Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Геологические основы повышения эффективности выработки неоднородных пластов на поздней стадии разработки

ВАК РФ 04.00.17, Геология, поиски и разведка нефтяных и газовых месторождений

Текст научной работыДиссертация по геологии, кандидата геолого-минералогических наук, Хусаинов, Васил Мухаметович, Азнакаево

Акционерное общество «Татнефть» Нефтегазодобывающее управление «Азнакаевскнефть»

На правах рукописи

ХУСАИНОВ ВАСИЛ МУХАМЕТОВИЧ

Геологические основы повышения эффективности выработки неоднородных пластов на поздней стадии разработки ( на примере отдельных площадей Ромашкинского месторождения ).

Специальность 04.00.17 Геология, поиски и разведка нефтяных и газовых месторождений

ДИССЕРТАЦИЯ

На соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук, профессор, заслуженный геолог РФ Муслимов Р.Х.

Азнакаево -1998

СОДЕРЖАНИЕ

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

1. ГЕОЛОГО-ФИЗИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНОГО ПРОДУКТИВНОГО ОБЪЕКТА (гор. Д1) ЦЕНТРАЛЬНЫХ И ВОСТОЧНЫХ ПЛОЩАДЕЙ

РОМАШКИНСКОГО НЕФТЯНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ....................................10

1.1. Характеристика геологического строения продуктивных

пластов горизонта Д.............................................................................................10

1.2. Геологическое строение, коллекторские свойства, нефтегазоносность и свойства флюидов по

продуктивным площадям.......................................................................................22

1.2.1. Павловская площадь....................................................................................22

1.2.2. Зеленогорская площадь.............................................................................. 28

1.2.3. Восточно-Лениногорская площадь................................................................31

1.2.4. Холмовская площадь....................................................................................36

1.2.5. Азнакаевская площадь.................................................................................43

1.2.6. Карамалинская площадь...............................................................................46

1.3. Структура запасов нефти и состояние

их выработки........................................................................................................48

1.4. Выводы............................................ ...............................................................49

2. ГЕОЛОГО- ПРОМЫСЛОВОЕ ОБОСНОВАНИЕ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ

И СИСТЕМЫ ЗАВОДНЕНИЯ...............................................................................63

2.1. Состояние разработки продуктивных

площадей...............................................................................................................63

2.2. Геолого-промысловый анализ эффективности системы

заводнения.............................................................................................................73

2.3. Совершенствование системы

разработки и заводнения.........................................................................................75

2.3.1. Разукрупнение эксплуатационного объекта и модифицированная система заводнения высоко

и низко-продуктивных объектов..............................................................................75

2.3.2. Система межскважинной перекачки пластовой воды.................................... 86

2.4. Довыработка заводненных зон в условиях

одной ластового объекта...........................................................................................93

2.5. Выводы......................................................................................................... 96

3. ШИРОКОМАСШТАБНОЕ ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОВ УВЕЛИЧЕНИЯ НЕФТЕОТДАЧИ И СИСТЕМНЫХ ОБРАБОТОК ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ СКВАЖИН НА НЕОДНОРОДНОМ ПРОДУКТИВНОМ ОБЪЕКТЕ В ПОЗДНЕЙ

СТАДИИ РАЗРАБОТКИ.........................................................................................97

3.1. Геолого-промысловый анализ эффективности методов увеличения нефтеотдачи и обработок

призабойной зоны скважин......................................................................................97

3.1.1. Характеристика технологий......................................................................... 99

3.1.2. Технологическая эффективность..................................................................105

3.2. Разработка и адаптация новых технологий увеличения нефтеотдачи неоднородного продуктивного объекта

на поздней стадии разработки.................................................................................112

4. КОМПЛЕКСНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИРАЩЕНИЯ ИЗВЛЕКАЕМЫХ ЗАПАСОВ НЕФТИ НА МНОГОПЛАСТОВОМ НЕОДНОРОДНОМ ОБЪЕКТЕ В ПОЗДНЕЙ

СТАДИИ РАЗРАБОТКИ.......................................................................................114

4.1. Геолого-технологические направления стабилизации добьии нефти и приращения извлекаемых запасов

на поздней стадии разработки................................................................................114

4.2. Совершенствование технологии разработки неоднородного многопластового

объекта.................................................................................................................123

4.3. Экологические аспекты разработки Ромашкинского месторождения интенсивной

системой заводнения.............................................................................................123

ЗАКЛЮЧЕНИЕ....................................................................................................138

ЛИТЕРАТУРА......................................................................................................Ш

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы Современный этап разработки уникального Ромашкинского нефтяного месторождения характеризуется снижением темпов отбора нефти, ухудшением структуры запасов и ростом обводненности до критических значений. Для площадей, охватывающих центральные и восточные части Ромашкинского месторождения, указанные проблемы являются весьма актуальными. Доля трудноизвлекаемых запасов, составлявшая от начальных извлекаемых запасов (НИЗ) 38,7%, по текущим извлекаемым запасам (ТИЗ) достигла 78,6%. Технология разработки продуктивных площадей существующей системой заводнения требует значительного ее совершенствования. Из высокопродуктивных коллекторов отобрано более 93% НИЗ. В то же время темпы отбора от НИЗ по слабопроницаемым коллекторам составляют 1-1,5%.

В условиях территориальной замкнутости зоны деятельности НГДУ «Актюбанефть» перспективы прироста запасов связаны:

- с приращением запасов нефти в вертикальном разрезе;

- с совершенствованием системы заводнения и развитием методов увеличения нефтеотдачи (МУН) на основном продуктивном объекте - горизонте Д1.

Для стабилизации добычи нефти продуктивных объектов требуется решение ряда актуальных проблем, обусловленных специфическими особенностями геологического строения и системы разработки многопластового неоднородного объекта, к основным из которых относятся: -совместная эксплуатация высоко - и низкопродуктивных пластов;

- нарушение баланса отбора и закачки по площадям и по пластам.

- нерегулируемое заводнение высоко- и низкопродуктивных объектов (в результате чего по низкопродуктивным объектам произошло значительное уменьшение пластового давления, эффективность заводнения низкая; по высокопродуктивным объектам происходит прорыв закачиваемой воды и оттеснение активных запасов в тупиковые зоны);

- ухудшение экологической ситуации в результате засолонения пресноводного комплекса и почвы.

Сегодня для стабилизации добычи нефти на рассматриваемых объектах, а следовательно, и улучшения общей экономической эффективности производства наиболее актуально создание новых и совершенствование применяемых технологий, адаптированных к реальным геолого-физическим условиям и состоянию остаточных запасов нефти.

Цель работы Разработка научных геологических основ повышения эффективности выработки многопластового неоднородного продуктивного объекта Ромашкинского нефтяного месторождения за счет приращения извлекаемых запасов.

Изменение структуры извлекаемых запасов

ттттг» ^ / т тттп л л / ягп /•

мги ОХ,Л / ¿О,/ 1413 ¿1,4/ /5,0

Темны отбора снижаются ~

Расширяется география закачки сточных вод

Увеличивается протяжённость

трубопроводной системы, перекачивающие агрессивные жидкости

Появляется нерентабельный фонд в большом количестве

Необходимо совершенствование и реконструкция системы заводнения

^ У худшение ^ экономической ситуации

проблемы возникающие на поздней стадии разработки много пластов ого неоднородного объекта (актуальность проблемы).

I Истощение запасов основного объекта разработки

ТРЕБУЕТ

Восполнения их новыми запасами

2. В условиях территориальной замкнутости НГДУ это возможно в двух направлениях

Приращение? запасов нефти ввертикальлом разрезе.

Увеличение нефтеотдачи разрабатываемых объекшн

i поиск запасов нефти в кристаллическом фундаменте и в осадочном чехле вплоть до поверхности земли.

? 1 Путем углубления бурящихся скважин на перспективных участках в нижележащие горизонты я кристаллический фундамент.

1.2 Испытания перспективных горизонтов во время бурения эксплуатационных скважин, отбора образцов сверлящими керноотборниками.

1.3 Выявление участков возможного нефтегаз о накопления, путем построения структурных карт, используя компьютерную технику

! ,4 Переинтерпритация накопленного, reo до гогсоф из! 1ческо го материала по пробуренным скважинам на перспективных участках возможного нефтегазонакоиления.

2. Доразведка уже выявленных залежей нефти в староосколь-ском, дан ково лебедя не ком. турнейском, бобрнковском горизонтах

1. Реконструкция и совершенствование системы заводнения.

2. Методы увеличения нефтеотдачи:

2. / Физико-химические

2.2 Гидродинамические

2.3 Волновые

( 'ти. I гуля ция скважин

(0113)

4. Повышение эффективности бурения.

5. Создание систем разработки с применением горизонтальных скважин.

Основные задачи исследований

1. Дифференцированная оценка остаточных запасов по низко- и высокопродуктивным пластам и блокам разработки горизонта Д1 на основе уточнения геологического строения и анализа разработки месторождения.

2. экологической ситуации в исследуемом регионе.

3. Разработка рекомендаций по разукрупнению объекта разработки (горизонта Д1), включающего различные по геологической характеристике высоко -Геолого-промысловый анализ эффективности сложившейся системы заводнения, оценка степени техногенного воздействия интенсивного заводнения, разработка рекомендации по ее совершенствованию и мероприятий по стабилизации и низкопродуктивные пласты.

4. Проведение анализа эффективности гидродинамических, физико-химических и волновых методов увеличения нефтеотдачи продуктивных пластов и разработка рекомендаций по широкомасштабному применению МУН в различных геолого-физических условиях.

5. Разработка комплекса рекомендаций по извлечению остаточных запасов нефти в высокопродуктивных зонах и трудноизвлекаемых запасов.

Научная новизна

1. На основе обобщения результатов комплекса геолого-промысловых, геофизических и гидродинамических исследований предложен новый вариант разукрупнения эксплуатационных объектов, учитывающий специфику текущего состояния разработки и особенности геологического строения.

2. Разработана и предложена оптимальная система заводнения высоко- и низкопродуктивных коллекторов по результатам дифференциации остаточных запасов.

3. Разработан и предложен комплекс геолого-технологических направлений по приращению извлекаемых запасов нефти объекта разработки на основе анализа состояния текущих запасов и эффективности гидродинамических, физико-химических, волновых методов увеличения нефтеотдачи.

4. Предложены способы разработки многопластовой неоднородной нефтяной залежи (Патенты РФ 2001252, 2065940 2061177, 2065942, 2078917, 2105142, 2108452, 2086753).

Основные защищаемые положения

В диссертационной работе защищаются следующие основные положения:

-уточненные особенности геологического строения и дифферецированная оценка остаточных запасов нефти как геологическая основа научного подхода к совершенствованию систем разработки отдельных площадей месторождения;

-комплекс геологических и технологических решений по приращению извлекаемых запасов нефти из различных типов коллекторов многопластового объекта на поздней стадии разработки;

-геологические условия и гидродинамические критерии усовершенствования системы заводнения высоко - и низкопродуктивных объектов;

- новые технологии разработки многопластовых неоднородных нефтяных залежей.

Практическая ценность работы

1. Реализация комплексного геолого-технологического обоснования стабилизации добычи нефти неоднородного продуктивного объекта на поздней стадии эксплуатации позволила значительно повысить эффективность разработки, степень извлечения запасов, снизить обводненность добываемой продукции, оптимизировать критерии эффективного применения технологий МУН и обработки призабойной зоны (ОПЗ), улучшить экологическую ситуацию и снизить степень техногенной нагрузки на окружающую среду.

2. Результаты диссертационной работы вошли в следующие руководящие документы:

• Программу НГДУ «Актюбанефть» по совершенствованию системы ППД на 1995-1996г.г.;

• Концепцию «Основные направления совершенствования системы ППД в АО «Татнефть» и снижение затрат в этой области »,1994г.;

• Бизнес-план «Технико-экономическое обоснование реконструкции и совершенствования системы ППД с целью повышения коэффициента нефтеизвлечения эксплуатационных объектов АО « Татнефть»», 1995;

• «Положение о составлении технологических режимов работы добывающих и нагнетательных скважин НГДУ «Азнакаевскнефть» », 1996;

• Стандарт предприятия (АО «Татнефть») «Временное методическое руководство по оценке эффективности применения гидрофобизирующего материала «Полисил» при первичном и вторичном вскрытии продуктивных пластов», 1998 г.

3. Разработаны и внедрены в НГДУ «Азнакаевскнефть» технологии разработки и увеличения нефтеотдачи, в т.ч. на уровне изобретений (Патенты РФ 2001252, 2065940, 2061177, 2065942, 2078917, 2105142, 2108452, 2086753).

4. Технологическая эффективность от реализации разработанных технологий за 1993-1998г.г. составила 676,1 тыс.т. дополнительно добытой нефти.

Апробация работы Материалы диссертационной работы докладывались на VII и VIII Международных Симпозиумах по «Методам увеличения нефтеотдачи» (г. Москва, 1993; г. Вена, Австрия; 1995), на Международном Симпозиуме "Нетрадиционные источники углеводородного сырья и проблемы его освоения" (г. Санкт-Петербург, 1997), Международном конгрессе «Новые высокие технологии для

газонефтяной промышленности, энергетики и связи» (г. Казань, 1998г.), научно-технических совещаниях АО "Татнефть", НГДУ "Азнакаевскнефть" (г. Альметьевск, г. Азнакаево, 1985-1998), ТатНИПИнефть (г. Бугульма, 1993-1998 гг.), научно-практической конференции «Приоритетные методы увеличения нефтеотдачи пластов и роль супертехнологий», (г. Бугульма, 1997), научно-практической конференции «Опыт разведки и разработки Ромашкинского и других крупных нефтяных месторождений Волго-Камского региона», (г.Лениногорск, 1998), НИИнефтеотдача АН РБ.

Публикации Основные результаты диссертации изложены в 23 работах ( в том числе 8 патентах РФ).

Объем работы Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, списка литературы из 32 наименований, написана на. 140 страницах, содержит 51 рисунок и 33 таблицы.

Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю профессору Р.Х. Муслимову и научному консультанту к.т.н. Р.К. Ишкаеву, плодотворная работа с которыми способствовала становлению и развитию идей, положенных в основу работы, а также сотрудникам геологической службы НГДУ «Азнакаевскнефть» за помощь в подготовке диссертационной работы.

1. ГЕОЛОГО-ФИЗИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНОГО ПРОДУКТИВНОГО ОБЪЕКТА (ГОРИЗОНТ ДО ЦЕНТРАЛЬНЫХ И ВОСТОЧНЫХ ПЛОЩАДЕЙ РОМАШКИНСКОГО НЕФТЯНОГО

МЕСТОРОЖДЕНИЯ 1.1. Характеристика геологического строения продуктивных пластов

горизонта Д!

Осадочный чехол месторождения представлен отложениями девонской, каменноугольной и пермской систем (рис. 1.1). Продуктивные отложения пашийского горизонта (Д]) являются основным промышленным объектом Холмовской, Павловской, Зеленогорской, Восточно-Лениногорской, Азнакаевской и Карамалинской площадей Ромашкинского месторождения (рис.1.2.).

Пашийский горизонт Д1 является многопластовым объектом, представленным переслаиванием песчаных, алевролитовых, аргиллитовых разностей терригенных пород. Количество пропластков по площадям изменяется от 6 на Азнакаевской и Карамалинской, до 8 на Зеленогорской, Павловской, Холмовской, Восточно-Лениногорской. Характерной особенностью пашийского горизонта в целом является частая смена песчаноалевритовых пород глинистыми разностями как по разрезу, так и по площади [11-25].

Средняя глубина залегания кровли продуктивного горизонта - 1750м. (табл. 1.1) Общая толщина горизонта колеблется от 33.8 до 39.4м. В продуктивной части выделяют 8 пластов коллекторов (сверху вниз); а, 61, 62, 63, в, г1, г2+3, д. Пласты сложены разностями песчано-алевролитовых пород, разделы представлены глинисто-алевритовыми слоями средней толщиной 2.3м. На центральных и средних площадях нефтенасыщенная толщина пластов колеблется в среднем от 8.1 до 13.9м. Средневзвешенная по площади проницаемость коллекторов - 0.503 мкм , пористость 19.8%, коэффициент песчанности 56%, цементация кварцевая, гранулометрический состав в основном однородный. Распространение коллекторов по площади и по разрезу характеризуется различными величинами неоднородности. Площадное строение имеют коллектора пластов "г". Другие пласты имеют линзовидное, полосчатое распространение. На отдельных участках широко развита зона слияния пластов. Есть зоны слияния всех пластов в единый коллектор. Коллекторские свойства пластов по параметрам пористости, проницаемости и глинистости несколько ухудшаются снизу вверх, по площади имеют резкую