Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. ОБЗОР ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ МНОГОФАЗНОЙ ФИЛЬТРАЦИИ ПРИ ДАВЛЕНИЯХ НИЖЕ
ДАВЛЕНИЯ НАСЫЩЕНИЯ НЕФТИ ГАЗОМ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
ИССЛЕДОВАНИЯ 8
Общие положения 8
Разработка залежей легкой нефти 10
Снижение эффективности нефтеизвлечения при трехфазной фильтрации пластовых флюидов 13
Сравнение воды и газа как вытесняющих агентов при разработке нефтегазовых залежей 17
Давление насыщения нефти газом и способы его определения 18
Выводы к главе 1 30
ГЛАВА 2. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЯ 31
Общие сведения об объекте исследования 31
Лабораторные исследования пластовых флюидов 32
Геолого-физическая характеристика продуктивных пластов объекта 33
Текущее состояние разработки Лебяжинского месторождения 41
2.5. Исследование величины фактического давления насыщения нефти по
характеристике физико-химических свойств газонефтяной смеси 45
Выводы к главе 2 55
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПРОЦЕССОВ РАЗГАЗИРОВАНИЯ
НЕФТИ НА КОНЕЧНУЮ НЕФТЕОТДАЧУ ПЛАСТОВ 56
Общие положения 56
Моделирование процессов нефтеизвлечения из послойно-неоднородного пласта
в условиях частичного разгазирования залежи 57
3.2.1. Математическая модель. ,........„ Л... _ 58.
Разработка залежи в условиях полного разгазирования нефти (0-вариант)." Оптимальное применение, системы ППД _ 79
Влияние разнородности свойств пластовых систем на выработку запасов
нефти в условиях частичного разгазирования залежи 88
Выводы к главе 3 95
ГЛАВА 4. ФОРМИРОВАНИЕ ГЕОЛОГО-ТЕХНИЧЕСКИХ МЕРОПРИЯТИЙ ПО ПОВЫШЕНИЮ НЕФТЕОТДАЧИ ПЛАСТОВ МЕСТОРОЖДЕНИЯ НА БАЗЕ
і 1
РАЗРАБОТАННЫХ АВТОРОМ РЕКОМЕНДАЦИЙ 97
Анализ эффективности применяемых технологий в ГТМ 97
Комплексная технология подавления газовых включений пласта и увеличение
его охвата вытеснением нефти по мощности 101
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 109
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ПО
ПРИЛОЖЕНИЕ 118
Введение к работе
Все большую роль в развитии нефтедобычи приобретают залежи легкой нефти и газоконденсата, что связано с увеличением глубины бурения. Большая глубина залегания таких залежей зачастую сопровождается сложностью строения резервуаров, что существенно усложняет их разработку. Тем не менее, стратегия дальнейшего наращивания уровней нефтедобычи включает и освоение глубокозалегающих залежей легкой нефти [1, 2].
В зарубежной и отечественной научной литературе залежи легкой нефти и газового конденсата не выделяли как отдельный тип пластов до начала 1930-х гг. Однако, по мере увеличения глубины бурения, частота обнаружения залежей легкой нефти возросла [3].
Разработка залежей легкой нефти проводилась так же, как и обычные залежи нефти. Однако, высокие значения газового фактора, высокая сжимаемость пластовых флюидов, все это говорит о необходимости особых подходов в разработке залежей легкой нефти. Обычно такие залежи, согласно сложившимся в настоящее время представлениям, начинают разрабатываться в режиме истощения, как это принято для залежей обычной и тяжелой нефти. В этом случае давление в залежи достаточно быстро снижается до значения давления насыщения нефти газом и даже ниже его. Выделяющийся из обычной или тяжелой нефти свободный газ в пластовых условиях занимает небольшие объемы коллектора, тогда как для легкой нефти, для которой газонефтяной фактор составляет сотни и даже тысячи относительных единиц, этот объем значителен и фаза свободного газа начинает играть решающую роль в процессах извлечения нефти.
Несмотря на значительный объем научной и научно-технической литературы, посвященной разработке залежей легкой нефти и газоконденсата (например, [4-9]), процессы их заводнения пока еще недостаточно исследованы. Не совсем ясен механизм процесса вытеснения нефти и газа водой в условиях реальных неоднородных коллекторов. Лабораторные исследования^ [10] показали неоднозначность процессов разгазирования нефти, зависимость давления" насыщения "нефти газом от- состава коллектора, водонасыщенности коллектора, темпов изменения давления и других параметров. Для изучения процессов фильтрации в коллекторах с частично разгазированной нефтью необходимо создание математических моделей, учитывающих многофазность потока, неоднородность пласта по проницаемости и пространственный характер течения жидкости и газа к системе скважин, как горизонтальных, так и вертикальных. Кроме того, здесь возникает множество оптимизационных задач по наиболее эффективному с точки зрения нефтеотдачи режиму работы скважин.
Все это позволяет утверждать, что задачи исследования процессов нефтеизвлечения из частично разгазированных пластов остаются актуальными для нефтедобывающей отрасли.
Надо отметить, что вопросы теории и практики разработки залежей нефти в присутствии трех фаз достаточно глубоко освещены в трудах Азизова М.Г., Аметова И.М., Афанасьевой А. В., Боксермана А.А., Булгакова Р.Т., Вахитова Г.Г., Егорова Н. Г., Розенберга М. Д., Кундина С. А., Мирзаджанзаде А.Х., Мищенко И.Т., Абасова М. Т., Кулиева А. А., Фаткулина А .X., Курбанова А.К., Закирова С.Н., Закирова Э.С, Закирова И.С., Вагановой М.Н., Спиридонова А.В., Мищенко И.Т., Хисамутдинова Н.И., Хасанова М.М., Телина А.Г. и других исследователей. Но, несмотря на это проблемы извлечения газированных нефтей в оптимальном режиме не снижаются. -
Актуальность проблемы.
Выработка запасов нефти, сосредоточенных в частично разгазированных зонах нефтяных залежей со значительными объемами свободного газа и относящихся к категории трудноизвлекаемых, осложнена многофазностыо потока в пласте. Это приводит к возникновению ряда негативных процессов - оттеснение нефти в зону свободного газа, прорыв газа к забою добывающей скважины, прорыв нагнетаемой воды в зону свободного газа, снижение гидродинамической связанности между зонами нагнетания и отбора за счет образования газовых пробок в фильтрационных полях, что отрицательно сказывается на нефтеотдаче этих залежей.
Совершенствование и создание новых принципов и технологий разработки залежей нефти с большим газонефтяным фактором является актуальным как с точки зрения увеличения частоты открытия таких залежей, что связано с увеличением глубины бурения, так и с точки зрения увеличения эффективности выработки запасов нефти.
Цель работы. Создание новых принципов разработки залежей нефти с большим газонефтяным фактором с искусственно созданными областями свободного газа и реализация их на реальных залежах нефти.
_ Основные задачи исследований. _ -
Анализ существующих технологий разработки залежей легкой нефти и зон коллектора с частично разгазированной нефтью и постановка задачи исследования.
Выбор объекта исследования и анализ особенностей геологического строения и разработки пластов Лебяжинского месторождения.
Анализ на основе математического моделирования процессов трехфазной (нефть, газ, вода) фильтрации в неоднородных по проницаемости пластах.
Исследование процессов выработки запасов нефти из пластов с искусственно созданными зонами свободного газа.
Определение стратегии повышения эффективности выработки запасов нефти из зон залежей с частично разгазированной нефтью.
Методы исследований. Решение поставленных задач базируется на анализе состояния разработки выбранного объекта, результатов промысловых исследований с использованием современных методов обработки исходной статистической информации и на математическом моделировании многофазной фильтрации в неоднородных по проницаемости коллекторах, численных исследованиях и обобщении результатов промышленных испытаний различных технологий разработки залежей нефти с большим газовым фактором.
Научная новизна выполняемой работы.
В результате численных исследований фильтрационных характеристик пласта с частично разгазированной нефтью до определенного газосодержания от начальной получено, что наличие свободного газа значительно не снижает коэффициент нефтеотдачи. Этот предел определяется величиной среднего пластового давления не ниже 3-5 % от значения давления насыщения по залежи.
Образованный свободный газ и его максимальный объем в неоднородном по проницаемости коллекторе сосредоточен в высокопроницаемом слое, который при заводнении приводит к образованию оторочки повышенной нефтенасыщенности с центром вала со спадающими «крыльями» в сторону заводняемого объема и объема повышенной газонасыщенности.
Установлено, что нефтевытесняющая способность образованного свободного газа имеет более низкую эффективность в сравнении с заводнением.
Предложено для сложнопостроенных коллекторов с неоднозначностью давления насыщения нефти газом с целью увеличения коэффициента нефтеотдачи при частичном разгазировании нефти разработку залежи с высоким газовым фактором проводить с поддержанием пластового давления с .начального периода. " - -
Основные защищаемые положения.
Характер и численные значения зависимости влияния частично образованной свободной газовой фазы на коэффициент нефтеотдачи для месторождений ОАО «Оренбургнефть».
Методика оценки влияния объема образованного свободного газа на технологические показатели выработки залежи (дебит скважин, обводненность, доля отобранных запасов), представленными неоднородными по проницаемости коллекторами.
I
3. Методика формирования эффективных геолого-технических мероприятий для
Лебяжинского месторождения на базе разработанных рекомендаций, позволяющих до минимума свести отрицательное влияние наличия свободной газовой фазы на коэффициент нефтеотдачи.
Практическая ценность и реализация работы.
Результаты диссертационной работы использованы при разработке и внедрении геолого-технических мероприятий на месторождениях ОАО «Оренбургнефть».
Внедрение разработанных рекомендаций по оптимальному применению системы нагнетательных скважин по ОАО «Оренбургнефть» позволило получить 4800 т дополнительно добытой нефти с экономическим эффектом в 7,68 млн.руб.
Апробация работы.
Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на семинарах НПО «Нефтегазтехнология» (г. Уфа, 2006-2008 гг.), Научно-технических советах ОАО «Татнефть» (г. Альметьевск, 2006-2007 гг.), в нефтяной компании «ТНК-ВР» (г. Москва, 2006 - 2008 гг.), в нефтяной компании «ЮКОС» ОАО «Самаранефтегаз» (2006-2007 гг.), в ОАО «Оренбургнефть» (2005-2008 гг.).
Публикация результатов и личный вклад автора.
По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ из них 9 - в изданиях, входящих в перечень ВАК. В рассматриваемых исследованиях автору принадлежит постановка задач, их решение, анализ полученных результатов и организация внедрения рекомендаций в промысловых условиях.
Структура и объем работ.
Диссертация состоит из введения, 4 глав, основных выводов и рекомендаций, списка литературы из 102 наименований. Работа изложена на 120 страницах, в том числе содержит 13 таблиц, 64 рисунка.
Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю к.т.н. Васильеву В.В. и сотрудникам НПО «Нефтегазтехнология» д.т.н., профессору Хисамутдинову Н.Й., д.т.н. Владимирову И.В. за помощь и полезные советы, высказанные в процессе выполнения диссертационной работы.
