Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по земле  

УДК 622.276.76                                                 На правах рукописи

КУЗНЕЦОВ МАКСИМ АЛЕКСАНДРОВИЧ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ ОПТИМИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЙ ОТБОРА МНОГОФАЗНОЙ ЖИДКОСТИ
С ЧАСТИЧНЫМ РАЗГАЗИРОВАНИЕМ

Специальность 25.00.17  - Разработка и эксплуатация нефтяных
и газовых месторождений

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Уфа  2012

Работа выполнена в Государственном унитарном предприятии

Институт проблем транспорта энергоресурсов (ГУП ИПТЭР).

Научный руководитель	Ц кандидат  технических наук Антонов Максим Сергеевич
Официальные оппоненты:	Ц Султанов Шамиль Ханифович, доктор технических наук, Уфимский государственный нефтяной технический университет, доцент кафедры Геология и разведка нефтяных и газовых месторождений  Ц Зарипов Мустафа Салихович, кандидат технических наук, ЗАО Алойл, главный технолог
Ведущая организация	- Государственное автономное научное учреждение Институт нефтегазовых технологий и новых материалов АН РБ

Защита состоится 27 ноября 2012 г. в 1200 часов
на заседании диссертационного совета Д 222.002.01
при Государственном унитарном предприятии Институт
проблем транспорта энергоресурсов по адресу: 450055, г. Уфа,
пр. Октября, 144/3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГУП ИПТЭР.

Автореферат разослан  26 октября  2012 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор технических наук, профессор         Худякова Лариса Петровна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Вытеснение нефти в режиме трехфазной фильтрации (нефть + газ + + вода) с применением режима активного заводнения связано с определенными колебаниями пластового давления, поэтому в зонах пласта образуются участки, где происходят снижение пластового давления ниже давления насыщения из-за неоднородности коллектора по проницаемости и изменение фильтрационных характеристик, что вызывает частичное разгазирование. Это приводит к различным  изменениям характера фильтрации фаз в пласте, вызванным действием техногенных воздействий, к накоплению свободного газа в пласте, прорыву газа к забою скважин, прорыву воды в зону свободного газа, изменению фазовых проницаемостей, образованию газовых пробок, отсечению части запасов и снижению коэффициента извлечения нефти (КИН) объекта. Поэтому оценка  эффективности нефтевытеснения при определенных значениях свободного газа за счет частичного разгазирования более достоверно может быть установлена по показателям технологических режимов работы отдельной скважины или в ячейке. При этом важно установить оптимальные значения и влияние объема свободного газа на режимы при эксплуатации скважин, разрабатывающих многопластовую залежь, где нефтенасыщенные интервалы вскрыты единым фильтром. Представленная работа направлена на изучение вышеприведенных проблем, востребована в производственных нефтедобывающих предприятиях и является достаточно актуальной.

Цель работы - исследование и создание новых принципов разработки неоднородных по проницаемости нефтенасыщенных коллекторов заводнением, вскрытых единым фильтром с частичным разгазированием  нефти в пластовых условиях.

Для решения поставленной задачи были сформулированы следующие основные задачи:

1. Анализ экспериментальных и теоретических исследований процессов вытеснения нефти водой при многофазной фильтрации с частичным разгазированием нефти в пластовых условиях;
2. Изучение основных показателей и технологий разработки эксплуатируемых пластов на примере Ольховского  нефтяного месторождения ОАО Оренбургнефть;
3. Исследование фильтрационных характеристик пластов ДIV, ДV, ДVII Ольховского нефтяного месторождения по картам динамической газонасыщенности для оценки эффективности нефтевытеснения;
4. Моделирование режимов вытеснения нефти с частичным разгазированием и его влияние на КИН;
5. Построение карт динамической газонасыщенности по объекту и его использование при формировании геолого-технических мероприятий для интенсификации притока нефти.

Методы решения поставленных задач. Решение поставленных задач базируется на анализе состояния разработки выбранного объекта, результатах 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 результатов работы

1. Путем численных исследований по технологическим показателям добывающих и нагнетательных скважин для девонских пластов Оренбургской области  выявлены зоны образования свободного газа при различных  режимах работы скважин с разносортными нефтями, по результатам которых проведена оценка потерь накопленной добычи от разновременности их ввода и изменения  проницаемости пласта во времени.
2. По данным обработки статистической информации технологических показателей работы скважин установлено пороговое значение забойного давления в отдельной ячейке, составляющее  не ниже 30а% от давления насыщения, при котором режим эксплуатации залежи имеет максимальный темп выработки, а потери КИН минимальны.
3. В результате численных многовариантных исследований установлено, что при  одновременном вводе в работу добывающей и нагнетательной скважин потери в добыче нефти  в результате  разгазирования не зависят  от его проницаемости, так как динамика изменения потерь нефти имеет плавный характер для данного фиксированного времени.
4. Установлено, что увеличение темпов отбора, времени и роста проницаемости пласта приводит к снижению пластового давления и формированию зоны свободного газа, что способствует росту потерь и тем интенсивнее, чем выше темп отбора жидкости

На защиту выносятся:

1. Методика оценки потерь добычи нефти от разгазирования при отборе разносортных нефтей по скважинам;
2. Методика построения карт динамической газонасыщенности и их использование при формировании геолого-технических мероприятий по  интенсификации отбора нефти;
3. Методика выбора режима эксплуатации нефтяной залежи по значениям газосодержания, накопленной добычи нефти, КИН и сроку разработки.

Практическая ценность и реализация результатов работы

1. Результаты диссертационной работы использованы при разработке и внедрении геолого-технических мероприятий на Ольховском нефтяном месторождении НГДУ Сорочинскнефть ОАОаОренбургнефть.
2. Внедрение разработанных рекомендаций по созданию оптимальных режимов отбора нефти из нефтяной залежи с частичным разгазированием, с использованием карт динамической газонасыщенности и разновариантных технологий управления  величиной свободного газа при частичном разгазировании позволило получить 3200 т дополнительной добытой нефти с экономическим эффектом 4,7 млн руб.

       Апробация результатов работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на семинарах
НПО Нефтегазтехнология (г. Уфа, 2006-2011 гг.), в нефтяной компании ТНК-ВР (г. Москва, 2006-2011 гг.), в ОАО Оренбургнефть
(2005-2011 гг.).

Публикации и личный вклад автора

Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 12 научных трудах, в том числе в 9 ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ.

В рассматриваемых исследованиях автору принадлежит постановка задач, их решение, анализ полученных результатов и организация внедрения рекомендаций в промысловых условиях.

       Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов и рекомендаций, списка литературы, включающего 76 наименований. Работа изложена на 111 страницах, содержит 17 таблиц, 66 рисунков.

Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю, кандидату технических наук Антонову М.С. и специалистам ООО НПО Нефтегазтехнология за помощь и полезные советы, высказанные в процессе выполнения диссертационной работы.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы, сформулированы цель и основные задачи исследования, определены основные положения, выносимые на защиту, приведены научная новизна и практическая ценность результатов работы.

В первой главе приведен обзор экспериментальных и теоретических исследований процессов вытеснения нефти из пласта при многофазной фильтрации и определены задачи исследования.

Отмечено, что данная проблема и вопросы изучения различных режимов работы пласта детально рассмотрены в трудах известных ученых: В.Н. Щелкачева, С.Н. Закирова, А.Х. Мирзаджанзаде, М.М.аХасанова, И.В. Владимирова, А.К. Курбанова, О.Л. Кузнецова, И.Т.аМищенко, Р.Х. Муслимова, В.Д. Лысенко, Г.Г. Вахитова, В.П.аМаксимова, Р.Т. Булгакова и многих других. В основном, выделяют пять режимов:

• водонапорный (естественный и искусственный);
• упругий;
• газонапорный (режим газовой шапки);
• режим растворенного газа;
• гравитационный.

Однако определить режим залежи не всегда просто, так как в ряде случаев многие факторы, определяющие режим, проявляются одновременно.  На самом деле основной механизм добычи для данного коллектора может меняться в ходе эксплуатации месторождения. Так, например, в недонасыщенных коллекторах добыча нефти обычно осуществляется в условиях расширения флюида на начальном этапе эксплуатации до тех пор, пока пластовое давление не упадет ниже давления насыщения. На данном этапе начинает доминировать режим растворенного газа. Кроме того, в большинстве случаев в любое время в данном продуктивном пласте на отдельных участках активными являются несколько режимов, поэтому наиболее распространенным режимом добычи может быть назван смешанный режим.

Такой режим работы залежи характерен, когда при ее эксплуатации проявляется одновременное действие двух или нескольких различных источников энергии. На практике в настоящее время в большинстве случаев имеет место именно этот режим работы залежи, поскольку имеют преобладающие места водонапорный режим (за счет искусственно созданной системы заводнения) и режим растворенного газа (при работе добывающих скважин с забойным давлением ниже давления насыщения), что способствует образованию свободного газа, наиболее  часто встречающегося на практике. Проявление данного режима наблюдается, когда забойное давление становится ниже критического уровня начала разгазирования и связано с необходимостью обеспечения заданного темпа отбора в условиях низкой эффективности системы поддержания пластового давления. При этом, значительное выделение свободного газа из нефти приводит к негативным последствиям, в частности к нарушению гидродинамической связи между зонами закачки и отбора, прорыву газа, отсечению части запасов нефти, что в конечном итоге приводит к значительному сокращению КИН и коэффициента полезного действия (КПД) при подъеме нефти на поверхность.

В результате такого подробного анализа и обзора опубликованных работ выявлены следующие недостатки изучаемой проблемы.

1. Разработка залежей нефти с большим газовым фактором в режиме истощения при давлении ниже давления насыщения характеризуется большими объемами добычи свободного газа и невысокими коэффициентами нефтеотдачи.
2. Учитывая высокую степень распространенности различных режимов работы залежей, процессы, протекающие при многофазной фильтрации (при давлении ниже давления насыщения нефти газом), исследованы недостаточно полно, в частности, открытым остается вопрос выбора оптимального режима работы добывающих скважин относительно давления насыщения в различных геолого-физических условиях. При этом в опубликованных работах не выделены конкретные рекомендации по допустимому снижению забойного давления при различных значениях начального газового фактора в нефти в пластовых условиях и не оценены соответствующие потери в накопленной добыче нефти.
3. Недостаточно изученными направлениями являются поиск решений по снижению негативного влияния свободного газа в пластовых условиях  и разработка новых технологий подавления свободного газа в пласте.

Во второй главе сделан выбор, приведены обоснование объекта исследования и его основные характеристики. В соответствии с поставленной задачей в качестве объекта исследований была выбрана группа девонских пластов Ольховского нефтяного месторождения (ОАОаОренбургнефть), нефти которых характеризуются значительным газовым фактором и образованными зонами свободного газа вследствие разгазирования нефти на участках снижения пластового давления ниже давления насыщения, а также снижением текущей добычи нефти по технологическим причинам.

Исследования проведены на основе имеющихся нормативных документов и промысловых данных по Ольховскому месторождению.

Так, проанализированы и внесены изменения в геолого-физические характеристики продуктивных пластов, а также в основные свойства нефти и воды, характеристики коллекторских свойств, нефтенасыщенности по продуктивной части пластов по данным геофизического исследования скважин (ГИС).

Принято, что общая изученность объектов с корректировкой характеристик исходных данных является достаточной для дальнейших исследований, в частности для оценки потенциальных возможностей добывающих скважин и проведения теоретических исследований.

Анализ эффективности реализуемой системы разработки показал, что выработка запасов нефти по пластам Ольховского месторождения недостаточно эффективна, которая достаточно наглядно иллюстрируется  на картах остаточных нефтенасыщенных толщин. В первую очередь, это касается организации системы заводнения, отличительной особенностью которой в рассматриваемых условиях является постепенное снижение приемистости нагнетательных скважин после ввода их в работу и, как следствие, низкое значение закачиваемых объемов, о чем свидетельствуют интегральные  характеристики вытеснения по пластам и динамика изменения приемистости по нагнетательным скважинам.

Вероятные причины низкой эффективности от закачки воды в девонские пласты Ольховского месторождения представлены на схеме (рисунок 1).

Для уточнения и расширения задачи исследования вначале по методике НПО Нефтегазтехнология были построены карты текущих извлекаемых запасов нефти с текущими отборами по пластам, которые приведены на рисунке 2. Используя их, были численно исследованы и разработаны карты динамической насыщенности свободного газа, выделившегося из нефти в результате разгазирования (рисунок 3). Расчеты были проведены по методике ООО НПО Нефтегазтехнология с использованием уравнений материального баланса, карт текущих извлекаемых  запасов и карт распределения пластового давления.

Рисунок  1  - Причины низкой эффективности закачки воды
в девонские пласты Ольховского месторождения

Отметим, что данные по содержанию остаточных запасов с текущими отборами по пластам и пересчитанным газосодержанием (карты динамической насыщенности свободного газа по пластам) явились первичной основой для оценки влияния параметров пласта  и свойств пластовых флюидов (разнородных нефтей) на скорость выделения и образования свободных газовых включений, а также влияния газа на текущий коэффициент нефтеотдачи.

Отмечено, что организованная система заводнения является малоэффективной, прежде всего за счет наблюдаемого во времени снижения приемистости нагнетательных скважин и, как следствие, низких значений компенсаций отборов жидкости закачкой воды, что, в свою очередь, привело к снижению пластового давления и образованию локальных зон свободного газа.

В третьей главе описаны методические приемы и численные исследования влияния процессов разгазирования нефти в пласте на режимы работы скважин и конечную нефтеотдачу пластов.

Описана методика моделирования процессов нефтеизвлечения из однородного пласта в условиях частичного разгазирования залежи при различных режимах работы скважин.

Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по земле