Совершенствование технологии разобщения пластов на основе одновременно-раздельного нагнетания воды с содержанием взвешенных частиц

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 4
Актуальность темы исследования 5
Цель работы 6
Основные задачи исследований: 6
Методологическая основа диссертационного исследования и методы исследования 6
Защищаемые положения 7
Научная новизна работы 7
Практическая значимость 8
Достоверность полученных результатов 8
Апробация работы и публикации 9
Объем и структура работы 10
1. ОСОБЕННОСТИ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ И РАЗРАБОТКИ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИ СВЯЗАННЫХ ПЛАСТОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ЗАВОДНЕНИЯ 11
1.1 Особенности геологического строения многопластовых залежей с высокой неоднородностью фильтрационно-емкостных свойств пластов 11
1.2 Особенности разработки месторождений с гидродинамически связанными пластами на примере Ближнего Востока 20
1.3 Особенности разработки многопластовых месторождений 26
1.4 Оценка типовых подходов к разработке многопластовых залежей с высокой неоднородностью 34
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ СНИЖЕНИЯ ПРОНИЦАЕМОСТИ ПЛАСТА ВЗВЕШЕННЫМИ ЧАСТИЦАМИ НА ФИЛЬТРАЦИОННО-ЕМКОСТНЫЕ СВОЙСТА 46
2.1 Классификация методов поражения пласта при заводнении 46
2.2 Анализ результатов лабораторных исследований по опредению степени влияния механического воздействия на ФЕС 60
2.3 Моделирование изменения ФЕС при закачке воды с содержанием взвешенных частиц 73
3. ТЕХНОЛОГИЯ РАЗОБЩЕНИЯ ПЛАСТОВ, ОСНОВАННАЯ НА ОДНОВРЕМЕННО-РАЗДЕЛЬНОМ НАГНЕТАНИИ ВОДЫ С СОДЕРЖАНИЕМ ВЗВЕШЕННЫХ ЧАСТИЦ 80
3.1 Общие положения 80
3.2 Подготовка нагнетаемого агента 81
3.3 Подготовка образца керна для исследований по определению свойств нагнетаемого агента 85
3.4 Технология разобщения гидродинамически связанных пластов 91
4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ РАЗОБЩЕНИЯ ПЛАСТОВ НА ОСНОВЕ ОДНОВРЕМЕННО-РАЗДЕЛЬНОГО НАГНЕТАНИЯ ВОДЫ С СОДЕРЖАНИЕМ ВЗВЕШЕННЫХ ЧАСТИЦ 95
4.1 Разработка способа моделирования поражения пласта при нагнетании воды с содержанием взвешенных частиц в трехмерных гидрадинамиечских симуляторах… 95
4.2 Моделирование поражения пласта при нагнетании воды с содержанием взвешенных частиц 100
4.3 Моделирование технологии разобщения пластов на основе одновременно-раздельного нагнетания воды с содержанием взвешенных частиц 103
4.4 Оценка влияния геолого-физических и технологических факторов на эффективность предлагаемой технологии 112
4.4.1 Оценка влияния геолого-физических свойств пласта и времени начала реализации технологии разобщения пластов на ее эффективность 112
4.4.2 Оценка влияния свойств нагнетаемой жидкости на эффективность технологии разобщения пластов 121
4.4.3 Оценка влияния продолжительности нагнетания жидкости с содержанием взвешенных частиц на эффективность технологии разобщения пластов 125
5. АПРОБАЦИЯ РАЗРАБОТАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ УСЛОВИЙ МЕСТОРОЖДЕНИЯ Х 131
5.1 Краткая геолого-физическая характеристика месторождения 131
5.2 Оценка эффективности применения технологии разобщения пластов для условий месторождения Х 137
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ 151
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 152

Весь текст будет доступен после покупки

Цель работы
Разработка технологии, позволяющей повысить извлечение нефти для многопластовых месторождений с гидродинамически связанными пластами, которые значительно отличаются по своим фильтрационным свойствам.
Основные задачи исследований:
1. Изучение накопленного опыта и обобщение особенностей разработки гидродинамических связанных пластов с применением заводнения, определение причин низкой выработки запасов.
2. Выполнение комплексного анализа механизмов поражения пласта и способов моделирования изменения ФЕС при закачке воды с содержанием взвешенных частиц в процессе разработки.
3. Разработка технологии разобщения гидродинамически связанных пластов, основанной на формировании дополнительных фильтрационных сопротивлений на границе между пластами, с целью увеличения охвата воздействием низкопроницаемых частей залежи при применении заводнения.
4. Разработка способа моделирования поражения пласта при фильтрации воды с содержанием взвешенных частиц в трехмерных гидродинамических симуляторах.
5. Проведение многовариантных расчетов на секторных трехмерных гидродинамических моделях для оценки влияния геолого- физических и технологических факторов на эффективность предлагаемой технологии.
6. Апробация разработанной технологии на полноразмерной гидродинамической модели многопластового месторождения с гидродинамически связанными пластами, со значительно отличающимися значениями ФЕС.

Весь текст будет доступен после покупки

1. ОСОБЕННОСТИ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ И РАЗРАБОТКИ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИ СВЯЗАННЫХ ПЛАСТОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ЗАВОДНЕНИЯ
Разработка многопластовых месторождений с гидродинамически связанными пластами с применением заводнения может быть сопряжена со значительными трудностями, которые заключаются в неравномерной выработке запасов углеводородов по пластам. Основной причиной возникающих сложностей является сильное отличие фильтрационно- емкостных свойств пластов. Поэтому в этой главе будут рассмотрены особенности геологического строения и разработки месторождений, включающих гидродинамически связанные пласты или части пластов, которые значительно отличаются по своим ФЕС.
1.1 Особенности геологического строения многопластовых залежей с высокой неоднородностью фильтрационно-емкостных свойств пластов
Многопластовые залежи с гидродинамически связанными пластами встречаются во многих нефтегазоносных провинциях мира, но в данной работе особенности геологического строения подобных залежей рассматриваются на примере месторождений Российской Федерации, а также месторождений, расположенных на территории Ближнего Востока, для которых характерна высокая неоднородность фильтрационных свойств.
Российская Федерация является одним из ключевых игроков нефтегазовой отрасли, обеспечивающим добычу и экспорт значительных объемов углеводородов. При этом значительная часть запасов нефти и газа РФ содержится в карбонатных коллекторах, которые зачастую характеризуются высокой неоднородностью ФЕС, что может иметь негативное влияние на реализацию проектов по освоению и разработке таких месторождений и, как следствие, привести к неэффективным инвестициям. Поэтому в данной работе повышенное внимание уделено особенностям формирования и строения карбонатных залежей, как наиболее сложных и непредсказуемых объектов с точки зрения разработки месторождений с применением заводнения.
Перед рассмотрением особенностей геологического строения месторождений с высокой неоднородностью ФЕС, следует обратить внимание на процесс формирования карбонатных коллекторов и причины, которые приводят к появлению высокой неоднородности. О формировании карбонатных коллекторов в прошлом можно судить исходя из процессов, происходящих сегодня в некоторых теплых морях в различных частях нашей планеты (Рисунок 1). Большинство разрабатываемых сегодня карбонатных месторождений относятся к отложениям, приуроченным преимущественно к меловому и юрскому периодам, которые характеризовались интенсивным развитием рифов в теплых морях [66]. К формированию карбонатных пород приводят два типа процессов: жизнедеятельность организмов в морской среде (например, гибель организмов и отложение карбонатного скелета на дне), а также химические реакции, протекающие в воде [70]. Одним из наиболее распространенных типов живых организмов, участвующих в формировании карбонатных отложений, являются коралловые рифы, расположенные на небольших глубинах в теплых морях (Рисунок 1).


А) Б)
Рисунок 1 - Основные современные зоны формирования а) карбонатных отложений б) рифов [92]
Глубина моря играет важную роль для развития и жизнедеятельности данных организмов (Рисунок 2) и скорость роста рифов значительно снижается при глубинах более 10-15м., т.к. количество солнечного света, необходимое для их роста кратно уменьшается. Именно поэтому, рифы не развиваются в нижних частях континентального склона, а также на дне при условии большой глубины воды.

Рисунок 2 - Зависимость скорости роста коралловых рифов от глубины воды [70]
Большинство известняков, из которых преимущественно состоят карбонатные коллектора, связаны с жизнедеятельностью морской фауны [70], поэтому их свойства во многом зависят от биологического происхождения организмов и минералогии карбонатного скелета. Происхождение и начальный минералогический состав влияют на последующий диагенез, контролируемый химическими процессами и, соответственно, определяют начальные пористость, проницаемость и другие петрофизические свойства будущих коллекторов нефти и газа. Как было отмечено ранее, формирование современных, крупных карбонатных месторождений происходило в прибрежных морях, где можно выделить несколько зон, отличающихся по силе течений, глубине моря и, как следствие, флоре и фауне. Все эти факторы влияют на тип отложений, которые формируются на морском дне и впоследствии становятся коллекторами нефти и газа (Рисунок 3).

Рисунок 3 - Пример формирования различных фаций в зависимости от расположения и уровня моря
В работе выделено 9 различных зон, которые отличаются по типу формирующихся отложений. Зоны 1 – 3 характеризуются большой глубиной моря и относятся к континентальному дну и склону. Типичными для этих зон являются отложения с низкими ФЕС, что объясняется отсутствием разнообразной морской флоры и фауны, которая характерна для морского шельфа и береговой линии. Формирование карбонатных отложений при больших глубинах моря происходит преимущественно за счет химических процессов, протекающих в морской воде [70]. Несмотря на отсутствие «исходного материала» для формирования коллекторов с высокими ФЕС, опыт разработки карбонатных месторождений в Северном море [70] показывает, что некоторые коллектора, приуроченные к отложениям морского дна, могут иметь пористость более 20-25% [70]. При этом проницаемость таких коллекторов обычно не превышает 10*10-3 мкм2. Зоны 4-6 характеризуются формированием отложений с хорошими ФЕС, так как здесь за счет снижения глубины воды выполняются все условия, необходимые для нормальной жизнедеятельности рифов и других живых организмов, а именно достаточное количество солнечного света и сильные морские течения. Сильные морские течения обеспечивают процесс фильтрации морской воды через рифы, что позволяет поддерживать жизнедеятельность рифовых организмов, а также приводит к их разрушению и отложению обломков на некотором удалении. Обломки рифов являются наиболее хорошими коллекторами нефти и газа, так как обладают высокими ФЕС. Следует отметить, что повышение уровня моря может привести к «затоплению рифа» [70], то есть глубина моря будет слишком большой для проникновения достаточного количества солнечного света, а скорость роста организмов не позволит компенсировать повышение уровня моря [105]. В этом случае рифовые постройки постепенно заиливаются, а сам риф перестает развиваться и «затапливается», поэтому ФЕС таких коллекторов будут невысокими [105].
Так называемые лагунные фации, которые формируются ближе к суше в более спокойной воде, характеризуются повышенным содержанием глинистых минералов (ила) из-за широкого распространения подводной флоры на мелководье [70]. Эти фации приурочены к зонам 7-9 на рисунке 3 и для них характерно формирование коллекторов с низкими ФЕС, разработка которых впоследствии может быть затруднительна. При этом данные отложения могут быть приняты за отложения континентального дна в процессе обработки и анализа геологических данных, что может повлиять на качество принимаемых проектных решений. Помимо описанных характерных фаций морского шельфа, могут быть выделены прибрежные бары, а также береговые фации (песчаники), отличающиеся высокими ФЕС.
С течением времени положение одних фаций относительно других может варьироваться, что связано с изменением уровня мирового океана. Уровень мирового океана, как отмечается в работе [105], является определяющим фактором, влияющим на первичный процесс осадконакопления. Его изменение и, как следствие, изменение глубины воды в районе морского шельфа, может быть связано с изменением объемов ледников в океане или с локальными тектоническими процессами. Повышение или понижение уровня моря приводит к смене положения фаций относительно друг друга в разрезе и изменению положения границы суши и моря (Рисунок 4).

Весь текст будет доступен после покупки

1. Азиз, Х. Математическое моделирование пластовых систем / Х. Азиз, Э. Сеттари. – М.: недра, 1982. – 407с.
2. Акбарадзе, К. Аcфальтены: проблемы и перспективы / К. Акбарадзе, А. Хаммами, А. Харрат, Д. Чжан // Нефтегазовое обозрение. – 2007. – Т. 19 (2). – С. 28-53 – (http://www.slb.ru/userfiles/file/Oilfield%20Review/2007/summer/3%20Asphaltenes.pdf).
3. Алварадо, В. Методы увеличения нефтеотдачи пластов. Планирование и стратегии применения / В. Алварадо, Э. Манрик. – М.: ООО «Премиум Инжиниринг», 2011. – 244с.
4. Андреев, В.Е. Повышение эффективности выработки трудноизвлекаемых запасов нефти карбонатных коллекторов / В. Е. Андреев, Ю. А. Котенев, А. Г. Нугайбеков и др. // Уфим. гос. нефт. техн. ун-т. – Уфа: УГНТУ, 1997. – 137 с.
5. Базиев, В.Ф Об отборе жидкости при разработке нефтяных месторождений с заводнением / В.Ф. Базиев // Нефтяное хозяйство, 2009. - №6. - с.33-35
6. Байков, Н.М. Сбор и промысловая подготовка нефти, газа и воды / Н.М. Байков, Г.Н. Позднышев, Р.И. Мансурова. - М.: Недра, 1981. - 803с.
7. Бакиров, И.М. Особенности вытеснения нефти водой в неоднородных пластах при регулярных системах заводнения / И.М. Бакиров. – М.: Изд. Недра, 1986. - 280с.
8. Бетанкур, С. Современные методы измерения свойств пластовых флюидов / С. Бетанкур, Т. Дэвис, Р. Кеннеди, Ч. Дон, Х. Эльшахави, О.К. Маллинс, Д. Найсуондер, М. О’Киф // Нефтегазовое обозрение. – 2007. – осень.
9. Бойко, В.С. Разработка и эксплуатация нефтяных месторождений / В.С. Бойко. – М.: Недра, 1990. – 427с.

Весь текст будет доступен после покупки