Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Обоснование режима эксплуатации залежей высоковязкой нефти с использованием модели неньютоновского течения и результатов промыслово-гидродинамических исследований

ВАК РФ 25.00.17, Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений

Автореферат диссертации по теме "Обоснование режима эксплуатации залежей высоковязкой нефти с использованием модели неньютоновского течения и результатов промыслово-гидродинамических исследований"

На правах рукописи

ЗИНОВЬЕВ Алексей Михайлович

ОБОСНОВАНИЕ РЕЖИМА ЭКСПЛУАТАЦИИ ЗАЛЕЖЕЙ ВЫСОКОВЯЗКОЙ НЕФТИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МОДЕЛИ НЕНЬЮТОНОВСКОГО ТЕЧЕНИЯ

И РЕЗУЛЬТАТОВ ПРОМЫСЛОВО-ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Специальность 25.00.17 -

Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

18 НОЯ 2013

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ - 2013

005541211

005541211

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Самарский государственный технический университет»

Научный руководитель — кандидат технических наук, доцент

Ольховская Валерия Александровна

Официальные оппоненты:

Гафаров Шамиль Анатольевич доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет», кафедра «Разработка и эксплуатация нефтегазовых месторождений», профессор

Максютин Александр Валерьевич кандидат технических наук, ФГБОУ ВПО «Национальный минерально-сырьевой университет «Горный», кафедра разработки и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений, доцент

Ведущая организация — открытое акционерное общество «Институт по проектированию и исследовательским работам в нефтяной промышленности «Гипровостокнефть»

Защита состоится 25 декабря 2013 г. в 16 час. 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.224.10 при Национальном минерально-сырьевом университете «Горный» по адресу: 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, дом 2, ауд. 1166.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Национального минерально-сырьевого университета «Горный».

Автореферат разослан 22 ноября 2013 г.

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ , (П НИКОЛАЕВ

диссертационного совета — Александр

Константинович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность диссертационной работы

Добыча и проектирование систем разработки месторождений высоковязких нефтей является на сегодня одним из наиболее перспективных направлений развития отечественного топливно-энергетического комплекса. За последние десятилетия в Волго-Уральском нефтедобывающем регионе разведаны и введены в разработку месторождения, многие из которых представлены залежами нефти с повышенной и высокой вязкостью. Как правило, нефти данного класса обладают ярко выраженными реологическими свойствами вследствие содержания высокомолекулярных компонентов - асфальтенов и смол.

Моделирование разработки подобных залежей вызывает затруднения, так как в большинстве современных гидродинамических симуляторов описание изотермической фильтрации флюидов базируется на линейном законе Дарси, который не выполняется для реологически сложных сред.

Кроме того, в данных условиях затруднительно достоверно спрогнозировать параметры эксплуатации залежей, что в конечном итоге приводит к формированию недостаточно рациональной системы разработки. Для исправления возникающих осложнений в промысловых условиях затрачиваются значительные объемы материальных и трудовых ресурсов. Таким образом, разработка способов и методик обоснования и регулирования системы воздействия на пласт, способствующей минимизации влияния неньютоновских свойств нефти, является актуальной задачей нефтедобывающей отрасли.

Цель диссертационной работы

Повышение эффективности разработки месторождений высоковязкой нефти.

Идея диссертационной работы

Комплексная параметрическая интерпретация промысловой информации и гидродинамических исследований скважин на приток с учетом неньютоновских свойств нефти будет способствовать совершенствованию процессов проектирования и моделирования разработки и эксплуатации залежей высоковязкой нефти.

Задачи исследований

1. Провести систематизацию современных представлений о внутренней организации и особенностях поведения высоковязких нефтей как неньютоновских систем, включая математическое

описание.

2. Изучить проблемы проектирования разработки месторождений высоковязких нефтей.

3. Выполнить анализ информативности гидродинамических скважинных исследований на месторождениях высоковязкой нефти и способов их интерпретации.

4. Выполнить концептуальное обоснование выделения укрупненного территориально-распределенного объекта исследований - группы месторождений высоковязкой нефти, приуроченных к землям юго-восточного борта Мелекесской впадины в границах Самарской области по результатам сравнительного анализа геологического строения района работ и физико-химических свойств пластовых флюидов.

5. Исследовать особенности проявления неньютоновских свойств для образцов высоковязкой нефти месторождений Самарской области и их влияние на процесс фильтрации.

6. Разработать способ интерпретации данных исследований скважин на приток с учетом неньютоновских свойств нефти.

7. Обосновать режимы эксплуатации скважин и способы воздействия на пласт, позволяющие эффективно регулировать структурно-механические свойства нефти реальных месторождений.

Методы исследований

В работе использованы теоретические и вычислительные методы, а также экспериментальные лабораторные и промысловые исследования по стандартным и разработанным методикам (фильтрационные, реологические, определение рационального термобарического режима эксплуатации залежи и др.).

Научная новизна работы

1. Для образцов высоковязкой нефти месторождений рассматриваемого укрупненного объекта исследований на территории Самарской области впервые установлена нелинейная взаимосвязь между скоростью фильтрации и градиентом пластового давления вследствие наличия структурно-механических свойств.

2. Обоснована аналитическая модель псевдоустановившегося притока нелинейно вязко-пластичной нефти к вертикальной скважине с произвольной конфигурацией области дренирования, интегрально учитывающая положения классической теории фильтрации неньютоновской нелинейно вязко-пластичной жидкости, результаты анализа промысловых данных, вычислительного и фильтрационного экспериментов.

3. Установлен эффект «кажущейся» проницаемости для карбонатных отложений турнейского возраста, обусловленный одновременным снижением вязкости нефти с ростом градиента пластового давления и влиянием естественной трещенноватости пород-коллекторов.

Защищаемые научные положения

1. При проектировании и моделировании разработки месторождений высоковязкой нефти Самарской области в границах укрупненного объекта исследований влияние установленной нелинейной взаимосвязи между скоростью фильтрации и градиентом пластового давления, неньютоновских нелинейно вязко-пластичных свойств нефти и эффекта «кажущейся» проницаемости учитывается посредством предлагаемой аналитической модели псевдоустановившегося притока высоковязкой нефти к забою вертикальной скважины с произвольной конфигурацией области дренирования, что позволит обосновать как термобарический режим эксплуатации скважин и пластов, так и выбор методов воздействия.

2. Разработанный способ совместной параметрической интерпретации комплекса стандартных промысловых данных, включая результаты гидродинамические исследования скважин (ГДИС) на приток, позволит определить необходимые параметры для формирования рациональной системы разработки залежей высоковязкой нефти с учетом установленного неньютоновского характера ее фильтрации.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаиий подтверждена теоретическими и

экспериментальными исследованиями с использованием комплекса современного оборудования, достаточной сходимостью расчетных и экспериментальных величин, воспроизводимостью полученных результатов.

Практическое значение работы

1. Разработан способ обоснования параметров эксплуатации скважин и пластов, вмещающих нефти с повышенным содержанием асфальтенов и смол, на основе параметрической интерпретации промысловой информации и данных ГДИС на приток на стадии ввода месторождения в эксплуатацию.

2. Разработана методика проектирования систем разработки и выбора сетки скважин с использованием традиционных гидродинамических симуляторов с учетом неньютоновских свойств нефти и их влияния на процесс фильтрации.

3. Разработана методика диагностирования характера притока нефти с повышенным содержанием асфальтенов и смол по данным ГДИС.

4. Материалы диссертационной работы могут быть использованы как в промышленности для формирования рациональной системы разработки месторождений высоковязкой нефти, так и в учебном процессе при чтении лекций и проведении лабораторных и практических занятий по дисциплинам «Подземная гидромеханика углеводородов», «Разработка нефтяных месторождений», «Эксплуатация нефтяных скважин» студентам, обучающимся по направлению «Нефтегазовое дело».

Апробация работы

Основные положения, результаты теоретических и экспериментальных исследований, выводы и рекомендации работы докладывались на 8 научно-практических конференциях, чтениях и семинарах, в т.ч. на X международной научно-технической конференция «Мониторинг разработки нефтяных и газовых месторождений: разведка и добыча» (г. Томск, ЗАО СИАМ, 2011); II научно-практической конференции «Состояние и дальнейшее развитие основных принципов разработки нефтяных месторождений», посвященной памяти H.H. Лисовского (г. Москва, ЦКР Роснедр по УВС, 2011); II межрегиональной научно-технической конференции «Проблемы разработки и эксплуатации месторождений природных битумов и высоковязких нефтей» (г. Ухта, УГТУ, 2011); VIII и IX международной научно-практической конференции «Ашировские чтения» (п. Агой, СамГТУ, 2011,2012); научно-практическом семинаре «Физико-химические методы увеличения нефтеотдачи пластов: прошлое, настоящее и будущее» (г. Москва, ГКЗ РФ, 2012); X международных научных «Надировских чтениях» (г. Атырау, Атыраусский институт нефти и газа, 2012); ежегодной открытой молодежной научно-практической конференции ООО «Татнефть-РемСервис» (г. Альметьевск, ООО «Татнефть-РемСервис», 2013).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 11 научных работ, в том числе 4 статьи в изданиях, входящих в перечень ВАК Министерства образования и науки России.

Структура и объём диссертационной работы

Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заключения, списка принятых сокращений, списка литературы,

включающего 134 наименования. Материал диссертации изложен на 166 страницах машинописного текста, включает 39 таблиц, 51 рисунок, 47 формул.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В введении приводится общая характеристика работы, обосновывается её актуальность, определяются цель, идея, задачи, излагаются научная новизна, защищаемые научные положения и практическая значимость.

В первой главе проведен анализ существующих проблем как на этапе проектировании разработки месторождений, так и в процессе добычи высоковязкой нефти с повышенным содержанием асфальтенов и смол.

При выполнении диссертационной работы автор опирался на научные труды отечественных и зарубежных ученых, внесших значительный вклад в развитие теории и практики добычи высоковязкой нефти, таких как: В.Н. Щелкачев, Б.Б. Лапук, И.Г. Баренблатт, А.Х. Мирзаджанзаде, М.Г. Бернадинер, В.В. Девликамов, З.А. Хабибуллин, М.М. Кабиров, Ш.А. Гафаров, Ю.В. Антипин, А.Т. Горбунов, Р.Г. Шагиев, М.К. Рогачев, М.А. Токарев, М.М. Хасанов, В.Д. Лысенко. В.И. Кудинов, Б.М. Сучков, Н.К. Байбаков, P.C. Хисамов, И.Т. Мищенко, И.Н. Евдокимов, В.А. Иктисанов, Л.М. Рузин, О.Л. Бингам, Р.В. Олсон и многих других.

Систематизация современных представлений о внутренней организации и особенностях поведения высоковязких нефтей как неньютоновских систем позволяет утверждать, что асфальтено-смолистые вещества предопределяют неньютоновское поведение нефти при начальных пластовых условиях и охлаждении в ходе разработки, пока температура пласта остаётся выше температуры насыщения нефти парафином. Специфика асфальтенов и смол как наноколлоидных компонентов заключается в том, что они способны формировать внутреннюю структуру и влиять на процесс движения нефти к забоям добывающих скважин. В отличие от парафина, который формирует в нефти прочную объёмную структурную сетку кристаллизационного типа, асфальтены и смолы образуют структуру коагуляционного типа, что, как правило, придаёт нефтяной системе вязко-пластичные свойства.

В результате процессов структурообразования неньютоновская нефть не подчиняется закону вязкого трения Ньютона. Её течение характеризуется критическими напряжениями сдвига и,

соответственно, критическими градиентами давления. Связь между дебитом и депрессией в процессе фильтрации становится нелинейной, а течение нефти в пласте - более сложным, поскольку нефть характеризуется переменной вязкостью. От соотношения асфальтенов и смол зависят такие реологические параметры, как градиент динамического давления сдвига - ГДЦС (Н) и градиент давления предельного разрушения структуры (Нт). Градиенты давления, при которых проявляются структурно-механические свойства нефти, зависят от проницаемости и температурного режима пористой среды. Чем выше проницаемость и пластовая температура, тем меньше ГДЦС при прочих равных условиях.

С учётом вязко-пластичных свойств нефти зона действия вертикальной скважины, показанная на рисунке 1, может быть схематизирована круговым элементом, внешняя граница которого в пределе совпадает с границей залежи. В области фильтрации вязкость нефти является переменной. В ближайшей к скважине подобласти с радиусом rm нефть движется с минимальной вязкостью Jim и полностью разрушенной структурой. В подобласти с внутренним радиусом rm и внешним радиусом rd вязкость нефти переменная (эффективная вязкость Щф), её значение возрастает по мере удаления от скважины и снижения градиента давления. В третьей, периферийной подобласти нефть движется с максимальной вязкостью цо и не разрушенной структурой, образованной асфальтенами и смолами. При этом зависимость скорости фильтрации от градиента давления графически будет выглядеть так, как показано на рисунке 2.

Классически стационарный плоскорадиальный приток нелинейно вязко-пластичной нефти к забою добывающей вертикальной скважины описывается уравнением, предложенным специалистами Уфимского государственного нефтяного технического университета (1):

0 =_2-n-k-h\PK-Pc)__(1)

ÈfL+ffs. ' + An W »

т Rc 0 rd Ш ÈÎL+En.

АН Нт 2

где ДН = Hm - Н; Дц = Цо - |J.m, к - проницаемость пласта, м ; h -толщина пласта, м; H и Нт - критические градиенты давления, Па/м; Um и цо - соответственно, минимальная и максимальная вязкость нефти, Па-с; Rc - радиус скважины, м; RK - радиус действия

скважины, м; Рс - забойное давление в скважине, Па; Рк - пластовое давление (давление на внешней границе области фильтрации), Па.

Рисунок 1 - Схема притока Рисунок 2 - Общий вид зависимости

нелинейно вязко-пластичной скорости фильтрации нелинейно вязко-

нефти к вертикальной скважине пластичной нефти от градиента давления

Однако зависимость (1) имеет ряд недостатков:

1) Не учитывается влияние контура питания на процесс фильтрации;

2) Не учитывается форма площади дренирования, отличная от круговой;

3) Давление на внешней границе области фильтрации считается постоянным, что редко встречается как в условиях режима истощения, так и в условиях напорного режима.

Таким образом, для повышения качества прогноза и расширения области применения необходимо обоснование математической модели, лишенной данных недостатков.

Важной задачей проектирования разработки месторождений высоковязкой нефти является обоснование применения тех или иных методов воздействия, определение необходимых параметров для их проведения, выбор участков пласта, а также оценка планируемых результатов.

Вместе с тем, достоверно спрогнозировать параметры разработки месторождений, используя трёхмерные

гидродинамические симуляторы и традиционные модели фильтрации ньютоновской нефти, зачастую невозможно. В контексте данной проблемы необходимо по-новому взглянуть на уже имеющуюся промысловую информацию. Так, в стандартный комплекс исследований входят: определение компонентного состава попутного нефтяного газа, определение физико-химических свойств нефти и массового содержания в ней различных групп углеводородов, определение геологического строения залежи, её физических свойств и характера их распределения, комплекс геофизических исследований, а также комплекс ГДИС. Анализируя

совокупность этих данных для месторождений ньютоновской нефти с использованием традиционных методик интерпретации промысловой информации, получают стандартный набор параметров, которые ложатся в основу проекта разработки.

Для месторождений высоковязкой нефти характерна та же совокупность исследований, но при использовании традиционного подхода к обработке полученных данных без учета неньютоновских свойств нефти, прогноз и обоснование параметров системы разработки могут оказаться недостоверными. Из этого следует, что для рассматриваемых месторождений необходим нетрадиционный подход к анализу промысловых данных, включая ГДИС с получением пар значений «дебит-депрессия» и интерпретацию имеющихся материалов. Не исключено также, что может возникнуть необходимость в проведении дополнительных фильтрационных и реологических исследований образцов нефти или внесение корректировок в процедуру проведения стандартных исследований.

Во второй главе проводится сравнительный комплексный анализ условий формирования и геолого-физических характеристик продуктивных отложений и вмещаемой нефти на территории юго-восточного (Самарская область) и восточного (Республика Татарстан) бортов Мелекесской впадины.

На рассматриваемой территории наибольшее число залежей, более 40%, приходится на III терригенный нефтегазоносный комплекс (пласты Б2 (CI); Б3 (Cía)), вторым по числу открытий является II верхнедевонско-турнейский карбонатный комплекс (пласты В,; Дл; Д31т; Дз'у; Д3СУ; ДзЬг), и более 10% открытий приходится на башкирско-серпуховский карбонатный подкомплекс IV нефтегазоносного комплекса (пласты А4; А5)

В значительной степени залежи нефти, приуроченные к землям юго-восточного и восточного бортов Мелекесской впадины, сформированы под воздействием схожих процессов осадконакопления и структурообразования. Одной из основных внутриформационных структур, оказавших влияние на формирование продуктивных отложений в карбонатном верхнедевонско-турнейском и терригенном визейском нефтегазоносных комплексах в пределах Самарской области и Республики Татарстан, является Камско-Кинельская система прогибов. Этим обусловлена сопоставимость коллекторских свойств и литологического состава пород, а также компонентного состава и параметров высоковязкой нефти. Преимущественно в разрезе

отложений рассматриваемых комплексов юго-восточного и восточного бортов Мелекесской впадины встречаются нефти химического типа Аг. Это нафтено-парафиновые и парафино-нафтеновые нефти. Основными причинами образования подобных нефтей, обогащенных N1 и V, являются фазово-миграционные и окислительные процессы, интенсивные в различные геодинамические периоды. Вязкость и плотность нефтей продуктивных отложений восточного борта Мелекесской впадины, так же как и юго-восточного борта, увеличивается по разрезу снизу вверх. Нефти относятся к типу тяжелых, вязких, высокосернистых, смолистых, парафинистых. Содержание асфальтенов в среднем около 5 %, в связи с чем в процессе разработки и эксплуатации месторождений на рассматриваемой территории при пластовых температурах больших, чем температура насыщения нефти парафиновыми веществами, высоковязкая нефть проявляет свойства нелинейно вязко-пластичной неньютоновской жидкости.

На основании доказанной аналогии условий осадконакопления формирования структур, геолого-физического строения рассматриваемой территории, физико-химических свойств вмещаемой нефти концептуально обосновано выделение укрупненного территориально распределенного объекта исследований - юго-восточного борта Мелекесской впадины в границах Самарской области.

В третьей главе представлены результаты лабораторных исследований по изучению реологических свойств высоковязких нефтей на месторождениях, приуроченных к юго-восточному борту Мелекесской впадины на территории Самарской области, а также осуществлена оценка их влияния на процесс фильтрации по данным лабораторных реологических и фильтрационных экспериментов (таблица 1). Исследования выполнены в рамках научной стажировки на кафедре «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений» Национального минерально-сырьевого

университета «Горный», в лаборатории «Повышение нефтеотдачи пластов».

На первом этапе были проведены лабораторные исследования реологических свойств проб нефтей Юганского, Авралинского, Стреловского и Сборновского месторождений. Исследования реологических свойств нефтей осуществлялось с использованием ротационного вискозиметра Ю1ео1е81 ЮЧ4.1. Образцы исследуемых нефтей не подвергались предварительному вакуумированию.

Подготовка образцов нефти к реологическим исследованиям производилась путем длительного её отстоя и очистки от нерастворимых твёрдых частиц. Результаты реологических исследований проб нефти при пластовой температуре представлены на рисунке 3.

Таблица 1 - Стандартная характеристика проб исследуемой нефти (согласно проектной и промысловой документации)

№ п/п Месторождение (пласт) Вязкость в пластовых условиях, мПа-с Содержание смол, % Содержание асфальтенов, % Пластовая температура,

1 Авралинское (Б2) 182,6 6,56 8,5 37

2 Сборновское (ВО 461,1 15,6 6,31 30,2

3 Стреловское (А4) 276,2 11,75 9,19 26

4 Юганское (Д,т) 50,1 11,07 8,26 46

На втором этапе проводились лабораторные фильтрационные исследования на модели, составленной из естественных образцов кернов пласта А4 Стреловского месторождения при термобарических условиях, максимально приближенных к пластовым. Исследования проводились на установке ЯР8-812.

Перед началом фильтрационных исследований осуществлялась подготовка кернов и насыщение их пластовой водой. После размещения исследуемых образцов, насыщенных водой, в кернодержателе и создания первоначальных термобарических условий (температура 26 °С, поровое давление 12,1 МПа, горное давление 26,1 МПа) производилось формирование остаточной водонасыщенности в составной модели керна путем прокачки 10-ти поровых объемов нефти пласта А4 Стреловского месторождения при перепаде давления -0,07 МПа. После этого непосредственно выполнялись экспериментальные исследования процессов фильтрации аномально-вязкой нефти при различных температурах (26, 45 и 70 °С) в режиме постоянных расходов. Значения выбранных расходов соответствуют условиям фильтрации нефти, как в удаленной области пласта, так и в призабойной зоне.

Результаты лабораторных исследований, приведённые к масштабу реального пласта, представлены на рисунке 4.

Целью фильтрационных экспериментов являлся замер градиентов давлений при фильтрации через образец керна нефти с различными расходами в сторону увеличения, а затем -уменьшения, до момента стабилизации фильтрационного потока.

Рисунок 3 - Зависимость скорости сдвига от напряжения сдвига проб нефти при пластовой температуре:а) Авралинское месторождение (пласт Б2); б) Сборновское месторождение (пласт В,); в)Стреловское месторождение (пласт А4); г) Юганское месторождение (пласт ДзГга)

> С

у/ 3 11

= ""и * / 3

с у' / к

£ 1" ± 1

г , / у'

2

'№Ш1Л1сН1Ю1П Ц'.киин! Д.|ЛИНПЯ II.» .м ' Ч ШК.ПЧИНЫП 1 |'1Д11сМ1 ;[1НсНН4 Нам

М|<1м»п.\>а • 1 нр.нньт \1«д ПрА-М- \нД - - 1 •.'.¡1.1П11411

' 'I И'КШ НПП ГП ЦЧДЛЧГТ Д1ЕКНТУ Идя

-П|и:1 V 'Л — 1 '"¡'П ш ш :..'Д

Рисунок 4 - Зависимость градиента давления от скорости фильтрации (при прямом и обратном ходе) нефти Стреловского месторождения при 26 "С, 45 °С и 70 °С

Температурный диапазон выбирался исходя из начальных пластовых условий и с учётом степени прогрева пласта в случае применения теплового воздействия.

Итоговые результаты фильтрационных и реологических исследований представлены в таблицах 2 и 3.

Очевидно, что с ростом температуры влияние реологических свойств на процесс фильтрации снижается (таблица 2). Таким образом, данную нефть можно отнести к классу неньютоновских жидкостей.

Полученные зависимости подтвердили теоретические положения о том, что для нефти с повышенным содержанием асфальтено-смолистых веществ характерна нелинейная связь между скоростью фильтрации и градиентом давления как следствие проявления структурно-механических (реологических) свойств.

В результате процессов структурообразования фильтрация неньютоновской нефти не подчиняется закону вязкого трения Ньютона. Её течение характеризуется критическими напряжениями сдвига и, соответственно, критическими градиентами давления.

Таблица 2 - Результаты экспериментов по определению фильтрационных свойств нефти Стреловского месторождения

Скорость фильтрации, V • КГ6, м/с Эквивалентный градиент давления, Па/м

Прямой ход | Обратный ход

26 °С

3,15 518,7 363,1

6,3 1141,1 985,5

10,73 2022,8 1296,7

15,77 2800,8 1815,3

31,55 4149,3 4149,3

45 °С

0,63 3,6 1,0

1,57 197,1 83,0

3,15 383,8 155,6

6,3 829,9 757,2

12,6 1711,6 1711,6

70 °С

0,63 103,7 103,7

1,57 155,6 155,6

3,15 259,3 259,3

6,3 466,8 466,8

12,6 985,5 985,5

Таблица 3 - Анализ данных реологических и фильтрационных исследований нефти пласта А4 Стреловского месторождения при пластовой температуре 26 °С.

Параметр вязкости Величина Критический градиент пластового давления, Па/м

Максимальная вязкость нефти Но, мПа ' с 1085,7 сдвига структуры Н 2800,8

Эффективная вязкость нефти мПа ' с 732,1 - -

Минимальная вязкость нефти цт, мПа ' с 400,7 разрушения структуры нт 4149,3

Индекс аномалии вязкости 2,71

В четвертой главе изложена методика комплексной параметрической интерпретации промысловой информации и данных гидродинамических исследований скважин на приток с учетом неньютоновских свойств нефти.

Промысловые расчеты предлагается проводить на основе аналитической модели псевдоустановившегося притока нелинейно вязко-пластичной нефти к вертикальной скважине, учитывающей влияние критических значений депрессии на процесс фильтрации (2), полученной в результате совместного анализа лабораторных исследований и промысловой документации:

' 2-тгкИ-(Рк-Рс]

<2 =

'2,2458-А

с-я:

,АР<АР„

2-7Г-к->1-(Рх-Рс)

, г- АН-/и„ + А^і-Н , ДІ7 и

Мт ' ^-—----ІП^2-"- + Д,'

Яс АН М +

АН Н~

1п

2,2458-А

V

С

,ЛЯй<ДР<ДРт; (2)

2-лк-И-(Р,-Рс)

В.-м.-] 1п

(2,2458-у

,АР>ЛР

где А - площадь области дренирования, м ; Са - безразмерный фактор формы площади дренирования; Дрн- значение депрессии при которой во всей области дренирования нефть все еще будет фильтроваться с постоянной максимальной вязкостью и полностью не разрушенной структурой; АРт - минимальное значение

депрессии, при котором во всей области дренирования нефть будет фильтроваться с постоянной минимальной вязкостью /лт и полностью разрушенной структурой.

Использование данной математической модели при проведении промысловых расчетов позволит учесть влияние контура питания на процесс фильтрации, а также псевдоустановившийся характер притока нелинейно вязко-пластичной нефти к вертикальной скважине в системе «пласт-призабойная зона», что, в конечном итоге, будет способствовать полноте выработки запасов. Также установлено, что неньютоновские свойства нелинейно вязко-пластичной нефти не будут оказывать влияния на процесс фильтрации, если во всей области притока (от контура питания до забоя добывающей скважины), будут созданы такие термобарические условия, при которых взаимодействие высокомолекулярных компонентов (смол и асфальтенов) будет невозможно.

Суть разработанной методики заключается в следующем:

1) Систематизируется информация о компонентном составе попутного нефтяного газа, массовом содержании в нефти асфальтенов и смол, а также основных свойствах пласта (проницаемости, температурном режиме), и по известным эмпирическим методикам рассчитываются критические градиенты пластового давления, либо проводятся фильтрационные исследования по их определению. В случае недостатка или недостоверности исходных данных в расчётах может использоваться информация по любому месторождению-аналогу, включённому в состав укрупнённого территориально-распределённого объекта.

2) При отсутствии специальных исследований проб нефти с воспроизведением пластовых условий на капиллярном вискозиметре, на основе обоснованной математической модели (2) по данным испытания скважин на приток производится оценка фактических реологических свойств нефти, таких как минимальная (1г и эффективная Цэф вязкости, и определяются границы подобластей фильтрации гт и гс].

3) Для дальнейших расчётов используются пары значений «дебит-депрессия». Расчёт производится по принципу сходимости правой и левой частей уравнения (2). Под предполагаемым влиянием возрастающей депрессии и/или температуры зона фильтрации автоматически разбивается на подобласти. Одновременно фиксируется увеличение дебита, которое

обусловлено: а) наблюдаемым по результатам расчётов ростом радиуса гт, характеризующего внешнюю границу области фильтрации нефти с минимальной вязкостью; б) снижением значения эффективной ВЯЗКОСТИ |1эф с ростом депрессии и/или температуры в области, ограниченной радиусами гт и г^

4) На основе карты изобар строится карта распределения фактических изоградиентов пластового давления. Зная распределение проницаемости и температурного поля по пласту, также можно построить карту критических изоградиентов давления.

5) По результатам совместного анализа двух карт или только карты фактических изоградиентов давления выделяются области пласта, в которых наиболее вероятно проявление структурно-механических свойств нефти. Таким образом, определяются наиболее перспективные участки для внедрения методов воздействия (организация систем поддержания пластового давления, прогрев пласта).

После проведения всех расчётов на выходе получают набор параметров оптимальной эксплуатации скважин и термобарического режима залежи высоковязкой нефти.

В пятой главе рассмотрены результаты расчетов и проектирования разработки ряда месторождений Самарской области, с использованием представленной методики, что подтверждено актом о внедрении научных положений и выводов диссертационного исследования.

Разработанная методика комплексной параметрической интерпретации промысловой информации и данных гидродинамических исследований скважин на приток с учетом неньютоновских свойств нефти использована в реальном проектировании, в частности:

1) Проведено обоснование режимов эксплуатации, потенциального дебита проектных скважин и способов воздействия на продуктивный пласт А4 многокупольного Кутузовского месторождения;

2) Обоснован выбор модели и проведено гидродинамическое моделирование разработки пласта А4 собственно Кутузовского купола Кутузовского месторождения с учетом неньютоновских нелинейно вязко-пластичных свойств нефти;

3) Выявлен и обоснован эффект «кажущейся проницаемости» на примере залежей нефти пластов В] Свободного и Ипполитовского месторождений.

4) Осуществлено построение карт изоградиентов пластового давления и оценка энергетического состояния для залежи пласта В[ Свободного месторождения.

5) Выполнено диагностирование характера течения нефти по данным гидродинамических исследований скважин с учетом её неньютоновских нелинейно вязко-пластичных свойств для залежей пластов Дл и Дл' Алексеевского месторождения.

Наиболее перспективным направлением развития разработанных научных и практических положений и рекомендаций является их адаптация для проведения проектирования разработки, режимов эксплуатации и способов воздействия для залежей нелинейно вязко-пластичной нефти с повышенным содержанием асфальтенов и смол, вскрытых сеткой наклонно-направленных и/или горизонтальных скважин.

Основные выводы и рекомендации

1. На основе проработки литературных и промысловых данных установлено, что практически все высоковязкие нефти можно отнести к классу неньютоновских жидкостей, поскольку для них, в зависимости от компонентного состава, будет нарушаться закон вязкого трения Ньютона. Нефти Волго-Уральского региона с повышенным содержанием асфальтено-смолистых-парафиновых веществ, при температурах, больших температуры насыщения пластовой нефти парафинами, и содержании асфальтенов свыше 1 %, проявляют нелинейно вязко-пластичный характер.

2. Показано, что на территории Мелекесской впадины практически для всех залежей характер влияния свойств высоковязкой нефти на процесс разработки при схожих фильтрационно-емкостных и геолого-физических характеристиках пород-коллекторов будет приблизительно одинаковым и может описываться одинаковыми зависимостями.

3. В ходе экспериментальных исследований доказано, что представленные образцы нефти пласта Бг Авралинского месторождения, пласта В] Сборновского месторождения, пласта А4 Стреловского месторождения и пласта Дзт Юганского месторождения обладают свойствами неньютоновских нелинейно вязко-пластичных жидкостей и характеризуются наличием критических напряжений сдвига. В результате проведенных фильтрационных исследований установлено, что исследованная нефть Стреловского месторождения обладает структурно-

механическими свойствами, следовательно, для нее характерен эффект аномалии вязкости, и данную нефть можно отнести к классу неньютоновских жидкостей.

4. Отмечено несовершенство существующих способов описания процесса фильтрации нелинейно вязко-пластичной нефти. Так классическое уравнение стационарного плоскорадиального притока нелинейно вязко-пластичной нефти к забою добывающей вертикальной скважины справедливо для круговой формы площади дренирования при условии постоянства давления на контуре питания, что редко встречается как в условиях режима истощения, так и в условиях напорного режима. Вследствие этого, параметры, рассчитанные на его основе, могут оказаться завышенными.

5. Обосновано применение модернизированного уравнения притока нелинейно вязко-пластичной нефти к вертикальной скважине при проведении промысловых расчетов. Это позволит учесть влияние контура питания на процесс фильтрации, а также псевдоустановившийся характер притока в системе «пласт-призабойная зона», что, в конечном итоге, будет способствовать полноте выработки запасов.

6. Показано что, при отсутствии или невозможности специальных фильтрационных и реологических исследований структурно-механических свойств осуществить их оценку и количественно охарактеризовать влияние на процесс фильтрации высоковязкой неньютоновской нелинейно вязко-пластичной нефти позволяет разработанная методика интерпретации данных испытания пласта на приток к забою добывающей вертикальной скважины.

7. Доказано, что разработанная методика комплексной параметрической интерпретации промысловой информации и данных ГДИС на приток с учетом неньютоновских свойств нефти позволяет обосновать оптимальный термобарический режим разработки залежи высоковязкой нефти. На основе проведенных расчётов можно обосновать набор параметров эксплуатации скважин и термобарического режима без привязки к какому-либо конкретному тепловому методу воздействия, которые в дальнейшем могут использоваться для оценки потенциального дебита скважин объекта и проведении гидродинамического моделирования.

8. Доказано, что в пластах, имеющих сложную реологическую характеристику, структурно-механические свойства нефти оказывают влияние на фильтрацию, вследствие чего по данным

ГДИС при освоении, могут уточняться как фильтрационные параметры пористой среды, так и вязкость пластовой нефти.

9. Выполнено диагностирование характера притока нефти на основе использования модели радиального притока нелинейно вязко-пластичной нефти к скважине, что позволяет оценить степень изменения вязкости в области фильтрации с известной проницаемостью. В рассмотренном примере (Алексеевское месторождение) вязкость нефти в области фильтрации тестируемой скважины по расчётам меняется в 2,5 раза, что должно учитываться как при планировании лабораторных экспериментов, так и в методиках интерпретации данных ГДИС.

10. Основные положения работы рекомендуются к использованию для прогнозирования режимов эксплуатации и обоснования способов воздействия на продуктивные пласты при проведении проектирования разработки месторождений, включённых в состав укрупнённого территориально-распределённого объекта исследований — земли юго-восточного борта Мелекесской впадины.

Наиболее значимые публикации по теме диссертации

1. Ольховская, В.А. Параметрическая интерпретация данных гидродинамических исследований скважин и пласта как реологической системы [Текст] / В.А. Ольховская, A.M. Зиновьев, Ю.А. Головина // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. - 2012. - № 8. - С. 40-44.

2. Зиновьев, A.M. Проектирование систем разработки месторождений высоковязкой нефти с использованием модели неньютоновского течения и результатов исследования скважин на приток [Текст] / A.M. Зиновьев, В.А. Ольховская, Н.М. Максимкина // Нефтепромысловое дело. - 2013. - № 1. - С. 5-14.

3. Зиновьев, A.M. Обоснование аналитической модели псевдоустановившегося притока нелинейно вязко-пластичной нефти к вертикальной скважине [Текст] / A.M. Зиновьев, В.А. Ольховская, A.A. Ковалев // Вестник ЦКР Роснедра. - 2013. - №2 - С. 40-45.

4. Зиновьев, A.M. Исследование реологических свойств и особенностей фильтрации высоковязких нефтей месторождений Самарской области [Текст] / A.M. Зиновьев, В.А. Ольховская, В.В. Коновалов, Д.В. Мардашов, Д.С. Тананыхин, П.В. Рощин // Вестник СамГТУ. Серия «Технические науки». -2013. -№ 2 (38). -С. 197-205.

РИЦ Горного университета. 15.11.2013. 3.570. Т.100 экз. 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2

Текст научной работыДиссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Зиновьев, Алексей Михайлович, Самара

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Самарский государственный технический университет»

На правах рукописи

04201455187

ЗИНОВЬЕВ Алексей Михайлович

ОБОСНОВАНИЕ РЕЖИМА ЭКСПЛУАТАЦИИ ЗАЛЕЖЕЙ ВЫСОКОВЯЗКОЙ НЕФТИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МОДЕЛИ

НЕНЬЮТОНОВСКОГО ТЕЧЕНИЯ И РЕЗУЛЬТАТОВ ПРОМЫСЛОВО-ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Специальность 25.00.17 — Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых

месторождений

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ:

кандидат технических наук, доцент В.А. Ольховская

Самара - 2013

ВВЕДЕНИЕ......................................................................................................................6

ГЛАВА 1 ПОНЯТИЕ, МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССА ФИЛЬТРАЦИИ И СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ДОБЫЧИ НЕНЬЮТОНОВСКОЙ НЕФТИ...................................................................................12

1.1 Понятие аномальной или неныотоновской нефти...............................................14

1.2 Основные положения некоторых математических моделей неустановившейся фильтрации жидкости...................................................................................................17

1.2.1 Модель Щелкачёва...............................................................................................18

1.2.2 Модель Христиановича.......................................................................................18

1.2.3 Модель Баренблатта.............................................................................................19

1.2.4 Простейшая модель по релаксационному закону фильтрации........................20

1.2.5 Моделирование нестационарной фильтрации в пластах с фрактальной структурой......................................................................................................................21

1.2.6 Математическое описание процесса структурообразования в неньютоновских жидкостях..........................................................................................22

1.2.7 Современное представление о внутренней организации высоковязких нефтей как неныотоновских систем............................................................................24

1.2.8 Математическая модель стационарного притока нелинейно вязко-пластичной нефти к забою вертикальной скважины.................................................28

1.3 Анализ информативности стандартного комплекса промысловой информации и гидродинамических исследований скважин............................................................32

1.4 Современные технологии добычи неньютоновской высоковязкой нефти.......35

Выводы к главе 1...........................................................................................................41

ГЛАВА 2 ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ФОРМИРОВАНИЯ ЗАЛЕЖЕЙ

ВОСТОЧНОГО БОРТА МЕЛЕКССКОЙ ВПАДИНЫ..............................................43

2.1 Геолого-физическая характеристика основных месторождений юго-

восточного борта Мелекесской впадины....................................................................45

2.1.1 Геолого-физическая характеристика Сборновского месторождения.............45

2.1.2 Геолого-физическая характеристика Свободного месторождения.................49

2.1.3 Геолого-физическая характеристика Стреловского месторождения..............51

2.1.4 Геолого-физическая характеристика Юганского месторождения..................56

2.1.5 Геолого-физическая характеристика Авралинского месторождения.............58

2.1.6 Геолого-физическая характеристика Булатовского месторождения..............59

2.2 Сводная геолого-физическая и структурно-геологическая характеристика продуктивных отложений юго-восточного борта Мелекесской впадины (Самарская область)......................................................................................................62

2.3 Сводная геолого-физическая и структурно-геологическая характеристика продуктивных отложений восточного борта Мелекесской впадины (Республика Татарстан).......................................................................................................................64

2.4 Комплексный анализ физико-химических свойств нефти и геолого-физического строения месторождений юго-восточного и восточного бортов

Мелекесской впадины...................................................................................................67

Выводы к главе 2...........................................................................................................71

ГЛАВА 3 ИССЛЕДОВАНИЕ РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И ОСОБЕННОСТЕЙ ФИЛЬТРАЦИИ ВЫСОКОВЯЗКИХ НЕФТЕЙ МЕСТОРОЖДЕНИЙ САМАРСКОЙ ОБЛАСТИ......................................................74

3.1 Исследование реологических свойств высоковязкой нефти на месторождениях Самарской области........................................................................................................75

3.2 Фильтрационные исследования высоковязкой нефти Стреловского месторождения...............................................................................................................82

3.2.1 Подготовка естественных образцов керна к фильтрационным исследованиям................................................................................................................82

3.2.2 Характеристика лабораторного оборудования для проведения фильтрационных исследований...................................................................................84

3.2.3 Проведение фильтрационных исследований.....................................................86

3.3 Анализ данных реологических и фильтрационных исследований нефти пласта

А4 Стреловского месторождения.................................................................................89

Выводы к главе 3...........................................................................................................91

ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ КОМПЛЕКСНОЙ ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ ИНТЕРПРЕТАЦИИ ПРОМЫСЛОВОЙ ИНФОРМАЦИИ И ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ СКВАЖИН НА ПРИТОК С УЧЕТОМ НЕНЫОТОНОВСКИХ СВОЙСТВ НЕФТИ.............................................93

4.1 Обоснование аналитической модели псевдоустановившегося притока нелинейно вязко-пластичной нефти к вертикальной скважине...............................93

4.2 Влияние критических значений депрессии на приток нелинейно вязко-пластичной нефти к забою добывающей вертикальной скважины.........................97

4.3 Методика комплексной параметрической интерпретации промысловой информации и гидродинамических исследований скважин на приток с учетом

неныотоновских свойств нефти.................................................................................102

Выводы к главе 4.........................................................................................................106

ГЛАВА 5 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РАЗРАБОТАННОЙ МЕТОДИКИ ИНТЕРПРЕТАЦИИ ДАННЫХ ГДИС В РЕАЛЬНОМ ПРОЕКТИРОВАНИИ. ОБОСНОВАНИЕ ТЕРМОБАРИЧЕСКОГО РЕЖИМА ЭКСПЛУАТАЦИИ ЗАЛЕЖИ И ВЫБОРА ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ...............................108

5.1 Обоснование режимов эксплуатации и способов воздействия на продуктивные

пласты...........................................................................................................................108

5.1.1 Предлагаемая технология паротеплового воздействия..................................114

5.2 Обоснование режимов эксплуатации и потенциального дебита скважин......116

5.3 Проведение гидродинамического моделирования с учетом неныотоновских нелинейно вязко-пластичных свойств нефти...........................................................122

5.4 Обоснование эффекта «кажущейся проницаемости»........................................130

5.5 Построение карт изоградиентов пластового давления по залежи для оценки энергетического состояния.........................................................................................132

5.6 Диагностирование характера течения нефти по данным гидродинамических исследований скважин с учетом её неныотоновских нелинейно вязко-пластичных

свойств..........................................................................................................................137

Выводы к главе 5.........................................................................................................144

ЗАКЛЮЧЕНИЕ............................................................................................................147

СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ..................................................................150

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ...........................................................................................151

ПРИЛОЖЕНИЕ А Акт о внедрении научных положений и выводов в ООО

«НефтеСтройПроект»..................................................................................................164

ПРИЛОЖЕНИЕ Б Справка об использовании материалов диссертации в учебном процессе........................................................................................................................166

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность диссертационной работы

Добыча и проектирование систем разработки месторождений высоковязких нефтей является на сегодня одним из наиболее перспективных направлений развития отечественного топливно-энергетического комплекса. За последние десятилетия в Волго-Уральском нефтедобывающем регионе разведаны и введены в разработку месторождения, многие из которых представлены залежами нефти с повышенной и высокой вязкостью. Как правило, нефти данного класса обладают ярко выраженными реологическими свойствами вследствие содержания высокомолекулярных компонентов - асфальтенов и смол.

Моделирование разработки подобных залежей вызывает затруднения, так как в большинстве современных гидродинамических симуляторов описание изотермической фильтрации флюидов базируется на линейном законе Дарси, который не выполняется для реологически сложных сред.

Кроме того, в данных условиях затруднительно достоверно спрогнозировать параметры эксплуатации залежей, что в конечном итоге приводит к формированию недостаточно рациональной системы разработки. Для исправления возникающих осложнений в промысловых условиях затрачиваются значительные объемы материальных и трудовых ресурсов. Таким образом, разработка способов и методик обоснования и регулирования системы воздействия на пласт, способствующей минимизации влияния неныотоновских свойств нефти, является актуальной задачей нефтедобывающей отрасли.

При выполнении диссертационной работы автор опирался на научные труды отечественных и зарубежных ученых, внесших значительный вклад в развитие теории и практики добычи высоковязкой нефти, таких как: В.Н. Щелкачев, Б.Б. Лапук, И.Г. Баренблатт, А.Х. Мирзаджанзаде, М.Г. Бернадинер, В.В. Девликамов, З.А. Хабибуллин, М.М. Кабиров, Ш.А. Гафаров, Ю.В. Антипин, А.Т. Горбунов, Р.Г. Шагиев, М.К. Рогачев, М.А. Токарев, М.М. Хасанов, В.Д. Лысенко. В.И. Кудинов, Б.М. Сучков, Н.К. Байбаков, P.C. Хисамов, И.Т.

Мищенко, И.Н. Евдокимов, В.А. Иктисанов, Л.М. Рузин, О.Л. Бингам, Р.В. Олсон и многих других.

Цель диссертационной работы

Повышение эффективности разработки месторождений высоковязкой нефти.

Идея диссертационной работы

Комплексная параметрическая интерпретация промысловой информации и гидродинамических исследований скважин на приток с учетом неныотоновских свойств нефти будет способствовать совершенствованию процессов проектирования и моделирования разработки и эксплуатации залежей высоковязкой нефти.

Задачи исследований

1. Провести систематизацию современных представлений о внутренней организации и особенностях поведения высоковязких нефтей как неныотоновских систем, включая математическое описание.

2. Изучить проблемы проектирования разработки месторождений высоковязких нефтей.

3. Выполнить анализ информативности гидродинамических скважинных исследований на месторождениях высоковязкой нефти и способов их интерпретации.

4. Выполнить концептуальное обоснование выделения укрупненного территориально-распределенного объекта исследований - группы месторождений высоковязкой нефти, приуроченных к землям юго-восточного борта Мелекесской впадины в границах Самарской области по результатам сравнительного анализа геологического строения района работ и физико-химических свойств пластовых флюидов.

5. Исследовать особенности проявления неныотоновских свойств для образцов высоковязкой нефти месторождений Самарской области и их влияние на процесс фильтрации.

6. Разработать способ интерпретации данных исследований скважин на

приток с учетом неныотоновских свойств нефти.

7. Обосновать режимы эксплуатации скважин и способы воздействия на пласт, позволяющие эффективно регулировать структурно-механические свойства (CMC) нефти реальных месторождений.

Методы исследований

В работе использованы теоретические и вычислительные методы, а также экспериментальные лабораторные и промысловые исследования по стандартным и разработанным методикам (фильтрационные, реологические, определение рационального термобарического режима эксплуатации залежи и др.).

Научная новизна работы

1. Для образцов высоковязкой нефти месторождений рассматриваемого укрупненного объекта исследований на территории Самарской области впервые установлена нелинейная взаимосвязь между скоростью фильтрации и градиентом пластового давления вследствие наличия структурно-механических свойств.

2. Обоснована аналитическая модель псевдоустановившегося притока нелинейно вязко-пластичной нефти к вертикальной скважине с произвольной конфигурацией области дренирования, интегрально учитывающая положения классической теории фильтрации неныотоновской нелинейно вязко-пластичной жидкости, результаты анализа промысловых данных, вычислительного и фильтрационного экспериментов.

3. Установлен эффект «кажущейся» проницаемости для карбонатных отложений турнейского возраста, обусловленный одновременным снижением вязкости нефти с ростом градиента пластового давления и влиянием естественной трещенноватости пород-коллекторов.

Защищаемые научные положения

1. При проектировании и моделировании разработки месторождений высоковязкой нефти Самарской области в границах укрупненного объекта исследований влияние установленной нелинейной взаимосвязи между скоростью фильтрации и градиентом пластового давления, неныотоновских нелинейно вязко-пластичных свойств нефти и эффекта «кажущейся» проницаемости

учитывается посредством предлагаемой аналитической модели псевдоустановившегося притока высоковязкой нефти к забою вертикальной скважины с произвольной конфигурацией области дренирования, что позволит обосновать как термобарический режим эксплуатации скважин и пластов, так и выбор методов воздействия.

2. Разработанный способ совместной параметрической интерпретации комплекса стандартных промысловых данных, включая результаты гидродинамические исследования скважин (ГДИС) на приток, позволит определить необходимые параметры для формирования рациональной системы разработки залежей высоковязкой нефти с учетом установленного неныотоновского характера ее фильтрации.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждена теоретическими и экспериментальными исследованиями с использованием комплекса современного оборудования, достаточной сходимостью расчетных и экспериментальных величин, воспроизводимостью полученных результатов.

Практическое значение работы

1. Разработан способ обоснования параметров эксплуатации скважин и пластов, вмещающих нефти с повышенным содержанием асфальтенов и смол, на основе параметрической интерпретации промысловой информации и данных ГДИС на приток на стадии ввода месторождения в эксплуатацию.

2. Разработана методика проектирования систем разработки и выбора сетки скважин с использованием традиционных гидродинамических симуляторов с учетом неныотоновских свойств нефти и их влияния на процесс фильтрации.

3. Разработана методика диагностирования характера притока нефти с повышенным содержанием асфальтенов и смол по данным ГДИС.

4. Материалы диссертационной работы могут быть использованы как в промышленности для формирования рациональной системы разработки месторождений высоковязкой нефти, так и в учебном процессе при чтении лекций и проведении лабораторных и практических занятий по дисциплинам «Подземная

гидромеханика углеводородов», «Разработка нефтяных месторождений», «Эксплуатация нефтяных скважин» студентам, обучающимся по направлению «Нефтегазовое дело».

Апробация работы

Основные положения, результаты теоретических и экспериментальных исследований, выводы и рекомендации работы докладывались на 8 научно-практических конференциях, чтениях и семинарах, в т.ч. на X международной научно-технической конференция «Мониторинг разработки нефтяных и газовых месторождений: разведка и добыча» (г. Томск, ЗАО СИАМ, 2011); II научно-практической конференции «Состояние и дальнейшее развитие основных принципов разработки нефтяных месторождений», посвященной памяти H.H. Лисовского (г. Москва, ЦКР Роснедр по УВС, 2011); II межрегиональной научно-технической конференции «Проблемы разработки и эксплуатации месторождений природных битумов и высоковязких нефтей» (г. Ухта, УГТУ, 2011); VIII и IX международной научно-практической конференции «Ашировские чтения» (п. Агой, СамГТУ, 2011,2012); научно-практическом семинаре «Физико-химические методы увеличения нефтеотдачи пластов: прошлое, настоящее и будущее» (г. Москва, ГКЗ РФ, 2012); X международных научных «Надировских чтениях» (г. Атырау, Атыраусский институт нефти и газа, 2012); ежегодной открытой молодежной научно-практической конференции ООО «Татнефть-РемСервис» (г. Альметьевск, ООО «Татнефть-РемСервис», 2013).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 11 научных работ, в том числе 4 статьи в изданиях, входящих в перечень ВАК Министерства образования и науки России.

Структура и объём диссертационной работы

Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заключения, списка принятых сокращений, списка литературы, включающего 134 наименования. Материал диссертации изложен на 166 страницах машинописного текста, включает 39 таблиц, 51 рисунок, 47 формул.