Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Системный анализ геолого-промысловой информации и пути усовершенствования доразработки карбонатных пластов Шуэйба и Хоммара нефтяного месторождения Хамза (Иордания)

ВАК РФ 25.00.17, Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Балкер Наель

Введение

Глава 1 Геологическое строение и нефтегазоносность Иордании и 10 месторождения Хамза.

1.1. Основные черты тектонического строения нефтегазоносных районов 10 Иордании

1.2 История поисково-разведочных работ бассейна Азрака

1.3 Краткая литолого-стратиграфическая характеристика осадочного 24 чехла Иордании

1.4 Оценка перспектив нефтегазоносности бассейна Азрака на основе 31 геохимических и структурно-геологических исследований

1.4.1. Геохимические условия формирования природных углеводородов 31 бассейна Азрак

1.4.2 Генерация нефти, миграция углеводородов и перспективность 34 бассейна Азрака по геохимическим критериям

1.4.3. Структурно-геологические критерии перспектив нефтегазоносности 40 бассейна Азрак.

1.5. Геологическое строение и характеристика продуктивных горизонтов 44 месторождения Хамза.

1.6 Оценка запасов нефти месторождения Хамза

1.6.1 Объемный метод

1.6.2. Метод материального баланса

Глава 2 Некоторые вопросы гидродинамических методов исследования 87 пластов Шуэйба и Хоммара месторождения Хамза

2.1 Исследование скважин при установившемся режиме фильтрации

2.1.1. Горизонт Шуэйб

2.1.2. Горизонт Хоммар

2.2 Исследование скважин при неустановившемся режиме фильтрации 97 без учета притока

2.2.1 Метод касательной

2.2.2 Метод Минеева

2.2.3. 2.2.

Метод Хорнера Определение скин-эффекта

Глава 3 Анализ разработки и эксплуатации скважин месторождения 114 Хамза в естественном режиме истощения без воздействия на пласты i. 1 Горизонт Шуэйб

2 Горизонт Хоммар лава 4 Обоснование предлагаемого варианта разработки месторождения 125 Хамза в Иордании 1 Метод воздействия на призабойную зону скважин

2 Варианты разработки залежей нефти на месторождении Хамза 128 .2.1 Вариант естественного режима при воздействии на пласты в призабойнойзоне

2.1.1 Горизонт Шуэйб

2.1.2. Горизонт Хоммар

2.2 Вариант приконтурного заводнения

2.2.1 Горизонт Шуэйб

2.2.2 Горизонт Хоммар

2.3 Вариант боковой врезки стволов

2.3.1 Горизонт Шуэйб

2.3.2 Горизонт Хоммар

2.4 Вариант глубокопроникающей перфорации

2.4.1 Горизонт Шуэйб

2.4.2 Горизонт Хоммар

2.5 Вариант горизонтального бурения скважин

2.5.1 Горизонт Шуэйб

2.5.2 Горизонт Хоммар 187 3 Выбор рекомендуемого варианта разработки месторождения Хамза

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Системный анализ геолого-промысловой информации и пути усовершенствования доразработки карбонатных пластов Шуэйба и Хоммара нефтяного месторождения Хамза (Иордания)"

Актуальность исследования

Территория Иордании занимает площадь порядка 96,5 тыс. км2 в :еверо-западной части Аравийского полуострова. Население 4,2 млн. 1еловек, столица г. Амман. Несмотря на то, что Иордания расположена в эегионе Ближнего Востока, который характеризуется огромными запасами 1ефти и газа, она до настоящего времени обладает ограниченными юзможностями по сравнению с другими странами и не обеспечивает себя гопливно-энергетическими ресурсами.

В Иордании имеется нефтеперерабатывающий завод в г.Эль-Зарка, работающий на аравийской нефти, поступающий по трансаравийскому 1ефтепроводу «Тэплайн».

До настоящего времени крупных месторождений нефти и газа в Иордании не выявлено, открыты одно небольшое месторождение нефти в )айоне бассейна Азрака, запасы которого нами оцениваются в 3,2 млн. т и месторождение газа на северо-востоке страны в районе Аль-Риша. Однако, ютенциальные возможности обнаружения промышленных скоплений нефти I газа, безусловно, имеются. Это обусловлено положением Иордании в сраевой части Аравийской плиты с толщиной осадочного чехла на большей гасти территории 4-7 км и до 12 км в пределах Иорданского рифта, а также ;ходством геологического строения с прилегающими нефтедобывающими >егионами Сирии и Ирака - на севере и северо-востоке и Саудовской Аравии - на востоке и юго-востоке.

Месторождение Хамза, открытое в 1984 г, введено в эксплуатацию в 985 г. На начало 1997 г, через 12 лет эксплуатации, накопленная добыча в то пределах составила 117 587 мЗ нефти. То есть коэффициент [ефтеизвлечения достиг всего 3,2 % от начальных балансовых запасов нефти.

Для дальнейшего развития нефтедобывающей промышленности Иордании важнейшее значение имеет прирост извлекаемых запасов нефти промышленных категорий и повышение эффективности разработки нефтяного месторождения.

Для этого предстоит, с одной стороны, значительно увеличить объемы геологоразведочных работ для определения наиболее перспективных территорий, выявления новых месторождений и прироста промышленных запасов нефти и газа и с другой стороны - разработать новые методы при освоении месторождения Хамза для увеличения нефтеотдачи продуктивных горизонтов. Эти методы могут быть использованы при разработке других Иорданских месторождений, аналогичных месторождению Хамза по характеристике коллекторов и насыщающих их флюидов.

Цели и задачи работы

Основные цели диссертационной работы состояли в том, чтобы на базе самостоятельного критического анализа обобщить имеющиеся геолого-геофизические, промысловые и геохимические материалы по территориям Иордании для обоснования перспектив нефтегазоносности и выбора первоочередных объектов поисково-разведочных работ и, главное, эбосновать возможность разработки нефтяных месторождений типа Хамза принципиально новыми и эффективными методами вскрытия и воздействия на нефтяные пласты, существенно повышающими их нефтеотдачу.

Для выполнения этой цели последовательно решались следующие эсновные задачи.

1. Уточнение тектонического положения нефтегазоносных районов Иордании.

2. Выявление литолого-стратиграфических и фациально-емкостных свойств осадочных пород.

3. Оценка геохимических и структурно-геологических критериев нефтегазоносности с целью уточнения ресурсов нефти и газа перспективных комплексов и выбора первоочередных объектов для поисков новых месторождений углеводородов.

4. Создание геолого-промысловой модели месторождения Хамза и сравнительная оценка запасов нефти различными методами (объемным м материального баланса) для обоснования методологии системы разработки залежей.

5. Изучение гидродинамических параметров пластов горизонтов Шуэйба и Хоммара.

6. Восстановление истории разработки залежей месторождения Хамза и прогноз динамики добычи нефти на перспективу при существующей системе разработки методом истощения.

7. Усовершенствование системы разработки залежей с использованием приконтурного заводнения.

8. Усовершенствование системы разработки с врезкой боковых стволов пробуренных скважин на расстоянии 125 м, для увеличения зоны охвата пластов и глубокопроникающей перфорации.

9. Обоснование использования горизонтальных скважин для вскрытия слабо охваченных областей продуктивных пластов.

Исходные материалы

В процессе работы были использованы все имеющиеся геологические, еофизические, геохимические и геолого-промысловые данные более 30 кважин на территории Иордании, включая лабораторные исследования орных пород, нефтей и газов, собранные за период командировок в /правление Природных Ресурсов Иордании (NRA).

Научная новизна

На основании геолого-промысловых и структурно-геохимических ;ритериев научно обоснованы и развиты следующие положения.

1. Впервые отнесены к нефтепродуцирующим толщам отложения палеозоя, триаса, юры и нижнего мела, а не только свита Вади Ессейра туронского яруса выделяемая ранее.

2. Выполнена новая количественная оценка прогнозных ресурсов категории Д палеозой-мезозойских отложений бассейна Азрак.

3. Получена научная основа для оценки перспектив нефтегазоносности, выделения 16-ти новых объектов для постановки поисково-разведочных работ на нефть и газ.

4. Разработана геолого-промысловая модель месторождения Хамза, оценены запасы нефти различными методами (объемным и материального баланса), позволяющие осуществить математическое моделирование способов увеличения нефтеотдачи пластов.

5. Изучены гидродинамические параметры продуктивных горизонтов и обоснована необходимость воздействия на пласты с целью увеличения нефтеотдачи.

6. Усовершенствована и выбрана оптимальная технология разработки пластов Шуэйба и Хоммара нефтяного месторождения Хамза с использованием методов:

- приконтурного заводнения,

- боковой врезки стволов,

- глубокопроникающей перфорации,

- горизонтального бурения скважин.

Практическая ценность

Выполненные комплексные исследования по изучению перспектив фтегазоносности, количественной оценке прогнозных запасов бассейна :рак способствовали выбору основных направлений поисково-разведочных бот на нефть и газ.

Создание геолого-промысловой модели месторождения Хамза, эчнение промышленных запасов и усовершенствование технологии азработки продуктивных пластов Шуэйба и Хоммара позволит повысить их {ефтеотдачу и создать методику освоения новых будущих месторождений.

Все это будет способствовать созданию собственной топливно-(нергетической базы Иордании, что имеет важное народнохозяйственное ;начение.

Основные защищаемые положения

1. Системный подход к комплексной оценке перспектив нефтегазоносности, выделения в разрезе продуцирующих толщ, основанный на широком привлечении исходных геологогео-физических и структурно-геохимических предпосылок.

2. Методические приемы построения геолого-промысловой модели с оценкой запасов нефти месторождения Хамза, в качестве типового для Иордании, для обоснования математического моделирования способов разработки продуктивных пластов.

3. Комплекс технологических мероприятий, включающий:

- метод соляно-кислотной обработки с замедлителем реакции,

- метод приконтурного заводнения,

- врезки боковых стволов,

- глубокопроникающей перфорации,

- горизонтального бурения скважин для увеличения нефтеотдачи пластов.

4. Новый принцип комплексного подхода к оценке перспективности региона, открытию новых месторождений нефти и газа и созданию усовершенствованных методов разработки нефтяных месторождений для прогнозирования их к внедрению и созданию собственной нефтяной промышленности Иордании.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения; содержит 211 страниц машинописного текста, включая 39 таблиц и 52 рисунка. Библиография содержит 66 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений", Балкер Наель

Основные выводы и рекомендации

Результаты основных теоретических и практических исследований по зучению перспектив нефтегазоносности бассейна Азрак и обоснованию эвых методов воздействия на продуктивные горизонты месторождения амза, для повышения нефтепромышленного потенциала Иордании, юдятся к следующему:

1. Создана методика системного анализа перспективных структур. По геохимическим и структурно-геологическим критериям в бассейне Азрак выделено 16 новых перспективных участков, с ресурсами нефти категории Д 65x106 т.

2. Создана новая трехмерная геологическая модель нефтяного месторождения Хамза, положенная в основу при гидродинамических расчетах.

3. Выполнен сравнительный анализ балансовых и извлекаемых запасов нефти горизонтов Хоммара и Шуэйба объемным методом и методом материального баланса, с учетом различных типов трещинной пористости и водонасыщенности, давший хорошую сходимость.

4. Впервые выявлен наклонный характер ВНК на месторождении Хамза на основе гидродинамического анализа притока нефти к скважинам.

5. Сравнительный анализ гидродинамических методов исследования скважин позволил выявить, что оптимальным вариантом обработки КВД является метод касательной. Ближе к нему получены результаты по методу Минеева и резко отличны - по методу Хорнера и при установившемся режиме фильтрации.

6. На основе анализа результатов вычислительного эксперимента, на созданной трехмерной гидродинамической модели, выявлена

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Балкер Наель, Москва

1. Атлас подводных фотографий Красноморского рифт //Ю.А. Богданов, Е.В. Жулева, Л.П. Зоненшайн и др. М.: Наука, 1983, с. 12-27.

2. Бакиров А.А., Бакиров Э.А., Баренцев М.И.Нефтегазоносные провинции и области зарубежных стран. Москва: Недра, 1971г.

3. Баренбиатт Г.И., Желтов Ю.П. Об основных уравнениях фильтрации однородных жидкостей в трещиноватых породах.

4. Докл. АН СССР, т. 132,1960г, № 3.

5. Бейдун З.Р., Даннингтон Г.В. Нефтяная геология и ресурсы Ближнего и Среднего Востока. Москва: Недра. 1977г, с. 135.

6. Белоусов В.В. Восточная Африканская рифтовая система. Том I. Наука 1974г.

7. Божно Н.А. Тектоническое развитие Африки и Аравии в позднем докембрии. // Изв. Вузов. Геология и разведка. 1974г, №2, с. 3-14.

8. Бузинов С.Н., Умрихин И. Д. Гидродинамические методы исследования скважин и пластов. М., «Недра», 1973г., 248 с.

9. Геологическое строение и нефтегазоносность Северной Африки, Ближнего и Среднего Востока. / М.М. Алиев, В.И. Высоцкий, Н.П. Голенкова, J1.C. Тимонин. Баку: ЭЛМ, 1979г.

10. Гидродинамические исследования скважин и методы обработки результатов измерений. Р.С. Хисамов, Э.И. Сулейманов, Р.Г. Фархуллин и др. М., ОАО «ВНИИ ОЭНГ», 1999г., 226 с.

11. Гиматудинов Ш.К. Физика нефтяного и газового пласта. М., «Недра», 1971г.

12. Глубинное геологическое строение Иордании по геофизическим данным. // Абдала Срур Абдалла Мохамд Аль Зуби // Диссертация на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук. Санкт-Петербург, 1992г.

13. Горбунов А.Т. Установившийся поток жидкости к скважине с учетом изменения проницаемости в двучленном законе фильтрации. Труды ВНИИ, вып.4 «Недра», М., 1967г., с. 23-26.

14. Григорьева В.А., Еремин Н.А., Наель Балкер. Особенности геологического строения и перспектив нефтегазоносности территории Иордании. «Нефтепромысловое дело» №3,2000г. ОАО «ВНИИ ОЭНГ».

15. Григорьева В.А., Еремин Н.А., Наель Балкер. Оценка запасов нефти месторождения Хамза в Иордании объемным методом. «Нефтепромысловое дело» №6, 2000г. ОАО «ВНИИ ОЭНГ».

16. Григорьева В.А., Еремин Н.А., Наель Балкер. Определение сжимаемости парового объема пород продуктивных горизонтов месторождения Хамза в Иордании. «Нефтепромысловое дело» №7, 2000г. ОАО «ВНИИ ОЭНГ».

17. Дж. Гриффитес. Научные исследования осадочных пород. Пер. с английского. М.: Мир, 1971г.

18. Гришин Ф.А. Промышленная оценка месторождений нефти и газа. М., « Недра» 1985г., с. 272.

19. Ю.П. Желтов. Разработка нефтяных месторождений. Изд-во «Недра» г. Москва. 1998г., с.17-357.

20. Забуривание новых стволов прямыми компоновками бурильной колонны. Юдин В.М., Вдовенко В.П., Буслаев В.Ф. и др. Жур. «Газовая промышленность». ООО «Газсвязь», октябрь 2000г., с. 56-57.

21. Нефтегазопромысловая геология и геологические основы разработки нефтяных месторождений и газа. М.М. Иванова, Л.Ф. Дементьев, И.П. Чоловский. Изд-во «Недра» г. Москва. 1985г.

22. M.JI. Карнаухов, Ю.А. Рязанцев. Справочник по испытанию скважин. Изд-во «Недра» г. Москва. 1984г.

23. Л.Г. Кульпин, Ю.А. Мясников. Гидродинамические методы исследования нефтегазоводоносных пластов. Изд-во «Недра» г. Москва. 1984г.

24. Майдебор В.И. Особенности разработки нефтяных месторождений с трещиноватыми коллекторами. М., «Недра», 1980г., с. 288.

25. Минаев Б.П. Определение параметров пласта по кривым восстановления давления с учетом гидродинамического несовершенства скважин. РНТС, «ВНИИ ОЭНГ», «Нефтепромысловое дело» №6, 1976г.

26. Палий А.О. Режимы разработки нефтяных месторождений. Изд-во «Недра» г. Москва. 1998г.

27. Поникаров В.П., Сулиди-Кондратьев Е.Д., Козлов В В., Казмин В.Г. Тектоника северной части Аравийской платформы. Сов. геология, 1964, №1.

28. Поникаров В.П., Козлов В.В. и др. Геология и полезные ископаемые зарубежных стран // Тр. НИЛ Зарубежгеология. Вып. 18. М.: «Недра», 1969г.,216с.

29. Разваляев А.В., Кравцов А.И. и др. О ранних этапах Красноморской рифтовой зоны // Геотектоника №6, 1975г.

30. Сулиди-Кондратьев Е.Д., Козлов В.В. Деструкция земной коры в зоне сочленения Африкано-Аравийского континента и Средиземноморского складчатого пояса. 1980г., с.40-49.

31. Сургучев М.Л. и др. Геологические условия эффективного изменения методов интенсификации пластов. «Нефтяное хозяйство», №4, 1979г., с.29-34.

32. Справочное руководство по проектированию разработки и эксплуатации нефтяных месторождений. Ш.К. Гиматудинов, Р.Е. Андриасова, И.Т. Мищенко, А.И. Петрова и др. «Недра» 1983г.

33. Гидродинамические методы исследования скважин и пластов. Требин Ф.А., Щербаков Г.В., Яковлев В.П. М., «Недра», 1965г., 276с.

34. Чарный И.А., Умрихин И.Д. Об одном методе определения параметров по наблюдениям неустановившегося режима притока к скважинам. Уметехиздат., М., 1957г, 47с.

35. Чекамяк Э.Б. Основы пьезометрии залежей нефти и газа. Гостехиздат, УССР, г. Киев, 1961г., 286с.

36. Щелкачев В.Н. Разработка нефтеводоносных пластов при упругом режиме. М.,Гостоитехиздат, 1959г.,467с.

37. Шуров В.И. Технология и техника добыча нефти. М., «Недра», 1983г.

38. Эффективность разработки НГКМ многозабойными скважинами. Юдин В.М., Вдовенко В.П., Буслаев В.Ф. и др. Жур. «Газовая промышленность». ООО «Газсвязь», февраль 2000г., с.27-28.

39. Abdulkader М. Abed., Geology of Jordan. University of Jordan. Amman 1982 (на арабском языке).

40. Bartov V., Steinitz Q., Eyal M. And Eyal V. 1980. Sinistral movement along the Gulf of Agaba its age and relation to the opening of the Red Sea. Nature. 285: p. 220-222.

41. Bender F. Geology of Jordan. Berlin 1974.

42. Bender F. Geology of the Arabian Peninsula (Jordan). Washington 1975.

43. Core Laboratories, Inc. Azrag Basin Study,volume I // Final Report 1987

44. Core Laboratories, Inc. Azrag Basin Study, volume IIIA // Structural geology 1987.

45. Core Laboratories, Inc. Azrag Basin Study, volume IIIA// Structural geology -Logs and Maps 1987.

46. Core Laboratories, Inc. Azrag Basin Study, volume I11D // Reservoir geology / Hydrodynamics 1987.

47. Core Laboratories, Inc. Azrag Basin Study, volume HID 11 Reservoir geology / Hydrodynamics - Logs and Maps 1987.

48. Core Laboratories, Inc. Azrag Basin Study, volume IIIB // Stratigraphy 1987.

49. Core Laboratories, Inc. Azrag Basin Study, volume IIIC // Depositional Environments - Analytical Data (3) 1987.

50. Clapp F.G., 1936, geology and litumens of the Dead Sea area Palestine and Trans Jordan. Bull. Am. Ass. Petrol geol. 20, 7: 881-909.

51. Core Laboratories, Inc. Azrag Basin Study, volume IV // Geochemistry 1987.

52. Core Laboratories, Inc. Azrag Basin Study, volume IV // Geochemistry Analytical Data(l) 1987.

53. Core Laboratories, Inc. Azrag Basin Study, volume IV // Geochemistry Analytical Data (2) 1987.

54. Core Laboratories, Inc. Azrag Basin Study, volume IIIC // Depositional Environments 1987.

55. Core Laboratories, Inc. Azrag Basin Study, volume 111B // Stratigraphy -Logs and Data 1987.

56. David J. Burdon. Handbook of the geology of Jordan. Amman 1959.

57. El Jsa Z., Lithospheric structure of the Jordan Dead Sea transform from larthquake data.Tectonophysic 180.,1990.,p.29-36.

58. El-Jsa Z., Mechie J., Prodehe C., Makris J., A Crystal Structure Study of Jordan derived from seismic refraction Tectonophyaics 138., 1987.

59. Freund R.A. Model of the structural development of Israel and Adjacent areas since upper Cretaceous times. Geol. Log., 02, 1965. P.: 189-205.

60. Garfunkel Z., Zak J., and Freund R. 1981. Active faulting in the Dead Sea rift. Tectonophysics, 80. p.: 1-26.

61. Hufnagel H., Oil shale in Jordan natural resources and development, volume 22. A biannual collection of recent Germancontributions concerning the exploration and exploitation of natural resources.

62. Lovelock, P.E.R., 1984, A review of the tectonics of the northern Middle East region, Geol. Mag. 121, #6.

63. Minbel, Sh., 1985, New lights on the major structural framework which tectonics of north and central Jordan, University of Jordan.

64. Natural Resources in Jordan ( Inventory Evaluation -Development Program ). By M.M. Abu-Ajamich, F. Bender et. al. Amman 1988.

65. QyemellA.M. 1984. The Western Arabian rift system, in. J.E. Dixon and A.H.E. Robert son (Edit ors). The geological Evaluation of the Eastern Mediter-ranean.Geol. Soc. London. Spec.Publ.l7.p:775-778.

66. Waples D.W. Geochemistry in petroleum exploration. Boston, Int. Humen, Res., Dev.,со / 1985, 232p.1. РОССК«с*Ая , I

67. V Д А (! -5!' I Ц'йЯ^.ОХШ/к ^-