Содержание к диссертации
Введение 6
Глава 1. Обзор предшествующих исследований. Обоснование
тематики диссертационной работы 11
Теория и практика разработки залежей нефти с ВНЗ и нефтегазовых залежей с нефтяной оторочкой 11
Сложность и неоднозначность определения ВНК 15
Осложнения при разработке залежей с ВНЗ 16
Опыт разработки месторождений с ВНЗ в нашей стране 17
Способы воздействия на добычу нефти из ВНЗ 21
Применение при разработке залежей нефти горизонтальных скважин 24
Использование газовых методов для повышения КИН 26
Особенности применения ГРП 28
Обоснование тематики диссертационной работы 30
Глава 2. Исследование факторов, влияющих на показатели разработки
водонефтяной зоны в режиме истощения 33
Понятие водонефтяной зоны 33
Особенности разработки ВНЗ в режиме истощения 34
Влияние типа скважин на параметры разработки 41
Влияние местоположения интервалов вскрытия пласта
на параметры разработки 42
Влияние режима работы скважин на параметры разработки 43
Влияние направления горизонтального ствола на параметры разработки 43
Влияние гидроразрыва пласта на параметры разработки 44
2.8. Выводы к главе 2 46
Глава 3. Обоснование новых технологий разработки
водонефтяных зон 47
3.1. Исследование ВНЗ на основе пятиточечного элемента 47
Влияние типа скважин на параметры разработки 55
Влияние режима работы скважин на параметры разработки 57
Влияние гидроразрыва пласта на параметры разработки 60
Влияние состава нефти и свойств коллектора на параметры разработки 63
Выводы к параграфу 3.1 65
3.2. Особенности разработки ВНЗ при учете анизотропии 66
Влияние типа скважин на параметры разработки 73
Исследование местоположения интервалов вскрытия пласта 74
Влияние местоположения добывающей и нагнетательной скважин на параметры разработки 74
Влияние трещины гидроразрыва пласта на параметры разработки 75
Особенности выработки элементов разработки.... 77
Выводы к параграфу 3.2 79
3.3. Совершенствование разработки водонефтяной зоны с нефтью
повышенной вязкости 80
Обоснование наилучших местоположения и типа скважин 82
Влияние режима работы скважин на параметры разработки 84
Влияние закачки полимера на процесс вытеснения нефти 86
Влияние концентрации полимера на параметры разработки 88
Особенности адсорбции полимера на поверхности породы 89
Выводы к параграфу 3.3 91
3.4. Общие выводы по главе 3 92
Глава 4. Обоснование новой технологии разработки нефтегазового
месторождения 93
4.1. Разработка нефтегазовой залежи на основе пятиточечного
элемента 94
4.1.1. Влияние типа скважин на параметры разработки 98
Влияние режима эксплуатации скважин на параметры разработки 99
Влияние местоположения интервалов вскрытия пласта на параметры разработки 103
Влияние гидроразрыва пласта на параметры разработки 104
Влияние величины абсолютной проницаемости 107
Влияние свойств нефти на параметры разработки 109
4.1.7. Выводы к параграфу 4.1 109
4.2. Совершенствование технологии разработки газоконденсатно
нефтяной залежи 111
Влияние типа и расположения ствола нагнетательной скважины ИЗ
Влияние режима эксплуатации скважин 115
Влияние гидроразрыва пласта на показатели разработки 120
Особенности разработки газоконденсатнонефтяной залежи в анизотропном пласте 121
Выбор наилучшего интервала закачки воды 124
Выбор наилучшего интервала закачки газа 126
Совершенствование разработки газоконденсатнонефтяной залежи 128
Влияние состава закачиваемого газообразного агента 131
Влияние свойств нефти на параметры разработки 132
Влияние расстояния между скважинами на показатели разработки 135
4.2.11. Выводы к главе 4 138
Основные результаты и выводы 140
Литература 143
Введение к работе
Актуальность тематики исследований. Подавляющее большинство углеводородных залежей подстилается контурной или подошвенной водой. При наличии законтурной области имеет место водонефтяная зона (ВНЗ) той или иной ширины. Ширина ВНЗ, например, месторождений Урало-Поволжья и Западной Сибири иногда достигает нескольких километров.
Отличительной особенностью ВНЗ является то, что эффективная нефтенасыщенная толщина стремится к нулю при приближении к внешнему водонефтяному контуру. Вследствие того, что площади ВНЗ занимают большие пространства к ним приурочены немалые запасы нефти, которые оцениваются в качестве трудноизвлекаемых. Особенно трудноизвлекаемой является нефть около внешнего водонефтяного контура, где малы ее удельные запасы на единицу площади.
Разработка ВНЗ сопровождается осложнениями в виде прорывов конусов воды и обводнения продукции добывающих скважин. Это значительно снижает конечные значения коэффициента извлечения нефти и рентабельность разработки месторождения в целом.
Запасы нефти в стране, приходящиеся на нефтяные оторочки, составляют около трети от общих запасов. Интегральным показателем эффективности добычи нефти из продуктивного пласта является коэффициент извлечения нефти (КИН). По нефтяным оторочкам КИН обычно характеризуется низкими значениями (на уровне 20% и менее). Неслучайно запасы нефти в нефтяных оторочках также относятся к категории трудноизвлекаемых.
Осложняющими факторами при разработке нефтяных оторочек являются явления конусообразования. В результате продукция скважин довольно быстро загазовывается и обводняется. И рано достигаются нерентабельные дебиты по нефти.
В стране и за рубежом выполнено значительное число исследований, посвященных системам разработки ВНЗ и нефтяных оторочек и методам
повышения эффективности извлечения нефти из них. Тем не менее, с нашей точки зрения, имеется потребность в повышении эффективности процессов добычи нефти из отмеченных типов трудноизвлекаемой нефти.
При решении проблем повышения эффективности разработки рассматриваемых типов трудноизвлекаемой нефти имеется возможность привлечь современные методы компьютерного моделирования. Это позволяет, с одной стороны, учесть различные геолого-физические условия и факторы. С другой стороны, удается избежать постановки сложных, а нередко и невыполнимых лабораторных и промысловых экспериментов.
Сказанное позволяет утверждать о значимой актуальности выбранной для исследований тематики и справедливости путей поиска искомых решений.
Цель работы. Она заключается в обосновании, на основе 3D математических экспериментов, новых технологий разработки водонефтяных зон в нефтяных месторождениях и нефтяных оторочек в нефтегазовых месторождениях, а также анализе показателей эксплуатации добывающих и нагнетательных скважин, выработки запасов углеводородов и влияния такого технологического мероприятия, как гидроразрыв пласта на параметры разработки рассматриваемых объектов с трудноизвлекаемыми запасами.
Основные задачи исследования. Они заключаются в следующем.
Обоснование эффективной технологии выработки запасов нефти из водонефтяных зон нефтяного месторождения с маловязкой нефтью.
Повышение эффективности извлечения нефти повышенной вязкости из водонефтяных зон нефтяного месторождения.
Обоснование технологических решений по выработке запасов нефти из нефтяных оторочек нефтегазовых залежей.
Анализ результатов крупномасштабных математических экспериментов в 3D многофазной постановке с целью изучения особенностей процессов разработки водонефтяных зон и нефтегазовых залежей.
Изучение влияния свойств пласта и флюидов, а также различных геолого-технологических мероприятий на показатели разработки ВНЗ и нефтяных оторочек с трудноизвлекаемыми запасами.
Методы решения поставленных задач. Для решения поставленных задач использована современная методология решения задач теории фильтрации в 3D многофазной постановке. Она включает в себя проведение крупномасштабных математических экспериментов, с использованием сертифицированных программных пакетов Eclipse 100 и Eclipse 300. Применительно к водонефтяным зонам применена модель black oil, а для анализа фильтрационных течений в нефтегазовых залежах использовалась композиционная модель. При анализе получаемых результатов применено программное приложение Microsoft Excel с программами на Visual Basic.
Научная новизна. По мнению автора, она заключается в следующем.
На основе математических экспериментов предложен новый эффективный способ выработки запасов от нулевых нефтенасыщенных толщин водонефтяной зоны с маловязкой нефтью и наличием анизотропии коллекторских свойств.
С привлечением методов компьютерного моделирования обоснован новый способ разработки водонефтяной зоны с нефтью повышенной вязкости, основанный на строительстве горизонтальных добывающих и нагнетательных скважин и чередующейся закачке полимерного раствора.
Предложен эффективный способ разработки нефтегазовой залежи на основе сооружения многофункциональных добывающих и нагнетательных скважин, что позволяет закачивать воду и газ в разные интервалы вскрытия
пласта, а также создавать водяной барьер около добывающей скважины с целью сокращения загазования добываемой продукции.
4. Выполненные крупномасштабные математические эксперименты на трехмерной модели позволили выявить влияние различных факторов на показатели разработки ВНЗ и нефтяной оторочки, что послужило основой поиска наилучших технологий разработки исследуемых объектов с трудноизвлекаемыми запасами.
Практическая значимость. Она состоит в следующем.
На уровне патентной новизны предложены способы разработки водонефтяных зон с нефтями малой и повышенной вязкости, способствующие увеличению извлекаемых запасов. Получены положительные решения по заявкам.
Предложена на уровне патентной новизны технология разработки нефтегазовой залежи с использованием многофункциональных добывающих и нагнетательных скважин, повышающая значение конечного КИН.
Выполненный анализ особенностей разработки ВНЗ и нефтяных оторочек позволил обосновать рекомендации по повышению эффективности выработки соответствующих трудноизвлекаемых запасов. Результаты исследований представляют интерес для практических работников, занимающихся разработкой объектов с трудноизвлекаемыми запасами.
Внедрение результатов исследований на конкретных месторождениях будет способствовать повышению эффективности их разработки.
Защищаемые положения. Это новые, более эффективные технологии разработки
водонефтяной зоны с маловязкой нефтью,
водонефтяной зоны с нефтью повышенной вязкости,
нефтяной оторочки нефтегазоконденсатной залежи.
Внедрение результатов исследований. Результаты выполненных исследований переданы для внедрения руководству ОАО НК «Роснефть», о чём свидетельствует справка о принятие их во внедрение.
Апробация работы. Результаты исследований доложены на
научных семинарах лаборатории газонефтеконденсатоотдачи ИПНГ РАН,
международном технологическом симпозиуме «Новые ресурсосберегающие технологии недропользования и повышения нефтеотдачи», Москва, 21-23 марта, 2006г.
Публикации. По результатам исследований опубликовано две статьи, тезисы доклада в международной конференции, получено положительное решение по патенту РФ с регистрационным номером №2004138840.
Благодарности. Автор глубоко признателен профессору С.Н.Закирову за научное руководство. Автор также выражает свою благодарность всем сотрудникам лаборатории газонефтеконденсатоотдачи ИПНГ РАН и коллегам по работе за внимание, помощь и поддержку в ходе работы над диссертацией.
