Введение к работе
Актуальность проблемы. Научно - технические проблемы добычи нефти в России связаны с истощением активных запасов и усложнением горно - геологических условий разработки новых месторождений. В целом высокая эффективность современных технологий обеспечивает решение проблем интенсификации нефтедобычи; дальнейшие усилия по увеличению эффективности направлены на выявление узких мест их использования. Поскольку для достижения успеха операций необходимы как правильное планирование работ, так и контроль за их исполнением, что зависит от степени предварительной информированности о пласте и учета происходящих процессов в ходе ГТМ. Мониторинг технологических операций является одним из таких актуальных и перспективных направлений, позволяющих удовлетворять требованиям четкого планирования работ и контроля проводимого мероприятия в реальном времени, устанавливать изменения в пласте и призабойной зоне скважины (ПЗС), управлять воздействием для достижения запланированных результатов и снижения затрат. На современном этапе развития нефтяного комплекса успеху работ по контролю воздействий способствует широкое применение в промысловых условиях методов компьютерного анализа и более совершенного приборного парка.
Цель работы. Совершенствование методов проведения и контроля технологического воздействия на нефтяной пласт в реальном времени путем оперативного управления ходом операции с целью оптимизации ее технологических и экономических показателей.
Основные задачи исследования
-
Выявление параметров пласта и скважины, которые следует контролировать во времени из - за их значительного влияния на результаты воздействия.
-
Оценка точности и пределов применимости известных методов мониторинга при определении технологических показателей.
-
Получение решений нестационарной фильтрации нагнетаемой жидкости в прн-скважинной зоне и применение их в разрабатываемых методах мониторинга.
-
Разработка метода определения гидропроводности пласта при испытании на приемистость без остановки скважины для восстановления давления (КВД).
-
Разработка методов мониторинга, приемлемых в условиях недостаточной информации о параметрах пласта и закачке жидкостей с колебаниями расхода.
-
Создание информационно - измерительного комплекса мониторинга технологических воздействий на нефтяные пласты и программного обеспечения к нему.
Методы решения поставленных задач. Поставленные задачи решались как теоретически, так и экспериментально в промысловых условиях. При этом использовались обзоры отечественных и зарубежных публикаций по данной проблеме, методы геолого-промыслового анализа, численного моделирования, математической физики и подземной гидродинамики.
Достоверность полученных результатов. Мониторинг воздействий базируется на решении обратной задачи подземной гидродинамики и использовании этого решения в реальном времени для контроля воздействия на пласт по устьевым замерам. Теоретическая основа разработанных методов проверена сопоставлениями с численными решениями. Результаты промыслового применения разработанных методов мониторинга подтверждены промислово - геофизическими (ГИС) и гидродинамическими (ГДИС) исследованиями, сопоставлением прогнозных и фактических показателей эксплуатации скважин после воздействия.
Научная новизна
-
На основе известных решений задач подземной гидродинамики, в том числе Г. И. Баренблатта - Ю. П. Желтова, а так же задачи Стефана сформулирована модель течения жидкости в ПЗС, применимая к решению обратной задачи гидродинамики.
-
Разработан экспресс - метод определения текущей гидропроводности пласта по устьевым замерам давления и расхода при испытании скважины на приемистость без снятия КВД.
-
Разработаны надежные методы мониторинга воздействий при нагнетании в пласты технологических жидкостей. Методы используют введенную нами функцию репрессии - интегральную характеристику потерь энергии нестационарного потока в ПЗС. Резкая смена темпов нагнетания не снижает точности оценки параметров.
-
Разработаны новые методы определения параметров прискважинной зоны с ухудшенными ФЕС при испытании скважины на приемистость.
-
Усовершенствована методика расчета забойного давления по замерам устьевых параметров в ходе геолого - технологического мероприятия (ГТМ).
-
Наряду со скин - фактором разработанные методы позволяют в реальном времени контролировать забойное давление, коэффициенты приемистости и гидропровод-ности пласта, что существенно повышает эффективность мониторинга.
Практическая ценность
-
Созданы технологии экспресс - исследований скважин и мониторинга ГТМ при нагнетания жидкостей на нестационарных режимах, на их основе ведутся контроль и управление технологическими воздействиями.
-
Применение технологии экспресс - исследования скважины непосредственно перед и после воздействия на нефтяной пласт позволяет частично отказаться от исследования по КВД, что сокращает время простоя и потери продукции.
-
Разработан, испытан и реализован информационно - измерительный комплекс (ИИК), включающий приборно - измерительную систему и пакет программного обеспечения. Комплекс позволяет интенсифицировать технологическое воздействие, получать текущую информацию о состоянии пласта и ПЗС в реальном времени.
Реализация работы в промышленности. С 2003 г. и по настоящее время на скважинах ОАО «Сургутнефтегаз» контроль воздействий на нефтяные пласты ведется техникой, технологиями и методами мониторинга, разработанными в диссертации. На более чем 700 скважинах Лянторского месторождения проведены ГТМ с использованием ИНК, при этом получена достоверная информация об изменениях параметров пластов и ПЗС, даны прогнозы эффективности выполняемых воздействий с рекомендациями по дальнейшим работам.
Апробация работы
Основное содержание работы докладывалось на 54 - ой межвузовской студенческой научной конференции (/ место по секции 2 «Разработка нефтяных и газовых месторождений», г. Москва, 2000), дважды на 55 - ой Юбилейной межвузовской студенческой научной конференции (/ место по секции 2 «Разработка нефтяных и газовых месторождений, бурение скважин», г. Москва, 2001), 56 - ой межвузовской студенческой научной конференции (/ место по секции 2 «Разработка нефтяных и газо-
вых месторождений», г. Москва, 2002), семинаре по добыче нефти при Французском нефтяном институте (г. Париж, 2004 г.), совместных геолого - технических совещаниях НГДУ «Лянторнефть» и ЗАО «Нефтестройсервис» (г. Лянтор, 2002 - 2005 гг.), научно - техническом совете ОАО «Сургутнефтегаз» (октябрь, 2005 г.), научных семинарах кафедры РиЭНМ РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина (2005,2006 гг.).
Публикации
Основное содержание диссертации отражено в 20 научно - технических фондовых отчетах ЗАО «Нефтестройсервис» и опубликовано в 16 работах, втом числе в 6 патентах РФ и США, свидетельстве РФ о регистрации программы для ЭВМ.
Структура и объем работы
Работа состоит из 5 глав, введения, заключения и приложений. Основное содержание диссертации отражено на 138 страницах текста, 69 рисунках и 2 таблицах. Приложения составляют отдельный том из 12 приложений, содержат 54 стр. текста, 106 рисунков и 10 таблиц. Библиография насчитывает 153 наименования.
Автор благодарит научного руководителя д. т. н. И. Т. Мищенко и научного консультанта к. т. н. В. В. Белова за возможность обсуждения работы на всех этапах ее выполнения, технологов П. Г. Лавданникова, А. В. Сидорова - за участие в промысловых исследованиях, к. г. - м. н. Е. Н. Байкову, к. т. и. К). А. Мясникова и А. К. Пономарева - за помощь в пронедснии испытаний и оценке технологической эффективности применения информационно - измерительного комплекса.
