Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Интенсификация выработки запасов нефти многопластового объекта регулированием фонда скважин

ВАК РФ 25.00.17, Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений

Автореферат диссертации по теме "Интенсификация выработки запасов нефти многопластового объекта регулированием фонда скважин"

УДК 622.276

На правах рукописи

V

ФЕДОРЕНКО НИКОЛАИ ВИКТОРОВИЧ

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ВЫРАБОТКИ ЗАПАСОВ НЕФТИ МНОГОПЛАСТОВОГО ОБЪЕКТА РЕГУЛИРОВАНИЕМ ФОНДА

СКВАЖИН

Специальность 25.00.17 - Разработка и эксплуатация нефтяных

и газовых месторождений

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

3 0 СЕН 2015

005562783

Уфа-2015

005562783

Работа выполнена в Обществе с ограниченной ответственностью «Институт проблем транспорта энергоресурсов» (ООО «ИПТЭР).

Научный руководитель — Гнльманова Расима Хамбаловна,

доктор технических наук, профессор, ООО «Институт проблем транспорта энергоресурсов», ведущий научный сотрудник отдела «Гидродинамическое моделирование технологических процессов в добыче нефти»

Официальные оппоненты: - Хакимзянов Ильгизар Нургизарович,

доктор технических наук,

Татарский научно-исследовательский и проектный институт нефти «ТатНИПИнефть»,

заведующий лабораторией разработки нефтяных месторождений

— Егоров Андрей Федорович,

кандидат технических наук, Закрытое акционерное общество «Алойл», главный геолог

Ведущая организация — Общество с ограниченной

ответственностью «Научно-производственная фирма «Востокнефтегазтехнология»

Защита диссертации состоится 29 октября 2015 г. в 1430 часов на заседании диссертационного совета Д 222.002.01 при ООО «Институт проблем транспорта энергоресурсов» по адресу: 450055, г. Уфа, пр. Октября, 144/3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на сайте ООО «Институт проблем транспорта энергоресурсов» www.ipter.ru.

Автореферат разослан 21 сентября 2015 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

оуИс——Худякова Лариса Петровна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Особенностью разработки многопластовых объектов является высокая степень миграции скважин как стоков (источников) с пласта на пласт с целью обеспечения как приемлемых темпов выработки, так и возможности извлечения запасов нефти возвратным способом.

Для решения этой сложной логистической задачи недропользователи зачастую прибегают к недостаточно эффективному, но в некоторых условиях единственному способу интенсификации выработки запасов нефти с минимальными капитальными затратами -эксплуатации скважин единым фильтром. Данный способ эксплуатации в большинстве случаев не рационально сказывается на долгосрочных прогнозах коэффициента нефтеотдачи, но позволяет получить кратковременную выгоду, так как конечный коэффициент нефтеотдачи всегда бывает ниже прогнозного. Вопрос о стратегическом формировании оптимального фильтрационного поля пласта и вытеснения в этом случае просто не стоит. С развитием технологий одновременно-раздельной эксплуатации появилась возможность получить все преимущества опережающей выработки, не нанося ущерб охвату пласта и избежать межпластовых перетоков. В подобных условиях актуальной задачей является правильный выбор режима работы каждого из гидродинамически раздельно эксплуатируемых пластов путем рационального размещения скважин.

Поэтому технология выбора режима нового скважино-стока в условиях активно заводняемого пласта является сложной многокритериальной задачей, требующей объективной информации по окружающим скважинам и межскважинному пространству, решение которой позволит осуществить интенсификацию выработки запасов нефти многопластового объекта. Данная проблема крайне востребована в промысловых условиях и является актуальной задачей.

Цель работы - интенсификация выработки запасов нефти многопластового объекта регулированием фонда скважин и фильтрационного поля пласта.

Для решения поставленной целн были сформулированы следующие основные задачи:

1. Оценка актуальности проблемы интенсификации выработки запасов нефти многопластового объекта регулированием фонда скважин;

2. Обоснование выбора объекта исследования, характеризующегося потенциалом для наращивания добычи нефти изменением структуры потока фильтрации;

3. Теоретические исследования способов регулирования фильтрационных потоков с целью повышения охвата выработкой;

4. Поиск и исследование особенностей методов практической реализации рекомендаций по регулированию фильтрационного поля пласта многопластового объекта разработки;

5. Практическая реализация рекомендаций в промысловых условиях.

Методы решення поставленных задач

Для решения поставленных задач в рамках работы проведена оценка их актуальности и выполнены: обоснование выбора объекта, теоретические исследования пластовых процессов, опирающиеся на современные методы обработки статистической информации, моделирование и обобщение результатов промысловых испытаний и рекомендаций, достоверность которых подтверждена промысловым внедрением.

Научная новнзна результатов работы:

1. В результате анализа опыта регулирования заводнения и состояния выработки запасов эксплуатируемых месторождений разработана технология интенсификации отбора нефти созданием оптимальной длины фильтрационных потоков заводняемого пласта, характеризующихся увеличением скорости вытеснения и повышением охвата дренирования застойных зон пласта;

2. Для регулирования и обеспечения краевых условий (конечности) решаемых задач предложен многокритериальный способ выделения участка залежи по геотехнологическим особенностям, включающим характеристики пласта и флюида исследуемого района залежи нефти;

3. Предложена технология регулирования обводнения по напластованию путем искажения установившегося фильтрационного поля пласта и вводом протяженных возбудителей полей, создаваемых горизонтальными скважинами.

На защиту выносятся:

1. Метод сокращения длины фильтрационных потоков заводняемого пласта с целью интенсификации выработки запасов нефти оптимизацией фонда добывающих и нагнетательных скважин на базе карт градиента пластового давления;

2. Многокритериальный способ выделения элемента регулирования фильтрационных полей по давлению, свойствам коллектора, структуре пласта, геометрии (области Вороного) и естественным гидродинамическим границам пласта;

3. Технология регулирования обводнения по напластованию, основанная на использовании гидродинамического образа горизонтальных стволов нагнетательных скважин с целью экранирования и разгрузки фильтрационного поля в зоне интенсивного обводнения.

Практическая ценность и реализация результатов работы

1. Результаты диссертационной работы внедрены при разработке Пронькинского, Вахитовского, Сорочинско-Никольского месторождений ОАО «Оренбургнефть» НК «Роснефть».

2. Рекомендации автора по регулированию отбора ранее не дренируемых запасов реализованы на Пронькинском месторождении на

участке района скважины №1246, в результате которых дополнительно добыто 1210 т нефти с экономическим эффектом 2,4 млн руб.

Апробация результатов работы

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на научно-технических советах НПО «Нефтегазтехнология» (г. Уфа, 2012-2014 гг.), на XIII Всероссийской научно-практической конференции «Энергоэффективность. Проблемы и решения» в рамках XIII Российского энергетического форума (г. Уфа, 2013 г.), на Международной научно-практической конференции «Проблемы и методы обеспечения надежности и безопасности систем транспорта нефти, нефтепродуктов и газа» в рамках Нефтегазового форума и XXII Международной специализированной выставки «Газ. Нефть, Технологии - 2014» (г. Уфа, 2014 г.), на научно-технических советах ООО «РН-СамараНИПИнефть» (2013, 2014 гг.).

Публикации и личный вклад автора

Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 10 научных трудах, в том числе 7 в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ.

В рассматриваемых исследованиях автору принадлежат постановка задач, их решение, анализ и обобщение полученных результатов, анализ результатов опытно-промышленных испытаний технологий отбора нефти.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов и рекомендаций, библиографического списка использованной литературы, включающего 93 наименования. Работа изложена на 101 странице, содержит 18 таблиц, 57 рисунков.

Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю д.т.н., профессору Гильмановой Р.Х. и консультанту к.т.н. Кожину В.Н. за внимание и полезные советы, высказанные в процессе работы над диссертацией.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы ее цель и задачи исследования, приведены основные положения, выносимые на защиту, показаны научная новизна и практическая ценность результатов работы.

В первой главе проведена оценка изученности проблемы и постановка задачи исследования. Подробно рассмотрено состояние исследованности данной проблемы в направлении повышения степени выработки запасов и интенсификации добычи нефти.

Отмечено, что по данному вопросу успешно работали ведущие ученые и исследователи, такие как Бабалян Г. А., Галеев Р. Г., Гафаров Ш. А., Григоращенко Г. И., Ибрагимов Л. X., Ибрагимов Г. 3., Хисамутдинов Н. И., Ибрагимов Н. Г., Котенев Ю. А., Андреев В. Е.,

Кристиан М., Мирзаджанзаде А. X., Аметов И. М., Миронов Т. П., Мирчинк М.Ф., Желтов Ю.В., Непримеров Н. Н., Овнатанов С. Т., Сургучев М. JI., Швецов И. А., Газизов А. А., Токарев М. А., Максимов В. М., Duncan G., Economides М. J., Krasey R., Osman M. E.-S., Parkinson W. J., Ramirez W. F., Settary А. и многие другие.

На основании выполненного обзора сделан вывод, что в области повышения степени выработки разрозненных запасов и интенсификации добычи в российской и мировой практике существует множество решений. Тем не менее, задача выбора оптимального комплекса мероприятий для каждого конкретного случая требует учета всего набора геологических, технологических и экономических параметров.

Основным вопросом остается размещение новых стоков. Логично предположить, что при уже сформированной сетке скважин наилучшим месторасположением является участок сосредоточения остаточных запасов как не охваченный зоной дренирования. Однако область дренирования, в свою очередь, обусловлена соотношением текущих энергетической и фильтрационной характеристик пласта. Поэтому с целью оптимального выбора точки стока требуется изучить распределение фильтрационных потоков в пласте, чтобы новый ствол, скважина либо точка приобщения максимально расширяли зону охвата остаточных запасов линиями тока.

Решению вышеприведенных проблем посвящена данная диссертационная работа.

Во второй главе приводится обоснование выбора эксплуатационного объекта для исследования. В качестве объекта исследования выбрано Пронькинское месторождение со значительными разрозненными остаточными запасами, где в эксплуатации находятся 7 нефтеносных пластов (10 залежей), из которых сформировано 6 эксплуатационных объектов. Несмотря на более чем тридцатилетний период разработки, месторождение характеризуется невысокой выработанностью запасов и обладает достаточно высоким потенциалом для добычи нефти.

Ввиду того, что основной объем запасов нефти сосредоточен в пласте А4, данный горизонт выбран автором в качестве основного объекта исследования для выяснения причин низкой эффективности выработки запасов нефти Пронькинского месторождения. С этой целью выполнено исследование структуры фонда скважин с построением карт пластового давления и выработки запасов нефти. По результатам этого анализа определены основные причины низкой эффективности отбора нефти по пластам.

Основные показатели разработки приведены на рисунке 1. Видно, что месторождение находится на стадии растущей добычи нефти. Пласт имеет хороший отклик на изменение объемов закачиваемого агента и изменение количества действующих скважин. Это позволяет сделать

вывод о потенциале по увеличению добычи нефти для пласта А4 методами, регулирующими фонд скважин на месторождении. 600

500

70 - Ь

400 +-t--t4-i-+-i-i-)-*-t-i-i-ï--i-i-i--t-i-i-+-t-i-i--t--tH-t--t ^ftCVJa'V £ S

■О ........ | | | | | | | 1 | I 1 | | I 1 1 1 I 1 I n fl/T О1* ¿п £

DU Q

S ю

N ч ino -/Wi--i-44-* 50 5 ч

_ о Juu ......■ I < I I I I 1 г I I » .............I п * I i I Sa

40 §S

■ $ 200 ti^-rirjj^^rii-rrii-rtirrt^^^vir; зо 11

о à

г-^^мооосососоиооеом»оо<слфаа»асмм7,оодододооо-— — — ~ —. ——МММПМППМПМО!

—О— Годовая добычи нефти, тыс.т -Годовая добыча жидкости, тыс.т

Годовая закачка воды, тыс.мЗ -Обводненность, %

■ Действ, фонддоб.скв. Д Действ, фонд наг.скв.

Рисунок 1 - Динамика основных показателей разработки пласта А4 Пронькинского месторождения

На рисунках 2-4 представлены графики результатов замеров пластовых давлений по пласту А4 с начала разработки. По объекту наблюдается снижение пластового давления. В некоторых скважинах пластовое давление ниже давления насыщения нефти газом (2009 год -7 скважин; 2010 год- 19 скважин; 2011 год- 5 скважин (№ 182, 188, 198, 199, 201)). Впервые пластовое давление в зоне отбора упало ниже давления насыщения в 1997 году по скважине № 161.

Согласно данным промысловых замеров динамика пластового давления в последнее десятилетие по ряду пластов характеризуется устойчивой тенденцией к снижению. Построение распределения значений пластовых и забойных давлений по выборке скважин с имеющимися данными о забойном и пластовом давлении на дату замера, показывает, что в настоящее время часть скважин работает с забойными давлениями ниже давления насыщения нефти газом. Необходимо отметить, что у трех скважин из выборки пластовое давление также ниже давления насыщения нефти газом (скважины № 189, № 198, № 199). В таких условиях существуют предпосылки к разгазированию залежи.

Отмечено, что по ряду скважин фиксируется пластовое давление выше начального, что, наряду со значениями давления ниже давления насыщения нефти газом, говорит об неоптимизированности существующей системы ППД. Хорошо известно, что высокие значения текущих пластовых давлений по действующим добывающим скважинам подтверждают наличие хорошей гидродинамической связи зон

дренирования данных скважин с окружающими нагнетательными

скважинами и свидетельствуют о потенциально высокой эффективности проведения на них различных мероприятий, направленных на перераспределение фильтрационных потоков в пласте, уплотнение сетки скважин, изменения фонда скважин для регулирования системы заводнения.

s 400

S 350

I 300

¡¡250

3.200

g 150 са

° 100

Л 50

Чет <Ъ Ъ Ч? 4} <о

Г од

♦ Скважины пласта А4 О Совместный фонд скважин -Давление насыщения —■— Начальное пластовое давление

Рисунок 2 - Результаты замеров пластового давления по годам, пласт А4

. 300

3 250 ?

О

¡2 200

" 0

1978 1981 1984 1987 1990 1993 1996 1999 2002 2005 2008 2011

Год

—♦— Ппастовое давление в зоне закачки -■— Пластовое давление в зоне отбора

—А— Забойное давление ---Давление насыщения

-Начальное ппастовое давление

Рисунок 3 - Динамика средних пластовых давлений по добывающим и по нагнетательным скважинам и среднего забойного давления пласта А4

По результатам рассмотрения состояния разработки исследуемого объекта сделаны следующие выводы:

1. Объект исследования (на примере пласта А4 Пронькинского месторождения) характеризуется высокой послойной и зональной неоднородностью, что оказывает влияние на распределение фильтрационных потоков и формирует застойные и слабовырабатываемые зоны запасов нефти в низкопроницаемых слоях коллектора.

2. Динамика основных показателей разработки пласта А4 показала, что разработка объекта находится на стадии растущей добычи нефти с хорошим откликом добывающих скважин на увеличение объемов закачки вытесняющего агента. Однако выработка запасов нефти при существующих технологиях вытеснения нефти остается достаточно низкой, так как произошло расчленение и дробление запасов на отдельные зоны и участки.

3. Одним из методов интенсификации отбора остаточных запасов может быть создание новой модели вытеснения путем изменения фонда скважин по перераспределению фильтрационных потоков и регулирования системы заводнения с целью создания новых дополнительных стоков.

В третьей главе приведены теоретические исследования формирования фильтрационных полей и линий тока вводом скважин, возмущающих поле давления, в частности, исследование влияния их размещения относительно добывающих и нагнетательных скважин на конфигурацию и плотность фильтрационных полей.

Для исследования изменения фильтрационного поля были выбраны различные варианты расположения возмущающей добывающей скважины относительно «скважины-возбудителя» и «скважины-диагноста». В качестве реального объекта исследования был выбран участок со слабодренируемыми запасами пласта А4 Пронькинского месторождения между нагнетательной скважиной № 136 («скважина-возбудитель») и добывающей скважиной № 1170 («скважина-диагност»), а в качестве возмущающей скважины рассматривался боковой ствол от находящейся поблизости добывающей скважины № 201 (рисунок 5).

Изучение линий тока фильтрационного поля выполнено на известном пакете «Black oil». При этом расчеты проводились для двух типов геометрической конфигурации бокового ствола: вертикального и горизонтального. Рассмотрено влияние размещения вертикального бокового ствола по площади участка (рисунок 6) - 14 вариантов размещения и один базовый без «скважины-возмутителя». Все варианты характеризуются изменением расстояния от нагнетательной скважины и отклонением от кратчайшего расстояния между «скважиной-возбудителем» и «скважиной-диагностом».

Рисунок 5 - Карта нефтенасыщенных толщин с выбранным участком

Рисунок 6 - Варианты размещения вертикальной «скважины-возмутителя» (боковой ствол от скважины № 201)

Установлено, что дополнительный сток («скважина-возмутитель») создает существенные возмущения в фильтрационном поле рассматриваемого участка. При этом возмущающая скважина меняет направление и плотность линий тока от «скважины-возбудителя» к «скважине-диагносту».

Динамика изменения линий тока фильтрационного поля доказывает, что за счет изменения линий тока от возмущающей скважины происходит изменение полей фильтрации и увеличивается охват новых зон фильтрации с подключением к процессу вытеснения новых остаточных, ранее не дренируемых запасов нефти.

Установлено, что наибольший эффект проявляется только на равноудаленном расстоянии возмущающей скважины от «скважины-возбудителя» и «скважины-диагноста». Связано это с тем, что при приближении возмущающей скважины к «скважине-возбудителю» область ее дренирования заметно уменьшается. Это ведет к уменьшению охвата этого участка заводнением. С увеличением расстояния область дренирования увеличивается, однако уменьшается скорость фильтрации жидкости в области дренирования и, как следствие, воздействие нагнетательной скважины. Тем самым уменьшаются градиенты давления и добыча жидкости в возмущающей скважине. Поэтому оптимальными являются варианты, в которых расстояния от возмущающей скважины до «скважины-возбудителя» и «скважины-диагноста» примерно сопоставимы (варианты 5-9).

При размещении горизонтальных скважин совместно с вертикальными или только горизонтальными в качестве «скважин-возбудителей», фильтрационный поток резко будет менять как конфигурацию, так и охват.

Рассмотрено размещение горизонтальных стоков относительно «скважины-возбудителя» и «скважины-диагноста» (рисунок 7). Расположение горизонтального стока характеризуется:

- кривизной линии, на которой находится скважина (на рисунке отмечена штрихпунктирной линией);

расстоянием до «скважины-возбудителя»;

расположением горизонтального ствола относительно «скважины-возбудителя» и «скважины-диагноста» (продольное или поперечное).

Численные исследования линий тока в фильтрационном поле выбранного участка при различном расположении горизонтального стока показали, что дополнительный горизонтальный сток вносит серьезные возмущения в поле дренирования, увеличивая скорость фильтрации жидкости и градиенты давления. В связи с большей площадью контакта горизонтальной скважины с коллектором область дренирования горизонтального стока больше чем у вертикального стока.

136

Рисунок 7 — Размещение горизонтальных стоков по площади

Рассматривая характер обводнения «скважины-диагноста», а именно безводный период работы скважины, в качестве критерия для оценки экранирующего эффекта, отмечено, что наиболее ярко этот эффект проявляется если:

горизонтальный сток находится на линии, имеющей наименьшей радиус искривления;

скважина имеет продольный характер расположения работающего ствола.

Исследован характер преломления направлений фильтрации жидкости в пласте включением «скважин-возмутителей» в систему заводнения пласта. Для оценки направлений фильтрационных потоков скалярное поле пластового давления преобразовано в векторное поле градиента пластового давления согласно выражению:

(

=

\

V V

дх ду дх

3/ . д/ . дf .

дх ду дх

Векторное поле давлений участка пласта А4 Пронькинского месторождения, нанесенное на карту плотности текущих извлекаемых запасов нефти, показало, что векторы градиента поля давлений направлены от нагнетательных скважин к добывающим. Поле показывает, в какой степени каждая из нагнетательных скважин оказывает влияние (возмущение) на векторное поле вблизи добывающих скважин.

При анализе направления и протяженности векторных полей установлено, что остаточные запасы в центре рассматриваемого участка дренируются «усилиями» лишь отдельных точек возмущений (рисунок 8). Предложено в непосредственной близости от области повышенной плотности остаточных запасов нефти осуществить перевод скважин с других пластов (рисунок 9).

Так, добавлением трех новых очагов возмущения векторного поля давлений нам удалось увеличить плотность векторов фильтрации, проходящих через остаточные запасы пласта, а также сократить расстояние между точками возмущений.

Рисунок 8 - Векторное поле давлений участка пласта А4 Пронькинского месторождения

Использование векторного поля давлений в отличие от общеприменимого анализа расположения пар «нагнетательная скважина - добывающая скважина» позволило оценить, в какой степени каждый источник возмущений влияет на рассматриваемый участок пласта, и выбрать наиболее удачное место для преломления направлений в месте наибольшего разрежения плотности векторов поля.

Рисунок 9 - Векторное поле давлений пласта А4 Пронькинского месторождения без учета рекомендаций (а) и с учетом (б)

Таким образом, рассмотрен пример интенсификации выработки запасов нефти за счет регулирования фильтрационных полей, создаваемых работой добывающих и нагнетательных скважин. Показано, что внедрение скважин, возмущающих фильтрационное поле, с учетом оценки текущего состояния выработки позволяет стандартными методами работы с фондом скважин интенсифицировать добычу нефти.

Многокритериальный способ выделения элемента регулирования фильтрационных полей на базе использования математических выражений с построением карт распространения радиуса тангенциальной кривизны поля проницаемости, расчлененности и структурной поверхности пласта А4 Пронькинского месторождения показал характер изменчивости соответствующих параметров по объекту.

Совмещением построенных карт тангенциальной кривизны по трем параметрам с картой плотности текущих запасов нефти по пласту, выделены внутренние геологические границы пласта, определяющие зоны его изотропности, в пределах которых мероприятия по регулированию заводнения пласта будут иметь очертания участка воздействия (рисунок 10).

Немаловажную роль в выделении области регулирования фильтрационных полей при заводнении играет формирование технологических границ, обусловленных градиентом давления. Кроме того, области регулирования фильтрационных полей при заводнении ограничиваются естественными гидродинамическими границами пласта (внешний контур нефтеносности, зоны замещения коллектора плотными породами, тектонические разломы). Также границы могут выделяться

геометрическим способом, к примеру, по областям Вороного.

Плотность текущих запасов нефти, тыс.т/га О 0.3 1 1.5 г 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6

- области резкого изменения поля проницаемости пласта

- области резкого изменения поля расчлененности пласта

- области резкого изменения поля структуры пласта - замкнутый элемент залежи, определяемый внутренним границами

свойств пласта, необходимый для выделения области регулирования фильтрационных полей при заводнении

Рисунок 10 - Совмещенная карта распространения радиуса кривизны полей проницаемости, расчлененности, структуры пласта, текущих извлекаемых запасов нефти с выделением элементов регулирования фильтрационных полей

Проведена оценка влияния ввода горизонтальной скважины на динамику обводнения добывающих скважин перед и за горизонтальным участком ствола. Установлено, что как экранирующее воздействие, вносимое горизонтальными скважинами, так и влияние ГС на изменение фильтрационных потоков пласта (разгрузка фильтрационного поля

пласта) положительно сказывается на вытеснении ранее не дренируемых запасов.

В четвертой главе изложены методы интенсификации раздельной выработки запасов нефти из многопластовых залежей с разным энергетическим уровнем.

Установлено, что одним из перспективных методов интенсификации выработки запасов многопластового объекта является метод гидродинамически раздельной добычи (ГРД) нефти. Путем приобщения пластов в скважинах существующего фонда метод ГРД позволяет отбирать запасы пластов с разными коллекторскими характеристиками, повышая эффективность выработки запасов нефти совместно разрабатываемых пластов и предотвращая возникновение внутрискважинных межпластовых перетоков.

Основными критериями выбора скважин-кандидатов для применения гидродинамически раздельной добычи нефти были и остаются технологическая целесообразность и экономическая эффективность. Однако, рассматривая гидродинамически раздельную добычу как метод интенсификации выработки запасов нефти многопластового объекта, можно выделить три основных направления его целевого применения, на основании которых будет уточняться выбор претендентов для внедрения данного метода. Схематически основные направления ГРД представлены на рисунке 11.

Выделенные направления являются составляющими системы разработки, что дополняет критерии, представленные нами ранее.

На изучаемом объекте с целью увеличения добычи нефти из года в год шло увеличение числа совместных скважин, работающих на два пласта.

Рисунок 11 - Основные направления использования ГРД

Разработаны новые подходы к обоснованию комбинаций совмещаемых пластов по величине диапазона забойного давления с целью регулирования фильтрационного поля многопластовой системы

Оценка перспектив разработки пластов Вахитовского месторождения ОАО "Оренбургнефть" с помощью технологии раздельной добычи путем анализа пластовых давлений объектов разработки и давления насыщения нефтей соответствующих пластов по результатам численных исследований показала, что можно подобрать такие варианты, когда данная технология будет наиболее эффективной.

Рассматривая распределение пластовых давлений различных залежей Вахитовского месторождения по глубине их залегания, видим, что начальное пластовое давление хорошо коррелирует с глубиной залегания пласта (рисунок 12).

Разница в начальных пластовых давлениях для двух пластов составляет 2,3 МПа, при использовании технологии совместной эксплуатации при условии поддержания Рзаб=Рнас для верхнего объекта Дкт(1-2), Рзаб для нижнего объекта Д1 составляет 13,8 МПа, что на 1,3 МПа больше Рнас данного объекта.

Видно, что для каждой пары объектов, эксплуатируемых совместно, можно выделить пласт, работающий при оптимальном Рзаб (равном Рнас) и пласт, работающий при завышенном Рзаб (выше Рнас).

-2800

-3400

34 34.5 35 35.5 36 36.5 37 37.5 38 Начальное пластовое давление, МПа Рисунок 12 — Соотношение начальных пластовых давлений пластов и залежей Вахитовского месторождения и глубины залегания

Результаты расчета потерь Рзаб одного из пластов при совместной эксплуатации пластов для каждой залежи (поднятия) Вахитовского месторождения приведены в Таблице 1, при этом положительные числа означают что нижний пласт работает с завышенным Рзаб, отрицательные - верхний пласт.

Таблица 1 — Потери Рзаб одного из пластов при совместной эксплуатации

пластов Вахитовского поднятия

Пласты Нижний пласт

Д1 Ду-2-2

Верхний пласт Дфр1 -2,9 -4

Д1 -1,1

При низких Рнас некоторых объектов (пласты Дтм и Дфр) потери в минимально допустимом забойном давлении для Вахитовского месторождения могут составлять от 2,3 до 7,8 МПа. На основании численных исследований показаны подходы по выбору оптимальных сочетаний одновременно разрабатываемых пластов, при которых с внедрением технологии гидродинамически раздельной добычи будет оптимизирован отбор нефти из скважин.

Также выполнен расчет потенциального диапазона изменения забойного давления с целью регулирования фильтрационного поля эксплуатируемых пластов.

Всего были проанализированы данные по 77 скважинам (5 пластов), в результате просчитано 190 комбинаций различных пластов для 69 скважин и выделены те комбинации, на которых потенциал снижения забойного давления превышает 1,5 МПа - всего 21 комбинация по 16 скважинам (таблица 2).

Показано, что, зная изменения депрессии пласта Д1, можно рассчитать изменение коэффициента продуктивности, а, следовательно, и дебита скважины.

Выполнено гидродинамическое моделирование изменения фильтрационного поля многопластовой системы по данным характеристикам разноименных пластов на двухпластовой модели. Результаты моделирования, приведенные в таблице 3, показали, что в течение разработки изменение коэффициента продуктивности в модели варьировалось от 5,66 % до 5,29 %, и в среднем составило 5,5 %.

Таблица 2 — Список комбинаций пластов по скважинам, по которым применение ГРД позволить снизить Рзаб на 1,5 МПа и более

Скважина 1 -ый пласт Рнас 1-ого пласта, МПа Абсолютная отметка кровли 1-ого пласта, м 2-ой пласт Рнас 2-ого пласта, МПа Абсолютная отметка кровли 2-ого пласта, м Потенциал снижения Рзаб при ГРД

5115 dfr 7,3 3591,6 dv 14,5 3775,6 -5.58

5115 dfr 7,3 3591,6 dl 12.5 3666 -4.54

5115 dfr 7,3 3591,6 dtm 11.5 3630 -3.86

5010 dkt _11.5 3201,9 dtm 11,5 3419,7 1.92

5002 dtm 11.5 3349,9 dv 14,5 3478,3 -1.87

5120 dkt 11.5 3167,9 dtm 11.5 3379 1.86

5110 dtm 11.5 3367 dv 14,5 3505,2 -1.78

5004 dtm 11.5 3403,3 dv 14.5 3544,5 -1.75

258 dtm 11.5 3367.6 dv 14,5 3510,8 -1.74

260 dkt 11,5 3168 dtm 11.5 3363.8 1.73

5115 dim 11,5 3630 dv 14,5 3775,6 -1.72

5120 dim 11.5 3379 dv 14,5 3526,4 -1.70

5010 dim 11.5 3419,7 dv 14,5 3569 -1.68

370 dim 11.5 3401,1 dv 14,5 3551,4 -1.67

258S dim 11.5 3368 dv 14.5 3520,1 -1.66

5102 dim 11,5 3361,2 dv 14.5 3514,2 -1.65

5105 dtm 11.5 3395,4 dv 14,5 3549 -1.65

5114 dkt 11,5 3250,5 dtm 11,5 3436.8 1.64

5045 dtm 11.5 3392 dv 14,5 3551,6 -1.59

5119 dtm 11.5 3476.6 dv 14,5 3636.2 -1.59

5109 dtm 11,5 3401.2 dv 14,5 3565 -1.56

Таблица 3 - Результаты моделирования

КИН, д.ед. Прирост коэффициента продуктивности, %

Совместная добыча ГРД

0,208 0,220 5,5

Для определения степени влияния способа добычи нефти при разработке многопластового объекта совместным фильтром и с использованием технологии раздельной эксплуатации на прирост добычи нефти для различной протяженности ствола в продуктивном пласте решена серия задач, позволяющих оценить эффективность раздельной добычи нефти.

Рассмотрена совместная и раздельная эксплуатация залежи по 5 вариантам:

1 вариант — пласты Дкт1 и Д1 разрабатываются вертикальной скважиной;

2 вариант - верхний пласт Дкт1 разрабатывается вертикальным участком, нижний пласт Д1 - горизонтальным участком протяженностью 50 м;

3 вариант - верхний пласт Дкт1 разрабатывается вертикальным участком, нижний пласт Д1 — горизонтальным участком протяженностью 100 м;

4 вариант - верхний пласт Дкт1 разрабатывается вертикальным участком, нижний пласт Д1 - горизонтальным участком протяженностью 200 м;

5 вариант - верхний пласт Дкт1 разрабатывается вертикальным участком, нижний пласт Д1 - горизонтальным участком протяженностью 300 м.

Результаты моделирования показали преимущество раздельной эксплуатации пластов Дкт1+Д1 в условиях Вахитовского месторождения. Применение ГРД в горизонтальных скважинах дает существенный прирост в добыче нефти с нижнего пласта и тем самым позволяет сократить время разработки нижележащего низкопроницаемого пласта (рисунок 13).

Рисунок 13 — Зависимость прироста коэффициента продуктивности по нижнему пласту от увеличения протяженности ствола в нижнем пласте в результате внедрения ГРД

Исследована эффективность интенсификации выработки запасов нефти скважинами совместного фонда при переходе на гидродинамически раздельное освоение многопластовой системы.

Также определено целевое назначение скважин, потенциально пригодных к независимому формированию фильтрационных полей многопластовой системы. Для этого выполнено обоснование технологической возможности досрочного ввода пластов объекта возврата в разработку текущим фондом скважин и использование нагнетательных скважин для опережающей добычи нефти с объектов возврата.

Исследовано гидродинамическое разобщение пластов, эксплуатируемых единым фильтром. На четырехсекторной пиктограмме "совместной" эксплуатации визуальное сопоставление размеров активно дренируемых запасов нефти (рисунок 14) по пластам и оценочного ориентира позволило выделить группу скважин, каждый из пластов которых характеризуется высоким объёмом извлекаемых запасов, позволяющих скважине продолжительное время обеспечивать высокие добывные показатели и окупить капитальные и эксплуатационные затраты на применение технологии ГРД.

Южно-Кубанское поднятие

5034

+Дкт-2

5043

264

Разобщение

[ДкН-Д1,Д5] 257 5023 5025 5030 5219 5021

> 501S

232

Ш54

263

Д5-2 Д5-1

Дкг-1 Д1

Дренируемые извлекаемые запасы нефти до 30 тыс.т

Рисунок 14 — Карта-диаграмма для выбора кандидатов для разобщения пластов по объему активных извлекаемых запасов совместно эксплуатируемого фонда, западная часть Вахитовского месторождения

Построенные четырехсекторные карты позволили выполнить ранжирование: скважин на приоритетность внедрения ГРД по величине дренируемых запасов.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Представлен метод интенсификации выработки запасов нефти, основанный на оптимизации длины фильтрационных потоков пласта в соответствии с текущей локализацией и степенью дренируемости.

2. Использован новый способ выделения области регулирования фильтрационных потоков по геологическим и технологическим внутренним границам пласта.

3. Создана технология регулирования обводнения от нагнетательных скважин и границ нефтеносной части пласта посредством выбора расположения и ориентации горизонтальных скважин в условиях фильтрационного поля пласта.

4. Предложенный способ последовательной оценки изменений фильтрационного поля пласта вводом фиктивных «скважин-диагностов» и «скважин-возмутителей» точечной и линейной формы показал свою эффективность при анализе разработки залежи.

5. Рекомендуется изменение фильтрационного поля пласта с целью интенсификации выработки запасов нефти многопластового объекта, реализуемое в промысловых условиях.

6. Разработанные автором рекомендации прошли широкую апробацию на нефтяных месторождениях ОАО «Оренбургнефть», а технология управления фильтрационным полем пласта путем регулирования фонда добывающих и нагнетательных скважин внедрена на Пронькинском месторождении, в результате которого за 2013-2014 гг. получена дополнительная добыча нефти в объеме 1210 т, с экономическим эффектом 2,4 млн руб.

Основные результаты работы опубликованы в следующих научных трудах:

Ведущие рецензируемые научные журналы

1. Федоренко, Н. В. Критерии выбора первоочередных скважин под одновременно-раздельную эксплуатацию на основе исходной геолого-физической информации [Текст] / Н. В. Федоренко, В. Н. Кожин, В. С. Соколов, И. Ш. Щекатурова, И. А. Магзянов // Нефтепромысловое дело. - 2013. - № 12. - С. 5-9.

2. Кожин, В. Н. Методика уточнения разделения добываемой продукции при совместной разработке пластов. [Текст] / В. Н. Кожин, В. С. Соколов, Н. В. Федоренко, И. Ш. Щекатурова, И. А. Магзянов // Нефтепромысловое дело. - 2013. -№ 12. - С. 9-13.

3. Сагитов, Д. К. Гидродинамическая оценка рисков прорыва воды в условиях повышенной вязкости нефти [Текст] / Д. К. Сагитов, В. Э. Халикова, И. Р. Сафиуллин, Н. В. Федоренко, И. Г. Хамитов // Нефтепромысловое дело. - 2014. - № 1. - С. 5-7.

4. Хамитов, И. Г. Численное исследование плотности сетки скважин с учетом многоствольных скважин на примере месторождений Западной Сибири [Текст] / И. Г. Хамитов, И. Ш. Щекатурова, Н. В. Федоренко // Нефтепромысловое дело. - 2014. - № 2. - С. 15-18.

5. Кристьян, И. А. Опыт прогнозирования и выявления залежей нефти на примере территории Больше-Кинельского вала [Текст] /

И. А. Кристьян, Н. В. Федоренко, P. X. Гильманова, Р. Г, Сарваретдинов, В. Ш. Шаисламов, А. А. Махмутов // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. - 2014. - № 6. - С. 60-64.

6. Федоренко, Н. В. Выбор скважин-кандидатов для применения технологии одновременно-раздельной эксплуатации скважин ОРЭ [Текст] / Н. В. Федоренко, В. Н. Кожин, И. Г. Хамитов, Д. К. Сагитов, А. Н. Астахова // Нефтепромысловое дело. - 2015. - № 1. - С. 5-9.

7. Федоренко, Н. В. Обоснование возможных комбинаций совместной разработки пластов Вахитовского месторождений на основании потерь в минимальном забойном давлении [Текст] / Н. В. Федоренко // Нефтепромысловое дело - 2015. - № 2. - С. 15-16.

Прочие печатные издания

8. Сарваретдинов, Р. Г. Методическое руководство по совершенствованию изучения геологического строения сложно-построенных залежей [Текст] / Р. Г. Сарваретдинов, Н. В. Федоренко, Р. Р. Абдулмазитов, Р. Ю. Дрожжин, Т. М. Зидиханов, P.P. Гималетдинов. - Уфа: Выбор, 2011. - 26 с.

9. Кузнецов, М. А. К вопросу об эффективности бурения горизонтальных скважин на объектах Северо-Покурского месторождения. [Текст] / М. А. Кузнецов, Н. JI. Черковский, Н. В. Федоренко, И. Ш. Щекатурова П Энергоэффективность. Проблемы и решения: матер. XIV Междунар. научн.-практ. конф. (Уфа, 23 октября 2014 г.) в рамках XIV Российского энергетического форума «Зеленая энергетика», XX Юбилейной специализированной выставки «Энергосбережение. Электротехника. Кабель» и Международной выставки «Энергетика ШОС». — Уфа, 2014. - С. 69-70.

10. Долгов, В. А. Оценка энергетического состояния пластов относительно проектных данных. [Текст] / В. А. Долгов, Н. JI. Черковский, М. Н. Шаймарданов, Н. В. Федоренко // Энергоэффективность. Проблемы и решения: матер. XIV Междунар. научн.-практ. конф. (Уфа, 23 октября 2014 г.) в рамках XIV Российского энергетического форума «Зеленая энергетика», XX Юбилейной специализированной выставки «Энергосбережение. Электротехника. Кабель» и Международной выставки «Энергетика ШОС». - Уфа, 2014. -С. 71-72.

Фонд содействия развитию научных исследований. Подписано к печати 01.09.2015 г. Формат 60 х 90 1/16. Усл. печ. л. 0,84. Бумага писчая. Тираж 100 экз. Заказ №21. Ротапринт ООО «ИПТЭР». 450055, г. Уфа, пр. Октября, 144/3.