые биотехнологические и т.д.) позволило получить дополнительно 775 тыс.т нефти.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались на Всероссийском научно-техническом совещании по химическим реактивам (г.Уфа, 1986), семинаре-дискуссии Волго-Камского регионального отделения РАЕН «Проблемы первичного и вторичного вскрытия пластов при строительстве и эксплуатации вертикальных, наклонных и горизонтальных скважин» (г.Уфа, 1996), на 2-й научно-технической конференции, посвященной 850-летию г. Москвы «Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России» (г. Москва, 1997); международной конференции по проблемам комплексного освоения трудноизвлекаемых запасов нефти и природных битумов (г.Казань, 1994 г.); на семинаре-дискуссии о концепции развития методов увеличения нефтеизвлечения (г.Бугульма, 1996 г.); на республиканской научно-практической конференции «Проблемы разработки нефтяных месторождений и подготовки специалистов в вузе» (г.Альметьевск, 1996 г.); конференции «Системный анализ процессов разработки нефтяных месторождений и транспорта нефти и нефтепродуктов» (г.Уфа, 1996 г.); на республиканской научно-практической конференции по проблемам разработки залежей нефти с карбонатными коллекторами (г.Уфа, 1997 г.); на научно-практических
конференциях, посвященных 50-летию открытия девонской нефти Ромашкинского месторождения и других крупных месторождений Волго-Камского региона (г.Бугульма, 25-26 ноября 1997 года, г.Казань, 18-19 декабря 1997 года, г. Лениногорск, 17-18 марта 1998 года).
Публикации. Основное содержание работы отражены в 26 публикациях, в том числе в 3-х монографиях, 3-х патентах и авторских свидетельствах.
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов, основных выводов и рекомендаций, списка использованной литературы. Работа изложена на 205 страницах машинописного текста, в том числе 29 таблиц, 73 рисунков, содержит список литературы из 119 наименований.
