Введение к работе
Актуальность проблемы.
При масштабном внедрении в начале 2000-х и в течение последующего десятилетия в систему разработки месторождений Западной Сибири горизонтальных скважин (ГС) и боковых горизонтальных стволов (БГС) достигалась форсированная выработка запасов нефти при быстрой окупаемости вложений без строительства новых скважин. Внедрение производилось в оперативном порядке, не всегда согласованно с принятыми проектными решениями, либо путем трансформации существующей системы разработки. Однако, без системного обоснования технологии горизонтального вскрытия и эксплуатации объектов, проектные значения коэффициента извлечения нефти (КИН) не достигаются.
В последние годы технологии горизонтального вскрытия уделяется много большее внимание при проектировании системы разработки, в некоторых компаниях обоснование строительства каждого ГС выполняется в виде мини-проекта. На что повлиял и мировой финансовый кризис, когда в целях оптимизации производства погрешность и доля неопределенности сводились к минимуму. К технологии горизонтального вскрытия применили новые подходы о чем свидетельствуют результаты эксплуатации, построенных ГС и БГС с 2009 г. (в ОАО «Сургутнефтегаз» построено более 350 скв., ОАО «Лукойл» более 200 скв., в ТНК-ВР более 100 скв., в ОАО «НГК «Славнефть» более 100 скв., в ОАО «Газпром нефть» более 70 скв., в ОАО «НК «Роснефть» более 50 скв., в ОАО НК «РуссНефть» более 20 скв.).
Известно, что не достаточно определить только основные параметры применения ГС: длину, профиль, расположение ствола относительно кровли и подошвы, предельные технологические режимы эксплуатации. Необходимо учитывать размещение и параметры сетки скважин, схемы вскрытия пластов и регулирование режимов их работы. Необходимо создание принципиально новых методов мониторинга и управления выработкой запасов нефти особенно для сложнопостроенных залежей, которые будут основаны на достоверном изучении геологического строения посредством исследования горизонтальных стволов, зависимости дебита нефти от неоднородности геологического строения и гидравлических сопротивлений по длине, создании равномерности
4 выработки запасов нефти по всему объему коллектора дренируемого ГС, высокоточном определение зоны дренирования, возможности проведения и прогнозирования эффективности способов повышении нефтеотдачи пластов, определения главных напряжений пород, от учета которых напрямую зависит эффективность системы заводнения и механические методы воздействия на пласт (гидроразрыв пласта).
Цель работы
Повышение выработки запасов нефти сложнопостроенных залежей обоснованием технологических параметров эксплуатации горизонтальных скважин.
Основные задачи исследования
-
Анализ проблем мониторинга выработки запасов нефти с применением горизонтального вскрытия продуктивных пластов, а также результатов теоретических и экспериментальных исследований в области гидромеханики горизонтальных стволов.
-
Исследование влияния особенностей геологического строения сложнопостроенных нефтяных залежей на гидродинамические процессы в них обоснование геолого-промысловых критериев, определяющих эффективную разработку с применением горизонтальных скважин.
-
Совершенствование методов оценки параметров эксплуатации и разработка способа обоснования конструктивных особенностей заканчивания горизонтальных скважин при вскрытии сложнопостроенных залежей.
-
Внедрение методики расчета параметров эксплуатации и обоснования конструктивных особенностей заканчивания горизонтальных скважин на объекте БВ2 Вынгапуровского месторождения.
Объект и предмет исследования
Объектом исследования является зона дренирования и выработки запасов нефти сложнопостроенной залежи, а предметом - скважина с горизонтальным окончанием, дренирующая нефтяной пласт.
Научная новизна выполненной работы
1. Установлено, что основной причиной отклонения фактических дебитов горизонтальных скважин от расчетных в условиях сложнопостроенного коллектора является неравномерный профиль притока,
5 обусловленный неоднородностью геолого-физических свойств, и, соответственно, искривлением зоны дренирования и неравномерности выработки запасов как по вертикали, так и по площади залежи.
-
Научно обосновано, что потери давления на гидравлическое сопротивление по длине продуктивной горизонтальной части ствола и на местные сопротивления не превышает 1,5% от общей депрессии при дебитах жидкости меньше 1500 м3/сут.
-
Выявлено влияние изменения зенитного угла трещины гидроразрыва удельного дебита горизонтального ствола, на основе аналитической модели стационарного однофазного притока.
Практическая ценность и реализация
-
Разработанная методика расчета эксплуатационных параметров способа заканчивания горизонтальных скважин, обеспечивающего выравнивание профиля притока в сложнопостроенных залежах, применены при составление проектных документов на эксплуатацию горизонтальных скважин пласта БВ2 Вынгапуровского месторождения.
-
В результате применения предложенных разработок накопленная добыча нефти по трем горизонтальным скважинам компании ОАО «Газпромнефть-Ноябрьскнефтегаз» на 01.01.2012 г. больше проектных значений на 4 %.
Основные защищаемые положения
1. Научное обоснование несущественного влияния потерь давления из-за
гидравлических сопротивлений по длине продуктивной горизонтальной части
ствола на показатели эксплуатации.
-
Методика расчета эксплуатационных параметров способа заканчивания с целью выравниванию профиля притока в горизонтальных скважинах.
-
Аналитическая модель горизонтальной скважины с поперечной трещиной гидроразрыва.
Соответствие диссертации паспорту научной специальности
Область исследования соответствует паспорту специальности 25.00.17 -
Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений, а именно:
пункту 3 «Научные аспекты и средства обеспечения системного комплексного
(мультидисциплинарного) проектирования и мониторинга процессов
разработки месторождений углеводородов, эксплуатации подземных хранилищ газа, создаваемых в истощенных месторождениях и водонасыщенных пластах с целью рационального недропользования» и пункту 5 «Научные основы компьютерных технологий проектирования, исследования, эксплуатации, контроля и управления природно-техногенными системами, формируемыми для извлечения углеводородов из недр или их хранения в недрах с целью эффективного использования методов и средств информационных технологий, включая имитационное моделирование геологических объектов, систем выработки запасов углеводородов и геолого-технологических процессов».
Апробация результатов работы
Результаты диссертационной работы и ее основные положения докладывались и обсуждались на: Международной академической конференции «Состояние, тенденции и проблемы развития нефтегазового потенциала Западной Сибири» (Тюмень, 2009 г.), Международном симпозиуме им. академика М.А. Усова «Проблемы геологии и освоения недр» (Томск, 2010 г), Всероссийской научно-технической конференции «Геология и нефтегазоносность Западно-Сибирского мегабассейна» (Тюмень, 2011г.), III Международном научном симпозиуме «Теория и практика применения методов увеличения нефтеотдачи пластов». - (Москва, 2011 г), Международной научно-технической конференции «Нефть и газ Западной Сибири» посвященной 55 - летию ТюмГНГУ (Тюмень, 2011г.), семинарах кафедры «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений» ТюмГНГУ (2009-2011 гг.).
Публикации
Результаты выполненных исследований отражены в 12 печатных работах, в том числе в 3 изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Объем и структура работы
Диссертационная работа изложена на 147 страницах машинописного текста, содержит 27 таблиц, 84 рисунка. Состоит из введения, четырех разделов, основных выводов и рекомендаций, списка использованных источников из 124 наименований.
