Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Повышение эффективности выработки запасов нефти в засолоненных коллекторах
ВАК РФ 25.00.17, Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений

Автореферат диссертации по теме "Повышение эффективности выработки запасов нефти в засолоненных коллекторах"

На правах рукописи

ГРИНЧЕНКО ВАСИЛИЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВЫРАБОТКИ ЗАПАСОВ НЕФТИ В ЗАСОЛОНЕННЫХ КОЛЛЕКТОРАХ

Специальность 25.00.17 - Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых

месторождений

5 ДЕК 2013

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Тюмень-2013

005543665

005543665

Работа выполнена в Обществе с ограниченной ответственностью «Тюменский нефтяной научный центр» (ООО «ТННЦ»)

Научный руководитель: - кандидат технических наук,

Тимчук Александр Станиславович

Официальные оппоненты: - Шандрыгин Александр Николаевич, доктор

технических наук, Общество с ограниченной ответственностью «Газпромбанк Нефтегаз Сервисиз Б.В.», главный эксперт по газовым и газоконденсатным месторождениям

- Фоминых Олег Валентинович, кандидат технических наук, Тюменский государственный нефтегазовый университет, доцент

Ведущая организация: - Федеральное государственное унитарное

предприятие «Западно-Сибирский научно-исследовательский институт геологии и геофизики»

Защита состоится 26 декабря 2013 года в 14.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.273.01 при ТюмГНГУ по адресу: 625027, г. Тюмень, ул. 50 лет Октября, 38.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотечно-информационном центре ТюмГНГУ по адресу: 625027, г. Тюмень, ул. Мельникайте, 72 а, каб. 32.

Автореферат разослан 24 ноября 2013 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент

Аксенова Наталья Александровна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

В настоящий момент формируется новый центр нефтедобычи в Восточной Сибири. Уже введены в эксплуатацию Верхнечонское, Талаканское, Ярактинское месторождения, ряд месторождений находится на стадии подготовки к разработке, в регионе активно ведется поиск и разведка. Отличительной особенностью коллекторов месторождений данной провинции является наличие солей в поровом пространстве. Основной солевой минерал - галит (NaCl), который заполняет поровый объем как частично, так и полностью, делая породу непроницаемой.

Разработка нефтяных объектов ведется с закачкой воды для поддержания пластового давления. Закачиваемая вода имеет минерализацию значительно ниже минерализации насыщения раствора солями, в ряде случаев закачивается пресная вода. На добывающих же скважинах прорывная вода закачки имеет предельную минерализацию. Таким образом, в пласте происходит растворение солей (рассоление). Стационарные опыты на керне по отмыву солей показывают значительное изменение структуры порового пространства. Вследствие рассоления пористость может возрастать кратно, проницаемость - на порядки, что может влиять на выработку запасов.

Российскими учеными Веригиным H.H., Голубевым B.C., Кричевец Г.Н., Гарибянц A.A., Арье А.Г., Храмченковым М.Г. и другими описан физико-математический аппарат механизма взаимодействия засолоненной породы и воды. Однако влияние рассоления на разработку месторождений нефти не исследовалось.

Таким образом, возникает актуальная проблема корректной оценки влияния процессов рассоления на динамику добычи нефти и на коэффициент извлечения нефти (КИН), а также актуальная задача повышения эффективности выработки запасов нефти в засолоненных коллекторах.

Цель работы

Оценить влияние процессов рассоления на технологические показатели и КИН при заводнении засолоненных терригенных отложений Верхнечонского месторождения, а также разработать мероприятия по повышению эффективности

выработки запасов нефти в засолоненных коллекторах при заводнении.

Основные задачи исследований

1. Анализ существующих методов исследования засолоненных коллекторов;

2. Создание методики исследования выработки запасов нефти в засолоненных коллекторах при заводнении;

3. Определение характеристик рассоления на основе экспериментов на

керне;

4. Исследование эффектов рассоления на синтетических гидродинамических моделях. Выявление основных факторов, влияющих на выработку запасов нефти при рассолении;

5. Исследование эффектов рассоления на полномасштабной гидродинамической модели Верхнечонского месторождения. Оценка влияния рассоления на динамику технологических показателей и КИН;

6. Создание метода совершенствования разработки засолоненных коллекторов, повышающего эффективность выработки запасов нефти на основе гидродинамической модели с учетом рассоления.

Объект и предмет исследования

Объектом исследования являются терригенные пласты Вч Верхнечонского газонефтяного месторождения, а предметом - геолого-физические процессы, происходящие в поровом пространстве засолоненного коллектора при прокачке пресной воды.

Научная новизна выполненной работы

1. Разработана методика исследования выработки запасов нефти в засолоненных коллекторах при заводнении, которая включает в себя: проведение специальных экспериментов на керне по рассолению; аналитическую обработку экспериментов с получением входных данных для моделирования (константу скорости растворения, зависимость изменения проницаемости от доли отмытой соли); исследования на детальных синтетических моделях с описанием процессов выработки запасов нефти в засолоненных коллекторах в динамике; численные исследования на полномасштабной модели с получением оценок изменения КИН и технологических показателей разработки в результате рассоления.

2. В результате исследований установлено, что при закачке низкоминерализованной воды в засолоненный терригенный коллектор вследствие процессов рассоления:

- на фронте вытеснения образуется высокоминерализованная оторочка воды, что приводит к выравниванию фронта, увеличению времени безводной работы добывающих скважин, увеличению добычи нефти за безводный период;

- за фронтом вытеснения образуются зоны пониженного фильтрационного сопротивления (высокопроницаемые каналы), что приводит к снижению коэффициента охвата вытеснением после прорыва воды к добывающим скважинам и, как следствие, к увеличению темпов обводнения и снижению конечного коэффициента извлечения нефти;

3. Предложен метод совершенствования разработки (метод повышения эффективности выработки запасов нефти в засолоненных коллекторах при заводнении), включающий в себя адресную закачку высокоминерализованной воды в нагнетательные скважины после начального периода закачки низкоминерализованной воды, с целью минимизации фактора образования высокопроницаемых каналов в пласте и повышения охвата вытеснением.

Практическая ценность и реализация

Впервые разработана методика исследования выработки запасов нефти в засолоненных коллекторах при заводнении.

Создана адекватная реальным условиям геолого-техническая модель Верхнечонского месторождения с учетом процессов рассоления, которая позволяет корректно прогнозировать технологические показатели разработки месторождения и КИН. С использованием геолого-технической модели проведена оценка потерь КИН из-за процессов рассоления для Верхнечонского месторождения (-3,6 %).

Реализация метода повышения эффективности выработки запасов нефти в засолоненных коллекторах при заводнении в качестве опытно-промышленных работ (ОПР) на Верхнечонском месторождении позволит дополнительно добыть более 0,2 млн. т. нефти.

Установленные закономерности процессов рассоления позволят корректно

оценить динамику добычи нефти и величину КИН при заводнении, а также разработать мероприятия по повышению эффективности выработки запасов нефти для целого ряда месторождений Восточной Сибири и мировых нефтяных провинций с засолоненным коллектором.

Разработанные в диссертации положения были рассмотрены и приняты к внедрению в ОАО «Верхнечонскнефтегаз» и ООО «Тюменский нефтяной научный центр».

Основные защищаемые положения

1. Методика исследования выработки запасов нефти в засолоненных коллекторах при заводнении;

2. Степень и характер влияния процессов рассоления в терригенных коллекторах при заводнении на технологические показатели и КИН;

3. Метод совершенствования разработки засолоненных коллекторов при заводнении.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности

Тема диссертации соответствует заявленной специальности, а именно пункту 2 «Геолого-физические и физико-химические процессы, протекающие в пластовых резервуарах и окружающей геологической среде при извлечении из недр нефти и газа известными и создаваемыми вновь технологиями и техническими средствами для создания научных основ эффективных систем разработки месторождений углеводородов и функционирования подземных хранилищ газа».

Апробация результатов работы

Результаты диссертационной работы и ее основные положения докладывались и обсуждались на: III Международной конференции «Нефть и газ Восточной Сибири» (Москва, 2012 г.); технической конференции «Новые технологии при разработке и эксплуатации месторождений. От теории к практике.» (Тюмень, 2013 г.); VI научно-практической конференции «Математическое моделирование и компьютерные технологии в процессах разработки и обустройства месторождений» (Уфа, 2013 г.); Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Новые

технологии - нефтегазовому региону» (Тюмень, 2013 г.); Международной конференции и выставке SPE по разработке месторождений в осложненных условиях и Арктике (Москва, 2013 г.); расширенных технических совещаниях ОАО «Верхнечонскнефтегаз» (Тюмень, Иркутск 2011-2013 гг.); научно-технических советах ООО «Тюменский нефтяной научный центр» (Тюмень, 20112013 гг.); заседании ЦКР Роснедра (Москва, 2011 г.); экспертно-технических советах ФБУ «ГКЗ» (Москва, 2012-2013 гг.) и семинарах кафедры «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений» ТюмГНГУ (Тюмень, 2013 г.).

Публикации

Основные результаты работы опубликованы в 8 печатных работах, в том числе в 6 изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Объем и структура работы

Диссертационная работа изложена на 134 страницах машинописного текста, содержит 14 таблиц, 49 рисунков. Состоит из введения, пяти разделов, основных выводов и рекомендаций, списка использованных источников из 102 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулирована цель и определены основные задачи исследований, охарактеризована научная новизна и практическая значимость диссертационной работы, представлены основные защищаемые положения.

В первом разделе приведен анализ методов исследования засолоненных коллекторов. Рассмотрены физико-математические методы численного описания и гидродинамического моделирования процессов рассоления; применяемые технологии разработки нефтяных месторождений с засолоненными коллекторами.

Многочисленными авторами - Анциферов A.C., Бобров С.Е., Гильманов Я.И., Дьяконова Т.Ф., Ефимов В.А., Загоровский A.A., Золоева Г.М., Лубинец И.Б., Никифорова О.Г., Саломатин E.H., Синьков A.B., Фадеев A.M., Федорцов И.В., Яценко Г.Г. отмечается, что засолонение нефтегазонасыщенных пород подсолевых комплексов имеет значительное влияние на фильтрационно-

емкостные свойства пород, так как кристаллизация солей, в основном представленных галитом, происходит именно в поровом пространстве, в результате чего пористость и проницаемость пород существенно снижается. Экстракция же и обессоливание образцов керна, наоборот, приводят к увеличению пористости и особенно проницаемости пород.

Российскими учеными Веригиным H.H., Голубевым B.C., Кричевец Г.Н., Гарибянц A.A., Арье А.Г., Храмченковым М.Г и другими широко изучались вопросы растворения солей в горных породах. В работах, посвященных исследованиям процессов массообмена в пористых средах, используется уравнение Богусского - Каяндера для выражения скорости растворения:

^ = —Кр(Сн - С), (1)

где N - концентрация соли в твёрдом состоянии, кг/м3; Сн - предельная концентрация соли, при которой раствор находится в динамическом равновесии, кг/м3; С - текущая концентрация соли в растворе, кг/м3; Кр - константа скорости растворения (кинетический коэффициент реакции), 1/сут.

Как видно из уравнения (1), скорость растворения соли уменьшается с приближением раствора к динамическому равновесию; растворение происходит до тех пор, пока раствор не станет предельно насыщенным. Константа скорости растворения в данной математической записи процесса неявно включает в себя многие факторы, оказывающие влияние на скорость процесса: молекулярную диффузию ионов соли, площадь поверхности контакта веществ, скорость поступления пресной воды к поверхности кристалла и другие факторы.

Стоит отметить, что вопросы кинетики растворения солей рассматривались применительно к проблемам промывки солесодержащих грунтов в сельском хозяйстве, а также к вопросам выщелачивания металлов из рудных пород. Влияние рассоления на разработку месторождений нефти не исследовалось.

В целом, основываясь на результатах опубликованных работ, можно сделать вывод, что наличие соли является негативным фактором, который необходимо учитывать при проведении лабораторных исследований с засолоненным керном, при построении геологических и гидродинамических моделей, проектировании

разработки и прогнозе технологических показателей разработки месторождений.

Во втором разделе описана предложенная методика исследования выработки запасов нефти в засолоненных коллекторах при заводнении. Приведены ее особенности по сравнению с существующими подходами к прогнозу параметров выработки запасов и конечного КИН.

Существующие методики изучения выработки запасов, прогноза технологических показателей и КИН, разработанные российскими и иностранными исследователями (Бадьянов В.А., Гавура A.B., Гомзиков В.К., Жданов М.А., Закиров С.Н., Кожакин C.B., Лысенко В.Д., Малиновский И.Н., Юрьев А.Н. и д.р.) можно обобщить в следующие группы - это метод аналогов, статистические, эмпирические, экстраполяционные, методы на основе материального баланса, покоэффициентный метод, метод с использованием характеристик вытеснения и, наконец, метод, основанный на численных расчетах с применением геолого-гидродинамических моделей.

Предложенные методики хорошо себя зарекомендовали на уже давно разрабатываемых месторождениях Урало-Поволжья и Западной Сибири. При применении же методик для прогноза показателей в новых провинциях возникают следующие ограничения: отсутствие полноценных аналогов, отсутствие длительной истории работы месторождений, уникальные геолого-физические характеристики.

Геолого-гидродинамическая модель включает в себя весь комплекс геолого-промысловых исследований, модель может быть адаптирована для конкретных геолого-физических условий месторождения и служить прогнозным инструментом на любой из стадий разработки месторождения. При этом существующие подходы к построению моделей, как правило, не учитывают изменение структуры и объема порового пространства в процессе разработки.

Предложенная методика исследования выработки засолоненных коллекторов основана на методике построения геолого-гидродинамической модели, отличием же является то, что она учитывает эффекты рассоления (таблица 1).

Таблица 1 - Методика исследования выработки запасов нефти в засолоненных коллекторах при заводнении

№ Этап Особенности Отличие от стандартной методики

1 Потоковые эксперименты по рассолению Эксперименты по прокачке пресной воды через засолоненную нефтенасыщенную модель керна. Определение динамики минерализации воды на выходе из модели керна, изменения проницаемости и пористости в процессе эксперимента Не используется при стандартном подходе. При стандартном подходе минерализация, вязкость воды, пористость и проницаемость образцов керна считаются константой

2 Аналитическая обработка результатов экспериментов Получение константы скорости реакции, зависимости изменения проницаемости от доли отмытой соли на основе уравнений Богусского-Каяндера с использованием метода Ерофеева-Колмогорова и соотношения Сакковича Не используется при стандартном подходе

3 Численная модель кернового эксперимента по рассолению Численное воссоздание кернового эксперимента по рассолению с целью проверки корректности математического аппарата симулятора и проведенного эксперимента на керне Не используется при стандартном подходе

4 Масштабирование Масштабирование зависимости проницаемости от доли отмытой соли при переходе на более крупную ячейку модели При стандартном подходе проводится масштабирование статических свойств, без масштабирования зависимости проницаемости от доли отмытой соли

5 Исследование на синтетических моделях Описание динамики характера рассоления и вытеснения для типовых зон месторождения При стандартном подходе не учитывается рассоление

6 Исследования на полномасштабной модели Численные оценки влияния рассоления на КИН и технологические показатели, районирование месторождения по степени влияния рассоления При стандартном подходе не учитывается рассоление

В третьем разделе описаны стационарные и потоковые лабораторные эксперименты на керне по изучению рассоления. Проведен анализ экспериментов с получением параметров рассоления и входных данных для построения гидродинамической модели.

На керновом материале Верхнечонского горизонта проведено большое количество замеров параметра пористости и абсолютной проницаемости образцов

керна до и после рассоления, порядка 1500 экспериментов. Оценивая кондиционность замеров, можно провести анализ данных параметров. Так, средняя пористость засолоненных образцов составляет 15 %, после рассоления средняя пористость образцов составляет 20 %. При этом средняя проницаемость возрастает в 4 раза с 686 мД до 2736 мД. По наиболее засолоненным образцам можно наблюдать кратный рост пористости, а рост проницаемости - на порядки (рисунок 1). Таким образом, можно сделать вывод, что при рассолении в пласте может значительно меняться структура порового пространства.

100 90 80 ¿г 70 I 60 1 50 1 40 а и 30 20 10 - е 100 90 80 о 70 = | 60 8 50 I и 30 20 10

\ о |В сР ° 'о 1

| ° ° ° ° О ° е оО о чь

ОС < * •• о О &

•> О о

"> »

о „ е о

о о° ■ Г- ов ° О в О

• ■VI в о с г." ®с в

Ив о О

5 10 15 20 25 30 Пористость, % 0. 1 0.1 1 10 100 1000 10000 100000 Проницаемость, мД

Рисунок 1 - График изменения ФЕС в стационарных опытах по рассолению на керне Вч

Для оценки изменения проницаемости и реологии воды при рассолении породы в динамике в ООО «ТННЦ» было проведено 5 потоковых экспериментов по рассолению: 3 на водонасыщенном керне и 2 - на нефтенасыщенном керне. Для опытов использовалась модифицированная потоковая установка. В каждом эксперименте подбиралась колонка из 5 засолоненных образцов, через которую фильтровалась пресная вода.

Эксперименты на водонасыщенном керне позволили получить верхнюю оценку параметров рассоления. Наибольший интерес представляют эксперименты на нефтенасыщенном керне. В данном случае насыщение образцов нефтью было полным, без остаточной воды, что позволяло корректно оценивать константу скорости растворения по массе соли на выходе из модели пласта. Помимо этого, полное насыщение нефтью позволяло создать условия для фобизации образцов,

что является характерной особенностью пласта Вч.

В основной части эксперимента в колонку нагнеталась пресная вода. Одновременно с этим, с другого торца модели через блок поддержания пластового давления проводился отбор и замер объёма вытесненной нефти, а после прорыва воды - её количества и минерализации.

В результате динамического рассоления пласта-коллектора была отслежена характеристика минерализации воды, количество вымываемой соли во времени в объёмах профильтрованной жидкости, изменение проницаемости (таблица 2). Таблица 2 - Оценка изменения массы соли в породе

Стадия эксперимента Длительность стадии, мин Расход воды, см3/ч Масса отмытой соли,г Масса соли в породе, г Объём добытой нефти, см3 Проницаемость по воде, мД

в начале в конце в начале в конце

1 3201 0.78 8.76 37.00 28.24 2.8 2.5 70.4

2 738 2.34 5.96 28.24 22.28 0.0 70.5 133.6

3 1380 0.78 3.87 22.28 18.41 0.0 70.9 70.7

4 11875 3.90 18.11 18.41 0.30 0.2 358.4 670.0

Для нахождения кинетического коэффициента реакции строилась кинетическая кривая растворения как зависимость степени растворения а от времени (:, где степень растворения определялась отношением массы вынесенной соли к начальной массе соли в образце (рисунок 2).

г 0.8

к

I

Ю

° . 0.6

3 *

5 о 0.4

/ Г

. * О

00=0.013 смЗ/мин (1) 0=0.039 СмЗ/мин (II) 00=0.013 смЗ/мин (III) ♦ 0=0.065 смЗ/мин (IV)

£ -Р

/

10 ООО 15 ООО время, мин

20 000

25 000

Рисунок 2 - Экспериментальные кинетические кривые растворения соли

Кинетическая кривая аппроксимировалась функцией Ерофеева-Колмогорова (2), а кинетический коэффициент реакции Кр определялся из соотношения Саковича (3):

ос® = 1 - е"касП (2)

Кр = пкН (3)

где к - постоянная, п - характеризует порядок реакции.

Результаты аппроксимации фактических данных и значения кинетического коэффициента (таблица 3) показывают, что наибольшая начальная скорость растворения наблюдалась на втором режиме вытеснения, когда скорость фильтрации высока и засолонение породы почти соответствует начальной стадии.

На всех режимах эксперимента порядок реакции п больше 1, что говорит о главенствующей роли процессов, зависящих от скорости фильтрации. Диффузионные процессы, обуславливаемые разностью концентраций растворенной соли в поровом объёме, в данном случае незаметны на всех режимах вытеснения.

Таблица 3 - Значения кинетических характеристик растворения соли

Стадия Порядок Константа Кинетический коэффициент

эксперимента реакции п к реакции, 1/сут

1 1.90 5.36* 10~ш 0.41

2 4.72 1.79*10"18 1.17

3 3.15 7.42*10"" 0.64

4 3.60 5.17* 10"15 0.56

На различных режимах получены близкие значения кинетического коэффициента реакции растворения, за исключением второй стадии эксперимента. Трехкратное увеличение скорости закачки пресной воды на второй стадии привело к увеличению кинетического коэффициента реакции также примерно в три раза.

Для задач моделирования принято среднее по трем стадиям значение коэффициента реакции 0,54 1/сут. Это значение соответствует и первой стадии эксперимента, при которой происходило основное вытеснение нефти, и заключительной стадии форсированной фильтрации воды и отмывания соли.

Начальная проницаемость составной колонки образцов составляет 7,9 мД,

фазовая проницаемость по нефти при 100 % насыщении - 1,35 мД, фазовая проницаемость по воде оценивается на этом же уровне. На основе замеров массы вымываемой соли было рассчитано относительное изменение содержания соли в породе во времени. Рассчитав изменения проницаемости воды в ходе эксперимента, построена эмпирическая зависимость изменения проницаемости от изменения объёма соли в порах (рисунок 3), которая в дальнейшем была использована при гидродинамическом моделировании.

Таким образом, на основе анализа керновых экспериментов были получены параметры рассоления (кинетический коэффициент реакции, кривая роста проницаемости от доли растворившейся соли, зависимость вязкости от минерализации воды), которые могут быть использованы для построения гидродинамической модели рассоления.

л

%

.4*

У *

0.00 0.05 0.10 0.15

объём растворённой соли / начальный объём породы

Рисунок 3 - Эмпирическая зависимость масштаба изменения проницаемости относительно объема изменения соли в породе

В четвертом разделе описано проведение численных экспериментов -построение синтетических и полномасштабной гидродинамических моделей. Проведен анализ вытеснения нефти водой в динамике при рассолении. Определены основные факторы, влияющие на выработку запасов нефти.

Для численных исследований был выбран коммерческий симулятор tNavigator, т.к. в нем реализована схема взаимодействия маломинерализованной воды с пластовой солью с определением скорости растворения по уравнению Богусского - Каяндера.

На первом шаге была построена гидродинамическая модель масштабов керна и численно восстановлены потоковые эксперименты по рассолению. Хорошая согласованность как текущих, так и интегральных расчетных показателей с экспериментальными данными подтвердила корректность математической модели рассоления, заложенной в симулятор, и позволила перейти к исследованиям на модели.

При переходе с модели размера керна на модель объекта Вч необходимо было учесть эффект масштаба. В дополнение к стандартным процедурам масштабирования был также выполнен «апскейлинг» кривой зависимости «множитель проницаемости от доли отмытой соли». Для подбора множителя масштабирования была выполнена серия расчетов на синтетических моделях с различным сеточным шагом.

Для детального исследования процессов вытеснения были проведены расчеты на синтетических моделях с мелкой сеткой. Геометрия синтетических моделей представляла двухмерную область между нагнетательной и добывающей скважинами, длиной 1000 м и высотой 20 м, с сеточным шагом по длине 10 м, и по высоте 1 м. При расчетах задавались различные варианты распределения соли (соответственно начальной пористости и проницаемости) по разрезу: однородное, послойное и «квази-случайное». В последнем варианте среднее значение засолонения по толщине согласовывалось качественно с геолого-статистическим разрезом (ГСР) по объекту Вч, но по длине модели значения в ячейках были распределены случайным образом от минимального значения до значения, соответствующего данным ГСР пласта (рисунок 4).

Рисунок 4 - Разрез по кубу соли. Модель с «квази-случайным» распределением свойств

На Верхнечонском горизонте наиболее засолоненные участки соответствуют верхней части разреза пласта, при этом проницаемость породы обратно пропорциональна степени засолонения.

На основе результатов расчёта синтетических моделей можно выделить три зоны минерализации закачанной воды на пути её фильтрации (рисунок 5):

I - Зона предельного насыщения формируется на фронте вытеснения и сохраняется на всём пути продвижения фронта, что обуславливает отставание «фронта рассоления» от фронта вытеснения нефти. Т.к. растворение солей породы в зоне предельно минерализованной воды практически не происходит.

II - Переходная зона, в которой происходит основное растворение солей. Закачиваемая пресная вода меньшей вязкости, продвигаясь по частично отмытой зоне коллектора, нагоняет поток предельно минерализованной воды. Увеличение минерализации воды в переходной области происходит за счет растворения солей и, частично, за счёт смешивания с водой предельного насыщения.

III - Промытая зона, где порода уже отмыта от отложений соли -растворение не происходит и минерализация воды примерно соответствует минерализации воды закачки.

Ill II I

Рисунок 5 - Разрез по кубу минерализации воды в процессе вытеснения для однородного и «квази-случайного» распределения соли в породе

Образование зоны предельного насыщения (высокоминерализованной оторочки) на фронте вытеснения является благоприятным фактором т.к. здесь не

происходит растворения солей породы, а повышенная вязкость воды приводит к выравниванию фронта вытеснения и увеличению времени до прорыва воды.

За фронтом вытеснения в процессе продвижения воды в первую очередь отмываются наименее засолоненные коллектора, обладающие при этом наибольшей проницаемостью. При растворении соли проницаемость еще более возрастает, что приводит к образованию зон пониженного фильтрационного сопротивления (каналов). Т.к. каналы образуются за фронтом вытеснения, то до прорыва воды это не оказывает негативного влияния на технологические показатели. После прорыва воды к добывающей скважине, агент закачки начинает фильтроваться по уже промытой, наиболее проницаемой зоне. Это может приводить к резкому росту обводненности продукции. На рисунке 6 представлены кубы синтетической модели на момент прорыва воды.

[ Распределение соли в породе_Г

Рисунок 6 - Модель с «квази-случайным» распределением свойств. Кубы свойств в момент прорыва воды

Таким образом, можно выделить два основных фактора, соотношение которых определяет результирующий эффект влияния рассоления на процесс вытеснения нефти водой:

- увеличение минерализации воды закачки с образованием оторочки воды повышенной вязкости на фронте вытеснения. Как следствие, происходит уменьшение отношения подвижности воды и нефти, выравнивание фронта

вытеснения и увеличение времени безводной работы добывающих скважин;

- рассоление коллектора и образование участков пониженного фильтрационного сопротивления, контролируемых неоднородностью геологического засолонения пласта, как следствие - снижение коэффициента охвата вытеснением.

В пятом разделе дана численная оценка влияния рассоления на динамику добычи нефти и КИН. Проведено районирование месторождения по степени влияния рассоления на разработку. Выработан метод совершенствования разработки (метод повышения эффективности выработки запасов нефти в засолоненных коллекторах при заводнении).

Для оценки влияния рассоления в масштабах всего месторождения был выполнен расчет действующего варианта разработки на полное развитие, который предусматривает формирование семиточечной обращенной системы разработки с применением горизонтальных скважин. Расчет выполнялся на гидродинамической модели в 2-х вариантах - с опцией рассоления и без. При этом в обоих случаях для моделирования закачки использовалась пресная вода.

»пленная добыча нефти, тыс.т.

н

1-8-

X га т

ю о С*

га со О ч

го X

20 08 20 11 20 "нак -год- 14 20 доб. Я. ДО 17 20 без б., ра 20 20 ассо ссоле 23 20 пения ние 26 2029 2032 2035 2038 2041 2044 2047 2050 нак. доб., рассоление 1 год-я. доб.,без рассоления

Рисунок 7 - Прогноз добычи нефти для месторождения по модели с рассолением и по стандартной модели

В результате расчетов было получено, что накопленная добыча нефти по месторождению по модели с рассолением на 3,6 % меньше, чем по стандартной модели. Отличается также динамика технологических показателей (рисунок 7).

Стоит отметить, что в начальный период добыча нефти по модели с рассолением выше, однако, в конечном счете, происходит потеря накопленной добычи. Таким образом, при использовании стандартных подходов к моделированию разработки засолоненных коллекторов можно ошибаться в прогнозах технологических показателей и величине КИН.

В целом уменьшение добычи по месторождению из-за эффектов рассоления нельзя назвать значительным. Однако, при детальном анализе по зонам уже наблюдаются существенные отклонения технологических показателей и КИН по двум моделям. На рисунке 8 представлена карта засолонения пласта Вч с нанесенными кустами скважин.

О «ПРИРОСТ» добычи нефти при рассолении >3% О Добыча нефти в модели с рассолением изменилась несущественно О «ПОТЕРЯ» добычи нефти при рассолении <-3%

Рисунок 8 - Ранжирование кустов на карте засолонения (отношения толщины засолоненных интервалов к общей толщине пласта)

Выделяются 3 группы кустов - это кусты, в которых происходит снижение накопленной добычи нефти вследствие рассоления от 3 % до 22 %, кусты, где рассоление не оказывает существенного влияния и кусты, где наблюдается прирост по добыче от 3 % до 10 %. Стоит отметить, что кусты со слабым эффектом от рассоления расположены в зонах, практически свободных от соли.

По кустам же, расположенным в засолоненных областях, может наблюдаться как положительный, так и отрицательный эффект, который уже зависит от конкретных геологических условий, степени неоднородности засолонения и проницаемости по площади и разрезу.

Для оценки влияния рассоления на динамику технологических показателей в качестве примера приведены графики по добыче нефти и обводненности для одной из добывающих скважин (рисунок 9). В результате расчетов было получено, что накопленная добыча при расчетах на модели с рассолением существенно ниже аналогичной оценки по стандартной модели. Однако, если анализировать текущие показатели, то в первые годы наблюдается прирост добычи по модели рассоления.

Рисунок 9 - Показатели разработки для скважины по стандартной модели и модели с рассолением

На динамику добычи нефти, в первую очередь, оказывает влияние динамика обводнения продукции. В случае учета опции рассоления в модели наблюдается более поздний прорыв воды к скважине (фактор увеличения минерализации воды закачки), но при этом происходит более резкий рост обводненности после прорыва (фактор увеличения проницаемости). Вода начинает фильтроваться по промытым высокопроницаемым каналам, что приводит к снижению коэффициента охвата и потерям в конечной нефтеотдаче. Анализ промысловых данных показывает, что вода приходит позже, чем изначально прогнозировалось по стандартной модели, также подтверждается и резкая динамика обводнения после прорыва.

Анализ динамики технологических показателей подтверждает выводы,

полученные на синтетических моделях о выявлении двух факторов, влияющих на разработку: увеличения вязкости воды закачки и увеличения проницаемости среды. Соотношение этих двух факторов и определяет конечный эффект по уменьшению или приросту КИН для скважин и кустов, расположенных в различных зонах месторождения.

При оптимизации разработки необходимо отталкиваться от следующих предпосылок: источник воды для системы ППД на месторождении - пресная вода; подтоварная вода имеет повышенную минерализацию, однако её недостаточно для компенсации всех отборов; рассоление оказывает разнонаправленный эффект на накопленную величину добычи, однако в начальный момент времени в большинстве случаев наблюдается прирост текущей добычи.

На основе данных предпосылок был выработан следующий метод повышения эффективности выработки запасов нефти в засолоненных коллекторах при заводнении:

1. Проведение численной оценки влияния закачки пресной воды на КИН по сравнению с закачкой высокоминерализованной воды для различных участков месторождения;

2. Для участков с положительным или незначительным влиянием рассоления на КИН рекомендуется продолжать закачку пресной или низкоминерализованной воды;

3. Для участков с отрицательным влиянием рассоления на КИН проводится серия гидродинамических расчетов на модели с учетом эффектов рассоления. В расчетных вариантах варьируется время перевода закачки на высокоминрализованную воду, а также минерализация воды закачки;

4. На основе технико-экономического анализа выбирается вариант перевода закачки на высокоминерализованную воду.

Не рекомендуется переходить на высокоминерализованную воду в нагнетательных скважинах с начала закачки, т.к. это приведет к снижению приемистости скважин вследствие повышенной вязкости агента закачки. Начальный же период нагнетания пресной воды позволит увеличить проницаемость в околоскважинной зоне, тем самым это подготовит поровую

среду к дальнейшей смене режима закачки.

Мероприятия по смене минерализации закачиваемой воды в нагнетательные скважины были просчитаны для всех кустов с потерями по добыче от рассоления. Выбран куст с одним из наибольших эффектов от реализации метода повышения эффективности выработки запасов нефти (рисунок 10). В данном случае переход на закачку высокоминерализованной воды (200 г/л) позволит не только снизить негативный эффект от рассоления, но и увеличить добычу по сравнению с вариантом расчета по стандартной модели. Суммарный эффект по кусту может составить более 200 тыс. т. дополнительной добычи нефти. Данный куст рекомендуется в качестве участка ОПР по закачке высокоминерализованной воды.

Рисунок 10 - Сопоставление показателей разработки по кусту, рекомендованному к ОПР

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Разработана методика исследования выработки запасов нефти в засолоненных коллекторах при заводнении, которая включает в себя проведение потоковых экспериментов по рассолению на керне, аналитическую обработку экспериментов с получением входных данных для моделирования, исследования на детальных синтетических моделях с описанием процессов выработки запасов нефти в засолоненных коллекторах в динамике, численные исследования на полномасштабной модели с получением оценок изменения КИН и технологических показателей разработки в результате рассоления.

2. Описаны процессы рассоления в динамике. Выявлены основные факторы,

— без рассоления

— рассоление пресной водой

— рассоление солёной водой, 200 гр/л

-1-1-1-(-(-1-Ц

2008 2012 2016 2020 2024 2028 2032 2036 2040 2044 2048

год разработки

влияющие на выработку запасов нефти. Установлено, что:

- процессы рассоления оказывают влияние на изменение реологии агента закачки (пресной воды), увеличивается минерализация и вязкость воды. На фронте вытеснения формируется зона предельной минерализации воды, что улучшает характеристику вытеснения: увеличивается время безводной работы скважин, увеличивается добыча за безводный период;

- процессы рассоления меняют структуру порового пространства, увеличивая пористость и проницаемость породы. За фронтом вытеснения образуются высокопроницаемые промытые каналы, в результате ускоряются темпы обводнения, снижается коэффициент охвата после прорыва воды и конечный КИН.

3.Дана оценка влияния процессов рассоления на величину извлечения нефти для Верхнечонского месторождения. Интегральная оценка потерь КИН из-за растворения солей в поровом пространстве составляет -3.6 %.

4. Установлено, что влияние рассоления на нефтеотдачу зависит от степени и неоднородности засолонения и проницаемости по площади и разрезу разрабатываемой зоны месторождения. Предложен метод повышения эффективности выработки запасов нефти в засолоненных коллекторах при заводнении, который заключается в организации адресной закачки высокоминерализованной воды в нагнетательные скважины после начального периода закачки воды низкой минерализации. Предложен ОПР по закачке высокоминерализованной воды на Верхнечонском месторожении. Накопленный эффект от реализации мероприятия может составить более 0,2 млн. т. нефти.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

В изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Гринченко В.А. Численные исследования процессов рассоления при заводнении пресной водой засолоненных коллекторов / В.А. Гринченко, И.А. Виноградов, A.C. Тимчук, Я.И. Гордеев // Нефтяное Хозяйство. - 2013. - № 8. - С. 85-89.

2. Гринченко В.А. Оценка влияния на разработку эффектов растворения соли в

коллекторе при заводнении пресной водой // Вестник Роснефти. - 2013. - № 2. - С. 36-40.

3. Гринченко В.А. Лабораторные исследования процесса рассоления при заводнении засолоненных терригенных коллекторов Верхнечонского месторождения / В.А. Гринченко, И.А. Виноградов, A.A. Загоровский // Нефтяное Хозяйство. - 2013. - № 4. - С. 100-103.

4. Виноградов И.А. Исследование процесса рассоления при разработке засолоненных терригенных коллекторов Верхнечонского месторождения / И.А. Виноградов, A.A. Загоровский, В.А. Гринченко, Я.И. Гордеев // Нефтяное Хозяйство. - 2013. - № 1. - С. 74-77.

5. Романов Д.В. Выделение перспективных зон на Тагульском месторождении комплексом сейсмических и геологических методов / Д.В. Романов, В.А. Гринченко, О.М. Гречнева, Е.В. Косоурова // Нефтяное Хозяйство. - 2010. -№ 11.-С. 16-19.

6. Романов Д.В. Современные методики детального изучения геологического строения Сузунского месторождения / Д.В. Романов, В.А. Гринченко,

A.A. Натеганов, Г.Л. Розбаева // Нефтяное Хозяйство. - 2010. - № 11. - С. 20-23.

В других изданиях

7. Гордеев Я.И. Особенности проектирования разработки месторождений Восточной Сибири (на примере Верхнечонского месторождения) / Я.И. Гордеев,

B.А. Гринченко, А.Н. Лазеев, A.B. Мирошниченко // Состояние и дальнейшее развитие основных принципов разработки [Сборник избранных статей, посвященный 50-летию деятельности ЦКР по УВС]. - М.: НИИЦ «Недра-XXI». -2013.-С.257-269.

8. Grinchenko V.A. Development History Case of a Major Oil-Gas-Condensate Field in a New Province / V.A. Grinchenko, D.A. Anuryev, A.V. Miroshnichenko, Y.I. Gordeev, A.N. Lazeev // SPE Paper 166887-MS. -2013. -17 c.

Соискатель

В.А. Гринченко

Тираж 100 экз. Заказ № 443.

Отпечатано в ООО «Вектор Бук».

625004, г. Тюмень, ул. Володарского, 45. Тел. (3452) 46-54-04, 46-90-03.

Текст научной работыДиссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Гринченко, Василий Александрович, Тюмень

Общество с ограниченной ответственностью «Тюменский нефтяной научный центр» (ООО «ТННЦ»)

укописи

04201455631

ГРИНЧЕНКО ВАСИЛИЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВЫРАБОТКИ ЗАПАСОВ НЕФТИ В ЗАСОЛОНЕННЫХ КОЛЛЕКТОРАХ

Специальность 25.00.17 - разработка и эксплуатация нефтяных

и газовых месторождений

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель

кандидат технических наук Тимчук А.С.

Тюмень - 2013

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ............................................................................................................4

1. МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИЗУЧЕНИЯ ПРОЦЕССОВ РАССОЛЕНИЯ..........................................................................................................12

1.1. Проблемы экспериментального изучения засолоненных коллекторов............................................................................................................12

1.2. Проблемы разработки засолоненных коллекторов. Обзор мирового опыта ...............................................................................................................16

1.3. Физико-математические методы исследования процессов взаимодействия воды с отложениями соли........................................................34

2. МЕТОДИКА ИЗУЧЕНИЯ ВЫРАБОТКИ ЗАПАСОВ НЕФТИ В ЗАСОЛОНЕННЫХ КОЛЛЕКТОРАХ ПРИ ЗАВОДНЕНИИ...............................40

3. ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ РАССОЛЕНИЯ 46

3.1. Статичные замеры...............................................................................46

3.2. Потоковые эксперименты на водонасыщенном керне....................47

3.3. Потоковые эксперименты по вытеснению нефти пресной водой на керне ...............................................................................................................53

3.4. Анализ результатов эксперимента....................................................59

ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ 3............................................................................70

4. ЧИСЛЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ РАССОЛЕНИЯ........73

4.1. Воспроизведение экспериментов в фильтрационной модели........73

4.2. Масштабирование результатов эксперимента.................................79

4.3. Численные исследования на синтетических моделях.....................83

4.1. Построение полномасштабной модели.............................................98

ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ 4..........................................................................102

5. ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ РАССОЛЕНИЯ НА РАЗРАБОТКУ....................104

5.1. Оценка влияния процессов рассоления на КИН............................104

5.2. Учет факторов рассоления при совершенствовании разработки. 111

5.3. Метод совершенствования разработки засолоненных коллекторов при заводнении....................................................................................................115

5.4. Анализ неопределенностей..............................................................116

ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ 5..........................................................................118

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ............................................119

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.......................................119

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования

В настоящий момент формируется новый центр нефтедобычи в Восточной Сибири. Уже введены в эксплуатацию Верхнечонское, Талаканское, Ярактинское и другие месторождения, ряд месторождений находится на стадии подготовки к разработке, в регионе активно ведется поиск и разведка. Отличительной особенностью коллекторов месторождений данной провинции является отложение солей на поверхности породы в результате вторичных процессов формирования залежей углеводородов. Основным солевым минералом является галит (ТЧаС1), который заполняет поровое пространство как частично (занимая доли порового объема), так и полностью, делая породу непроницаемой.

Разработка нефтяных объектов ведется с закачкой воды для поддержания пластового давления. Закачиваемая вода имеет минерализацию значительно ниже минерализации насыщения раствора солями, в ряде случаев закачивается пресная вода. На добывающих же скважинах прорывная вода закачки имеет предельную минерализацию. Таким образом, в пласте происходит растворение солей (рассоление). Стационарные опыты на керне по отмыву солей показывают значительное изменение структуры порового пространства. Вследствие рассоления пористость может возрастать кратно, проницаемость -на порядки, что может влиять на выработку запасов.

Ярким примером месторождений с засолоненным коллектором является Верхнечонское нефтегазовое месторождение, которое на сегодняшний день является крупнейшим по запасам углеводородов разрабатываемым месторождением на Сибирской платформе.

Основным объектом разработки является горизонт Вч, обладающий целым рядом особенностей, которые осложняют его эксплуатацию. В их числе можно выделить: низкую пластовую температуру (12°С), близкую к температуре выпадения парафинов; наличие газовой шапки и пластовое

давление на уровне давления насыщения нефти газом; геологическое строение, осложнённое множеством региональных разломов, делящих объект на блоки; ограниченность ресурсов воды для организации системы ППД и, конечно же, засолонение коллектора.

С 2009 г. на месторождении организована система ППД. Закачка осуществляется пресной водой (минерализация менее 1 г/л) Верхоленской свиты. В то же время минерализация добываемой прорывной воды на порядки отличается от закачиваемой пресной воды и может возрастать до 380 г/л, что говорит об активном отмывании соли в коллекторе (рассолении).

Результаты экспериментов на керне показывают существенное изменение структуры порового пространства при растворении соли - пористость и проницаемость образцов увеличиваются в десятки и сотни раз.

Таким образом, возникает вопрос о масштабах влияния рассоления коллектора в процессе вытеснения нефти водой на динамику технологических показателей и коэффициент извлечения нефти (КИН).

Российскими учеными Веригиным H.H., Голубевым B.C., Кричевец Т.Н., Гарибянц A.A., Арье А.Г., Храмченковым М.Г. описан физико-математический аппарат механизма взаимодействия солёной породы и воды. Однако влияние рассоления на разработку месторождений нефти не исследовалось.

Таким образом, возникает актуальная проблема корректной оценки влияния процессов рассоления на динамику добычи нефти и на коэффициент извлечения нефти, а также актуальная задача повышения эффективности выработки запасов нефти в засолоненных коллекторах.

Обозначенные проблемы актуальны не только для Верхнечонского месторождения, являвшегося основным объектом исследования, но и для целого ряда нефтегазовых месторождений Восточной Сибири, где в настоящее время формируется новый центр нефтедобычи. Кроме того, засолонение коллектора является характерным для таких нефтеносных провинций как

Припятский прогиб в Белоруссии, провинция Цзянхань в Китае, бассейн Мичиган в США, месторождения Йемена, Триасовая провинция в Алжире.

Цель работы

Оценить влияние процессов рассоления на технологические показатели и коэффициент извлечения нефти (КИН), при заводнении засолоненных терригенных отложений Верхнечонского месторождения, а также предложить мероприятия по повышению эффективности выработки запасов нефти в засолоненных коллекторах при заводнении.

Основные задачи исследований

1. Анализ существующих методов исследования засолоненных коллекторов;

2. Создание методики исследования выработки запасов нефти в засолоненных коллекторах при заводнении;

3. Определение характеристик рассоления на основе керновых экспериментов;

4. Исследование эффектов рассоления на синтетических гидродинамических моделях. Выявление основных факторов, влияющие на разработку при рассолении;

5. Исследование эффектов рассоления на полномасштабной гидродинамической модели Верхнечонского месторождения. Оценка влияния рассоления на динамику технологических показателей и коэффициент извлечения нефти;

6. Разработка метода совершенствования разработки засолоненных коллекторов повышающего эффективность выработки запасов нефти на основе гидродинамической модели с учетом рассоления.

Объект и предмет исследования

Объектом исследования являются терригенные пласты Вч Верхнечонского газонефтяного месторождения, а предметом - геолого-физические процессы, происходящие в поровом пространстве засолоненного

коллектора при прокачке пресной воды.

Методологическая основа исследования

Методами исследования являлись: анализ геологических, геофизических и промысловых данных, постановка, проведение и анализ экспериментальных данных, геолого-гидродинамическое моделирование.

Теоретической основой являлись труды Веригина H.H., Шержукова Б.С., Голубева B.C., Муляка В.В и многих других российских и зарубежных исследователей.

Информационной базой исследования послужили геологические, геофизические, экспериментальные и промысловые данные ОАО «В ерхнечонскнефтегаз».

Научная новизна выполненной работы

1. Разработана методика исследования выработки запасов нефти в засолоненных коллекторах при заводнении, которая включает в себя проведение специальных керновых экспериментов по рассолению, аналитическую обработку керновых экспериментов по рассолению с получением входных данных для моделирования (константу скорости реакции, зависимость изменения проницаемости от доли отмытой соли), исследования на детальных синтетических моделях с описанием процессов выработки засолоненных коллекторов в динамике, численные исследования на полномасштабной модели с получением оценок изменения КИН и технологических показателей разработки в результате рассоления;

2. В результате исследований установлено, что при закачке низкоминерализованной воды в засолоненный терригенный коллектор вследствие процессов рассоления:

- на фронте вытеснения образуется высокоминерализованная оторочка воды, что приводит к выравниванию фронта вытеснения, увеличению времени безводной работы добывающих скважин, увеличению добычи нефти за безводный период;

за фронтом вытеснения образуются зоны пониженного фильтрационного сопротивления (высокопроницаемые каналы), что приводит к снижению коэффициента охвата вытеснением после прорыва воды к добывающим скважинам и, как следствие, к увеличению темпов обводнения и снижению конечного коэффициента извлечения нефти;

3. Предложен метод совершенствования разработки, включающий в себя адресную закачку высокоминерализованной воды в нагнетательные скважины после начального периода закачки низкоминерализованной воды, с целью минимизации фактора образования высокопроницаемых каналов в пласте и повышения коэффициента охвата вытеснением.

Практическая ценность и реализация

Впервые разработана методика исследования выработки запасов нефти в засолоненных коллекторах при заводнении.

Создана адекватная реальным условиям геолого-техническая модель Верхнечонского месторождения с учетом процессов рассоления, которая позволяет корректно прогнозировать технологические показатели разработки месторождения и КИН. С использованием геолого-технической модели проведена оценка потерь КИН из-за процессов рассоления для Верхнечонского месторождения (-3,6 %).

Реализация метода повышения эффективности выработки запасов нефти в засол оненных коллекторах при заводнении в качестве опытно-промышленных работ (ОПР) на Верхнечонском месторождении позволит дополнительно добыть более 0,2 млн. т. нефти.

Установленные закономерности процессов рассоления позволят корректно оценить динамику добычи нефти и величину КИН при заводнении, а также разработать мероприятия по повышению эффективности выработки запасов нефти для целого ряда месторождений Восточной Сибири и мировых нефтяных провинций с засолоненным коллектором.

Разработанные в диссертации положения были рассмотрены и приняты к внедрению в ОАО «Верхнечонскнефтегаз» и ООО «Тюменский нефтяной научный центр».

Основные защищаемые положения

1. Методика исследования выработки запасов нефти в засолоненных коллекторах при заводнении;

2. Степень и характер влияния процессов рассоления в терригенных коллекторах при заводнении на технологические показатели и КИН;

3. Метод совершенствования разработки засолоненных коллекторов при заводнении.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности

Тема диссертации соответствует заявленной специальности, а именно пункту 2 «Геолого-физические и физико-химические процессы, протекающие в пластовых резервуарах и окружающей геологической среде при извлечении из недр нефти и газа известными и создаваемыми вновь технологиями и техническими средствами для создания научных основ эффективных систем разработки месторождений углеводородов и функционирования подземных хранилищ газа».

Апробация результатов работы

Результаты диссертационной работы и ее основные положения докладывались и обсуждались на: III Международной конференции «Нефть и газ Восточной Сибири» (Москва, 2012 г.); технической конференции «Новые технологии при разработке и эксплуатации месторождений. От теории к практике.» (Тюмень, 2013 г.); VI научно-практической конференции «Математическое моделирование и компьютерные технологии в процессах разработки и обустройства месторождений» (Уфа, 2013 г.); Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Новые технологии - нефтегазовому региону» (Тюмень, 2013 г.); Международной конференции и выставке БРЕ по разработке месторождений в

осложненных условиях и Арктике (Москва, 2013 г.); расширенных технических совещаниях ОАО «Верхнечонскнефтегаз» (Тюмень, Иркутск 2011-2013 гг.); научно-технических советах ООО «Тюменский нефтяной научный центр» (Тюмень, 2011-2013 гг.); заседании ЦКР Роснедра (Москва, 2011 г.); экспертно-технических советах ФБУ «ГКЗ» (Москва, 2012-2013 гг.) и семинарах кафедры «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений» ТюмГНГУ (Тюмень, 2013 г.).

Публикации

Основные результаты работы опубликованы в 8 печатных работах, в том числе в 6 изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Объем и структура работы

Диссертационная работа изложена на 134 страницах машинописного текста, содержит 14 таблиц, 49 рисунков. Состоит из введения, пяти разделов, основных выводов и рекомендаций, списка использованных источников из 102 наименований.

Во введении обоснована актуальность работы, сформулирована цель и определены основные задачи исследований, охарактеризована научная новизна и практическая значимость диссертационной работы, представлены основные защищаемые положения.

В первом разделе приведен анализ методов исследования засолоненных коллекторов. Рассмотрены физико-математические методы численного описания и гидродинамического моделирования процессов рассоления; применяемые технологии разработки нефтяных месторождений с засолоненными коллекторами.

Во втором разделе описана предложенная методика исследования выработки запасов нефти в засолоненных коллекторах при заводнении. Приведены ее особенности по сравнению с существующими подходами к прогнозу параметров выработки запасов и конечного КИН.

и

В третьем разделе описаны стационарные и потоковые лабораторные эксперименты на керне по изучению рассоления. Проведен анализ экспериментов с получением параметров рассоления и входных данных для построения гидродинамической модели.

В четвертом разделе описано проведение численных экспериментов -построение синтетических и полномасштабной гидродинамических моделей. Проведен анализ вытеснения нефти водой в динамике при рассолении. Определены основные факторы, влияющие на выработку запасов нефти.

В пятом разделе дана численная оценка влияния рассоления на динамику добычи нефти и КИН. Проведено районирование месторождения по степени влияния рассоления на разработку. Выработан метод совершенствования разработки (метод повышения эффективности выработки запасов нефти в засолоненных коллекторах при заводнении).

Благодарности

Автор выражает благодарность своему научному руководителю, заместителю генерального директора по науке ООО «ТННЦ» канд. техн. наук Тимчуку A.C. за научную поддержку при написании работы, главному геологу ОАО «Верхнечонскнефтегаз» Гордееву Я.И. за поддержку в проведении исследования. Автор также глубоко признателен главному специалисту ООО «ТННЦ» канд. физ.-мат. наук Виноградову И.А. за помощь при решении задач исследования, критичные замечания и участие в обсуждениях полученных результатов, заведующему лабораторией специальных потоковых исследований ООО «ТННЦ» Загоровскому A.A. за проведение специальных керновых экспериментов.

1. МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИЗУЧЕНИЯ ПРОЦЕССОВ РАССОЛЕНИЯ

1.1. Проблемы экспериментального изучения засолоненных коллекторов

Многими исследователями было отмечено, что залежи подсолевых комплексов характеризуются сложным строением резервуаров и невыдержанностью емкостных свойств коллекторов как за счет изменения литологии пород, так и за счет локального засолонения их порового пространства. Причины и механизм возникновения этих природных явлений и сегодня остаются малоизученными, хотя именно они в конечном итоге определяют фильт