Введение к работе
Актуальность работы. Эффективная разработка нефтяных месторождений представляет собой сложную задачу, для успешного решения которой требуется применение комплексного подхода. Это стало особенно актуальным на современном этапе, для которого характерно существенное ухудшение структуры запасов нефти и газа. Для повышения эффективности разработки месторождений требуются создание принципиально новых и совершенствование существующих методических подходов, технических и технологических решений в области добычи углеводородов.
В настоящее время широкое распространение получили «универсальные» технологии добычи углеводородов, которые «показывают» нестабильную эффективность. Многообразие геолого-промысловых характеристик продуктивных пластов требует обоснованного выбора методов и технологий воздействия на призабойную зону скважин и продуктивный пласт для конкретных геолого-технических условий. В осложненных геологических условиях месторождений углеводородов, характеризующихся неоднородными и многопластовыми залежами, высоким газосодержанием, эффективность применения методов, направленных на улучшение фильтрационных свойств пласта, может зависеть от множества факторов. Выявление наиболее важных и значимых факторов является приоритетной задачей. Выделение преимущественных геолого-технологических особенностей пластовых систем позволяет совершенствовать, разрабатывать и научно-методически обосновывать технологии добычи углеводородов. Это особенно важно при создании методик подбора скважин, оценки эффективности и прогнозирования гидроразрыва пласта (ГРП), а также выбора технологии или способа добычи углеводородов.
Решение этих задач предполагает создание алгоритмов, позволяющих значительно повысить степень достоверности и надежности процедуры обоснования и планирования геолого-технологических мероприятий (ГТМ) на скважинах с применением прогрессивных технологий.
В связи с этим разработка эффективных методик, в которых реализованы основные алгоритмы моделирования технологии воздействия на зону дренирования скважины, в частности ГРП, методами адаптации и обучения, а также совершенствование и разработка технологии добычи углеводородов для определенных геолого-технологических условий пласта являются актуальными.
Цель работы - разработка методических подходов к подбору скважин, оценке эффективности и прогнозированию ГРП, а также совершенствование и разработка новых технологий добычи углеводородов из многопластовых залежей и пластов с высоким газосодержанием.
Основные задачи работы:
анализ технологий и способов добычи нефти из эксплуатационных объектов, характеризующихся низкой проницаемостью, высокой неоднородностью и значительным газовым фактором;
разработка методики анализа эффективности ГРП с возможностью выбора скважин-кандидатов;
исследование продолжительности эффекта ГРП в зависимости от геолого-физических характеристик пласта и технологических параметров ГРП;
разработка технических устройств для реализации усовершенствованной технологии добычи нефти из многопластовых эксплуатационных объектов;
разработка новых технологий добычи нефти с высоким газосодержанием.
Методы решения поставленных задач. Решение поставленных задач проводилось в соответствии с общепринятой методикой научных исследований, включающей анализ и обобщение известных результатов в этой области. Методы исследования – многомерный статистический анализ и теория распознавания образов, методы адаптации и обучения, методы группового учета аргументов (МГУА) и информационные технологии, оценка и анализ геолого-промысловой информации.
Достоверность результатов исследования базируется на сходимости фактических и расчетных показателей эффективности применения технологии ГРП, выполненной геолого-промысловой оценке и геолого-технологическом анализе внедрения усовершенствованных и разработанных технологий добычи углеводородов на Комсомольском, Харампурском, Тарасовском и Фестивальном месторождениях. Выводы и рекомендации обоснованы корректным применением методов обучения и адаптации и алгоритмов самоорганизации. Решение задач осуществлялось на базе фактических данных ТПП «Когалымнефтегаз» и «Урайнефтегаз» ООО «Лукойл-Западная Сибирь», ООО «РН-Пурнефтегаз».
Научная новизна результатов работы
1. Разработана методика анализа и оценки эффективности ГРП, предусматривающая выделение остаточных запасов нефти и исследование геолого-технологических параметров операции ГРП с использованием алгоритмов последовательного анализа.
2. На основе комбинаторного алгоритма метода группового учета аргументов для геолого-технологических условий Даниловского нефтяного месторождения определены интервалы изменения геолого-технологических характеристик пласта и технологических параметров ГРП, при которых продолжительность эффекта от ГРП может быть максимальной.
3. Создана комплексная технология отбора нефти из неоднородного эксплуатационного объекта, техническим решением реализации которой являются предварительная интенсификация притока нефти путем гидравлического разрыва отдельных пластов и одновременно-раздельная эксплуатация (ОРЭ) с использованием усовершенствованной пакерной системы.
4. Для добычи нефти с высоким газосодержанием разработана технология, основанная на совместной работе непрерывно-дискретного газлифта (НДГ) и электроцентробежного насоса (ЭЦН) и обеспечивающая работу скважины на собственном энергетическом ресурсе - попутном газе - при минимальных эксплуатационных затратах.
Основные защищаемые положения:
методика анализа эффективности ГРП и подбора скважин для проведения гидравлического разрыва пласта;
методика прогнозирования продолжительности эффекта от применения технологии ГРП на основе предложенных алгоритмов;
усовершенствованная технология одновременно-раздельной эксплуатации продуктивных пластов нефтяных месторождений;
технология непрерывно-дискретного газлифта для добычи нефти с высоким газосодержанием.
Соответствие диссертации паспорту научной специальности
Указанная область исследования соответствует паспорту специальности 25.00.17 «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений», а именно п. 4: Технологии и технические средства добычи и подготовки скважинной продукции, диагностика оборудования и промысловых сооружений, обеспечивающих добычу, сбор и промысловую подготовку нефти и газа к транспорту, на базе разработки научных основ ресурсосбережения и комплексного использования пластовой энергии и компонентов осваиваемых минеральных ресурсов.
Практическая ценность результатов работы
-
Разработанные методики анализа эффективности ГРП и подбора скважин для гидравлического разрыва пласта, а также методика прогнозирования продолжительности эффекта от применения технологии ГРП формализованы в пакет программ для отбора и оценки информативности геолого-технологических параметров процесса ГРП и для прогнозирования продолжительности эффекта от ГРП.
-
Усовершенствована технология одновременно-раздельной эксплуатации продуктивных пластов нефтяных месторождений путем разработки пакерного устройства (патент № 102675), позволяющая при больших перепадах пластового давления контролировать депрессию на различные пласты и обеспечивающая средний прирост дебита с одной скважины до 9 т/сут.
-
Разработана технология непрерывно-дискретной газлифтной эксплуатации в сочетании с погружным бесштанговым электронасосом (центробежным или винтовым) для глубоких скважин с высоким газовым фактором (патент РФ № 2457320), обеспечивающая возможность оптимальной работы скважины на собственном энергетическом ресурсе - попутном газе - при минимальных эксплуатационных затратах и вывода скважины на установившийся режим за трое суток.
Апробация результатов работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на VIII и IX Всероссийских научно-практических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых «Новые технологии – нефтегазовому региону» (Тюмень, 2009 г., 2010 г.), научно-методических семинарах кафедры «Моделирование и управление процессами нефтегазодобычи» ТюмГНГУ (Тюмень, 2007-2010 гг.), научно-технических совещаниях ОАО «НК «Роснефть» (Москва, 2009 г., 2010 г.).
Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 12 научных трудах, в том числе 3 в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ. Получено 2 патента.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, основных выводов и рекомендаций, библиографического списка использованной литературы, включающего 99 наименований. Работа изложена на 131 странице машинописного текста, содержит 47 рисунков,
13 таблиц.
Автор выражает глубокую благодарность д.т.н., профессору
Кучумову Р.Я. за помощь и полезные советы в процессе выполнения диссертационной работы.
