Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Анализ влияния геологофизических факторов на эффективность обработки продуктивных скважин методом электровоздействия

ВАК РФ 25.00.17, Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Батырбаев, Махамбет Демешевич

ВВЕДЕНИЕ.

1. ГИДРОДИНАМИЧЕСКИ ОСНОВЫ ЦЗМ JCH EI IИЯ ФИЛЬТРАЦИОННЫХ ПОТОКОВ ПРИ НАЛОЖЕНИИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ НА НАСЫЩЕННУЮ ПОРИСТУЮ СРЕДУ.

1.1. ТЕХНОЛОГИЯ ЭЛЕКТРОВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПРОДУКТИВНЫЙ ПЛАСТ.

1.2. ФИЗИЧЕСКАЯ СУЩНОСТЬ МЕТОДА ЭВ.

1.3. ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ЭФФЕКТА ЭЛЕКТРОВОЗДЕЙСТВИЯ.

2. ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ ПО ИЗУЧЕНИЮ ЭЛЕКТРОВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПРОДУКТИВНЫЕ СКВАЖИНЫ МЕСТОРОЖДЕНИЙ АТЫРАУССКОЙ ОБЛАСТИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН.

2.1. РЕЗУЛЬТАТЫ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ЭЛЕКТРОВОЗДЕЙСТВИЯ С ЦЕЛЬЮ УВЕЛИЧЕНИЯ НЕФТЕОТДАЧИ ПЛАСТОВ НА МЕСТОРОЖДЕНИЯХ «КАЗАХОЙЛЭМБА».

2.2. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ.

2.3. РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТ ПО ЭЛЕКТРОВОЗДЕЙСТВИЮ НА МЕСТОРОЖДЕНИИ, НАХОДЯЩЕМСЯ В ОЧЕНЬ ПОЗДНЕЙ СТАДИИ РАЗРАБОТКИ.

3. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ И РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОГО МЕТОДА ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭЛЕКТРООБРАБОТКИ СКВАЖИН

3.1. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ГЕОЛОГО-ФИЗИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА РЕЗУЛЬТАТЫ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ЭЛЕКТРООБРАБОТКИ НЕФТЯНЫХ СКВАЖИН.

3.2. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МНОГОФАКТОРНОГО АНАЛИЗА ДЛЯ ОЦЕНКИ ВЛИЯНИЯ ГЕО ЛОГО-ФИЗИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА РЕЗУЛЬТАТЫ ЭЛЕКТРОВОЗДЕЙСТВИЯ.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Анализ влияния геологофизических факторов на эффективность обработки продуктивных скважин методом электровоздействия"

Общая характеристика работы.

Как известно, геолого-физические факторы оказывают существенное влияние на результаты применения любой технологии воздействия на продуктивный пласт с целью интенсификации нефтедобычи. Поэтому необходимо иметь методику, позволяющую прогнозировать результаты применения технологии с учетом этих факторов. Поскольку количество таких факторов (глубина скважины, тип горной породы, пористость, проницаемость и т.д.) весьма велико, анализ результатов воздействия на продуктивный пласт весьма сложен. В то же время понимание роли каждого из таких факторов весьма необходимо для прогноза результата воздействия на продуктивный пласт [10, 11].

Основная идея предлагаемого подхода заключается в том, что, вводя весовые коэффициенты вклада каждого из факторов в конечные результаты воздействия, например, изменения обводненности скважин или дебитов по нефти после воздействия, можно найти эти коэффициенты и оценить таким образом степень влияния каждого фактора, решив систему уравнений связывающую изменение обводненности с параметрами, характеризующими скважину [12].

Система уравнений имеет решение в случае, когда количество подвергшихся обработке скважин равно или превышает количество геолого-физических факторов, влияющих на результаты обработки. В случае, когда это условие выполняется, под решением понимается наилучшее приближенное решение матричного уравнения по методу наименьших квадратов.

Используя найденные коэффициенты вкладов факторов в результаты воздействия, можно прогнозировать изменения обводненности и дебитов по нефти для скважин на месторождениях, для которых были найдены эти коэффициенты. Создав базу данных таких коэффициентов для большего количества месторождений, можно прогнозировать результаты воздействия для более широкого спектра условий применения технологии электровоздействия [13].

В данной работе приводится описание технологии электровоздействия, результаты ее применения на восьми месторождениях Атырауской области Республики Казахстан, описание методики прогноза результатов применения технологии ЭВ с учетом геолого-физических факторов и анализ результатов ее применения, а также анализ геологических факторов этих месторождений.

Актуальность темы. От понимания степени влияния каждого из возможных факторов на результаты применения электровоздействия существеннейшим образом зависит эффективность применения этой технологии. В данной работе предлагается методика, позволяющая учитывать влияние различных геолого-физических факторов (до пятидесяти и более) на результаты применения технологии электровоздействия на продуктивный пласт.

Цель работы - Создание методики, позволяющей прогнозировать результаты применения технологии электровоздействия на продуктивный пласт с учетом влияния различных геолого-физических факторов и апробация её эффективности на базе представительной серии опытно-промышленных экспериментов.

Основные задачи исследований.

1. Проведение серии опытно-промышленных экспериментов по электрообработке скважин в различных условиях.

2. Анализ полученных результатов с целью селекции основных факторов, определяющих эффективность электрообработки.

3. Построение регрессионного уравнения, включающего основные параметры процесса электрообработки и разработка алгоритма его решения.

4. Создание представительной базы данных о результативности электрообработки скважин в различных геолого-промысловых условиях.

5. Проведение математической обработки полученной базы данных и сравнение расчетных данных с результатами опытно-промышленных экспериментов.

Методы решения поставленных задач. Использовались методы математического и компьютерного моделирования. Часть задач решена экспериментально в промысловых условиях.

Научная новизна. Поставлены и реализованы широкомасштабные опытно-промышленные испытания технологии электровоздействия для геолого-промысловых условий группы месторождений Атыраусского района Республики Казахстан: Кисимбай, Ботахан, Ю.-В. Камышитовое, Ю.-З. Камышитовое, Ц.-В. Прорва, Забурунье, Жанаталап, Гран, Актюбе, Досмухамбетовское.

Используя результаты многофакторного анализа, разработана методика, позволяющая прогнозировать результаты применения технологий вторичного нефтеизвлечения с учетом различных геолого-физических факторов.

Практическая ценность. В подавляющем большинстве случаев выбор скважин для проведения работ по интенсификации нефтеизвлечения субъективен и основан скорее на интуиции разработчика, нежели на научном подходе. Разработанный 6 способ многофакторного анализа позволил проводить такой отбор более объективно, а, следовательно, обоснованно и эффективно. Кроме того, он может быть использован и для прогноза результатов применения других технологий интенсификации нефтегазодобычи [16,26, 44].

Апробация работы. Основные научные результаты исследований по теме диссертации докладывались на втором Российско-Китайском семинаре по нефтяной геофизике (Москва, 2000 г.) [11], на семинаре кафедры нефтегазовой и подземной гидромеханики РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, на научном семинаре ВНИИНефть им. акад. А.П. Крылова.

По результатам исследований опубликованы три научные статьи [10, 12, 13].

Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и рекомендаций, списка использованных источников и 3-х приложений. Текст диссертации (без приложений) изложен на 97 стр. машинописного текста и содержит 32 рисунка, 17 таблиц. Список использованных источников содержит 46 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений", Батырбаев, Махамбет Демешевич

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Проведены экспериментальные работы по ЭВ на добывающие скважины, а также анализ результатов промышленного применения ЭВ на месторождениях ОАО «КАЗАХОЙЛЭМБА», которые показали следующее:

Технология ЭВ может быть использована для:

- очистки и разглинизации призабойной части добывающих скважин;

- снижения обводненности добывающих скважин;

- повышения нефтеоотдачи пласта;

- реанимации скважин на месторождениях, находящихся в очень поздней стадии разработки.

2. Проведен анализ влияния геолого-физических факторов на результаты применения ЭВ методом многофакторного анализа. При анализе исследовалось влияние следующих факторов:

- проницаемости коллектора,

- отношения вязкости нефти к вязкости воды,

- дебита скважины по жидкости,

- обводненности скважины,

- обводненности скважины после ввода ее в эксплуатацию,

- глубины залегания продуктивного пласта,

- нефтенасыщенности,

- нефтеотдачи.

Кроме того, исследовалась зависимость результатов ЭВ от мощности продуктивного пласта, которая показала, что влияние этого фактора незначительно, и его можно не учитывать при анализе.

Проведенное исследование показало:

1) результат применения ЭВ зависит от большого количества геолого-физических факторов,

2) для получения устойчивых результатов по определению весовых коэффициентов, характеризующих степень влияния того или иного геолого -физического фактора, необходимо иметь в распоряжении данные о количестве скважин, в четыре раза превышающем количество выбранных параметров.

3) Найдены весовые коэффициенты, характеризующие степень влияния геолого-физических факторов на результаты применения ЭВ, которые дают возможность прогнозировать изменение дебита по нефти или обводненности после проведения ЭВ.

4) Получены следующие качественные зависимости:

- при фиксированных режимах электровоздействия на продуктивные пласты с большим коэффициентом проницаемости относительное увеличение дебита по нефти снижается - весовой коэффициент отрицательный (-0.01);

- аналогичная зависимость наблюдается и для фактора, характеризующего зависимость эффекта от глубины пласта - с увеличением глубины залегания пласта эффект от электровоздействия снижается. В то же время небольшая величина этого коэффициента (-0.0028) говорит о том, что в данном случае влияние этого фактора на результаты применения технологии ЭВ невелико. Чем выше вязкость нефти, тем ниже результат ЭВ - соответствующий весовой коэффициент отрицательный, но не большой (-0.0006) Отрицательным также является и весовой коэффициент для нефтенасыщенности (-0.0012), остальные весовые коэффициенты положительные.

- основными факторами, которые следует в первую очередь учитывать при применении электровоздействия, является текущий дебит скважины, а также обводненность (текущая и при вводе в эксплуатацию) и проницаемость.

5) Создана база данных, которая содержит как геологическую информацию по месторождениям, так и данные по конкретным скважинам, подвергнутым электрообработке. Необходимо отметить, что информация по скважинам не всегда является полной - наборы геолого-физических факторов для разных скважин не всегда совпадают.

Предлагаемый метод многофакторного анализа влияния геолого-физических факторов на результаты применения ЭВ, а также создание базы данных по результатам ЭВ на скважины, дают возможность прогнозировать результаты ЭВ, гарантируя положительный результат с вероятностью существенно превышающей ту, что имеет место при обычном субъективном (человеческий фактор) отборе скважин для ЭВ.

Это связано с тем, что, как показало проведенное рассмотрение, результат ЭВ зависит от значительного числа факторов, и человек, будучи физически не в состоянии проводить такого рода анализ, может полагаться только на интуицию. Следует заметить, что данная методика дает возможность не только качественно, но и количественно прогнозировать результаты ЭВ. Но для повышения точности количественного прогноза необходимо дальнейшее ее развитие. В первую очередь это зависит от объема и качества информации как о геолого-физических параметрах, так и о результатах ЭВ.

94

Защищаемые научные положения диссертации:

1. Используя результаты многофакторного анализа, разработана методика, позволяющая прогнозировать результаты применения технологий доизвлечения и интенсификации нефтедобычи по геолого-физическим и технологическим характеристикам разрабатываемого пласта.

2. Определена степень влияния некоторых геолого-физических и технологических параметров на эффективность метода электровоздействия.

3. Эмпирически установлено минимальное количество скважин, необходимое в качестве информационной базы предлагаемой методики многофакторного анализа.

4. Проведено сравнение расчетных прогнозов, полученных по разработанной методике, с результатами промышленных экспериментов по применению технологии электрообработки ПЗС на ряде месторождений Казахстана и показано хорошее согласие между ними, что позволяет рекомендовать данную методику к широкому внедрению на предприятиях отрасли.

5. Показано, что технологический эффект от внедрения метода электровоздействия на ПЗС с учетом разработанной методики отбора скважин составил по ОАО "Казахойл-Эмба" в среднем 465 тонн за квартал в расчете на одну скважину. Эффективность применения технологии электровоздействия благодаря используемой методике возросла в среднем на 20 %.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Батырбаев, Махамбет Демешевич, Москва

1. Selyakov V. I., Kadet V.V. Percolation Models for Transport in Porous Media. // Kluver Academic Publishers, 1996, p. 241.

2. Абдуллин Ф.С. Повышение производительности скважин. М.: Недра, 1973, -262 с.

3. Абдульманов И.Г., Глушко С.П., Кадет В.В., Селяков В.И. Электропорометрический метод восстановления функции распределения капилляров по радиусам. // ПМТФ. № 4. - 1988.

4. Амелин И.Д., Сургучев М.Л., Давыдов А.В. Прогноз разработки нефтяных залежей на поздней стадии. М.: Недра, 1994.

5. Амикс Дж., Бас Д., Уайтинг. Физика нефтяного пласта. М.: Гостоптехиздат, 1962, - 572 с.

6. Бабалян Г.Н. Физико-химические процессы в добыче нефти. М.: Недра, 1974, - 200 с.

7. Баренблатт Г.И., Ентов В.М., Рыжик В.М. Движение жидкостей и газов в природных пластах. М.: Недра, 1984.

8. Баренблатт Г.И., Ентов В.М., Рыжик В.М. Теория нестационарной фильтрации жидкости и газа. М.: Недра, 1972, - 288 с.

9. Баталин О.Ю., Брусиловский А.И., Захаров М.Ю. Фазовые равновесия в системах природных углеводородов. М.: Недра, 1992, 272 с.

10. Ю.Батырбаев М.Д., Булавин В.Д., Марданов И.А., Рыбаков А.Д., Селяков В.И. О результатах применения технологии электровоздействия с целью увеличения нефтеотдачи пластов на месторождениях «КазахойлЭмба». // Нефть и газ, № 10, 2000 г.

11. Батырбаев М.Д., Булавин В.Д., Селяков В.И., Савченко А.Ф. Практика применения технологии электровоздействия для интенсификации нефтедобычи в России и за рубежом. // Нефтяное хозяйство, № 11,2002.

12. Борисов Ю.П., Воинов ВВ., Рябнина З.К Влияние неоднородности пластов на разработку нефтяных месторождений. М.: Недра, 1970, - 288 с.

13. Бузинов С.Н., Умрихин И.Д. Гидродинамические методы исследования скважин и пластов. М.: Недра, 1973.

14. Вахитов Г.Г., Симкин Э.М. Использование физических полей для извлечения нефти из пластов.- М.: Недра, 1985.- 189 с.З

15. Гиматудинов Ш.К. Нефтеотдача коллекторов. -М.: Недра, 1970, 121 с.

16. Гиматудинов Ш.К., Ширковский А.И. Физика нефтяного и газового пласта. -М.: Недра, 1981.

17. Движение углеводородных смесей в пористой среде. / В.Н. Николаевский, Э.Ф. Бондарев, М.И. Миркин, Г.С. Степанова и др. М.: Недра, 1968, - 192 с.

18. Джавадян А. А., Гавура В. Е. Современные методы повышения нефтеотдачи и новые технологии на месторождениях Российской Федерации. \\ Нефтяное хозяйство. 1993. -№ 10. - 6 - 13с.

19. Желтов Ю.П. Деформация горных пород. -М.: Недра, 1966, 198 с.

20. Закиров И.С. Совместный приток газа, нефти и подошвенной воды к скважине. // Нефт. хоз-во, 1988, 2, С. 39 42.

21. Извлечение нефти из карбонатных коллекторов. / М.Л Сургучев, В.И. Колганов, А.В. Гавура и др. М.: Недра, 1987.

22. Кадет В.В., Селяков В.И., Мусин М.М., Мусин P.M. Анализ эффективности заводнения с учетом характера течения жидкости на микроуровне // Нефтяное хозяйство. №12. - 1995.

23. Кудинов В.И., Сучков Б.М. Методы повышения производительности скважин. -Самарское книжное издательство, 1996.

24. Кузнецов О.Л., Симкин Э.М., Чилингар Дж. Физические основы вибрационного и акустического воздействий на нефтегазовые пласты. М.: Мир, 2001, - 260 с.

25. Кульпин Л.Г., Мясников Ю.А. Гидродинамические методы исследования нефтегазоводоносных пластов. М.: Недра, 1974, 200 с.

26. Максимов М.И. Геологические основы разработки нефтяных месторождений. -М.: Недра, 1975.

27. Маскет М. Физические основы технологии добычи нефти. ГостОптехиздат, 1953, - 606 с.

28. Методическое руководство по освоению и повышению производительности скважин в карбонатных коллекторах. РД 39-1-442-80. М., 1980, - С.81 - 93.

29. Методы извлечения остаточной нефти. / М.Л. Сургучев, А.Т. Горбунов, Д.П. Забродин и др. М.: Недра, 1991, - 347 с.

30. Николаевский В.Н. Механика пористых и трещиноватых сред. М.: Недра,1984,-232с.

31. Пономарева И.А. Экономические проблемы оценки промышленного освоения месторождений в условиях нефтяного рынка. М. Нефтяное хозяйство № 11, 1997.

32. Пономарева И.А., Богаткина Ю.Г. Информационно-расчетная модель экономической оценки разработки нефтяных месторождений. М. Нефтяное хозяйство №2, 1997.

33. Попов Е.А., Селяков В.И. Изменение проводимости неоднородной среды при пропускании через нее электрического тока. //ДАН, 1990, т. 310, №1, с. 83-86.

34. Правила безопасности в нефтегазодобывающей промышленности. М.: Недра, 1975, 253 с.

35. Проблемы повышения нефтеконденсатоотдачи недр / Гриценко А.И., Андреев О.Ф., Тер-Саркисов P.M. и др. // Вопросы разработки и эксплуатации газовых месторождений Западной Сибири: Сб. науч. Тр. -М.: Изд. ВНИИГАЗ, 1982. -С. 3-21.

36. Проектирование разработки нефтяных месторождений (принципы и методы) / А.П. Крылов, П.М. Белаш, Ю.П. Борисов и др. М.: Гостоптехиздат, 1962.

37. Ромм Е.С. Структурные модели порового пространства горных пород. М.: Недра, 1985, - 240 с.

38. Ростовский Н.С., Селяков В.И. Изменение дебита скважины при пропускании через нее электрического тока. // ФТПРПИ, 1989, № 4, с. 37-43.

39. Савенков Г.Д., Бойков B.C. Расчет процессов интенсификации притока, освоения и эксплуатации скважин. — Львов, 1986.

40. Селяков В.И. Изменение проницаемости среды при пропускании через нее электрического тока. // Тезисы доклада на VI Всесоюзном съезде по теоретической и прикладной механике. Ташкент, 1986 г.

41. Селяков В.И., Кадет В.В. Перколяционные модели процессов переноса в микронеоднородных средах. // Москва, Недра, 1995г, с. 222, илл. 76.

42. Сургучев М.Л., Кузнецов О.Л., Симкин Э.М. Гидродинамическое, акустическое, тепловое циклическое воздействие на нефтяные пласты. М.: Недра, 1975, - 184 с.

43. Швидлер М.И. Статистическая гидродинамика пористых сред. М.: Недра,1985.

44. ШуровВ.И. Технология и техника добычи нефти. М.: Недра. 1983, - 512 с.