Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Совершенствование технологии геофизического контроля за выработкой запасов нефти в скважинах со стеклопластиковыми хвостовиками

ВАК РФ 25.00.10, Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Совершенствование технологии геофизического контроля за выработкой запасов нефти в скважинах со стеклопластиковыми хвостовиками"

На правах рукописи

МОРОЗОВА ЕЛЕНА АНАТОЛЬЕВНА

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ГЕОФИЗИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ЗА ВЫРАБОТКОЙ ЗАПАСОВ НЕФТИ В СКВАЖИНАХ СО СТЕКЛОПЛАСТИКОВЫМИ ХВОСТОВИКАМИ

Специальность 25.00.10 - Геофизика, геофизические методы

поисков полезных ископаемых

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

д в «ю»

Уфа-2009

003472784

Работа выполнена в ОАО НПФ «Геофизика»

Научный руководитель: доктор технических наук,

старший научный сотрудник Дворкин Владимир Исаакович

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

Валиуллин Рим Абдуллоеич;

кандидат технических наук Баженов Владимир Валентинович.

Ведущая организация: ТатНИПИнефть ОАО «Татнефть» (г. Бугульма)

Защита состоится «03» июля 2009 г. в 15 ч., в конференц-зале на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 520.020.01 при Открытом акционерном обществе «Научно-производственная фирма «Геофизика» (ОАО НПФ «Геофизика») по адресу: 450005, ¿.Уфа,ул.8-оеМарта, 12.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОАО НПФ «Геофизика».

Автореферат разослан « 02 » июня 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, д-р хим. наук

Хисаева Д.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Основные крупные месторождения нефти находятся на поздней стадии разработки. В условиях снижающейся добычи и ухудшения структуры остаточных запасов методы геофизического контроля приобретают все более важное значение. На месторождениях У рало-Поволжья и Западной Сибири имеется около 500 специальных объектов контроля - скважин, обсаженных в интервале продуктивных коллекторов стеклопластиковыми хвостовиками (СПХ). Около 90% скважин с СПХ, предназначенных для контроля выработки вытеснения нефти из продуктивных коллекторов, пробурены в 80-х и начале 90-х годов. Через скважины с СПХ в настоящее время осуществляется контроль выработки высокопродуктивных объектов, характеризующихся высокой степенью охвата заводнением и выработанности запасов нефти, терриген-ных пластов насыщенных вязкой и высоковязкой нефтью, и карбонатных коллекторов. Основным методом контроля за выработкой объектов через сеть скважин с СПХ был двойной индукционный каротаж, но конструкция скважины позволяет значительно расширить арсенал за счет высокочастотных методов электромагнитного каротажа. Разработанная ранее технология исследований скважин с СПХ требует развития и совершенствования применительно к условиям выработки запасов нефти на поздней стадии разработки месторождений.

Цель диссертационной работы - повышение эффективности контроля разработки нефтяных месторождений путем совершенствования технологии геофизического мониторинга через сеть скважин, обсаженных в интервале продуктивных коллекторов стеклопластиковыми трубами.

Основные задачи исследований.

1. Анализ динамических процессов в зоне проникновения фильтрата промывочной жидкости.

2. Изучение факторов, влияющих на диэлектрические характеристики образцов горных пород.

3. Исследование возможностей и ограничений методов электромагнитного каротажа в различных геолого-технологических условиях.

4. Изучение особенностей выработки запасов нефти и определение параметров заводнения.

5. Разработка технологии автоматизированной обработки данных мониторинга методом индукционного каротажа для оперативного определения текущей нефтенасыщенности коллекторов в процессе их заводнения.

Методы исследований. Для решения поставленных задач проводились теоретические и экспериментальные исследования в лабораторных и полевых условиях, математическое моделирование и физические эксперименты. Выполнялись: исследования по определению диэлектрических параметров керна, экспериментальные исследования на скважинах; комплексный анализ и обобщение геологических, промысловых и геофизических данных, результатов опробования пластов и эксплуатации скважин.

Научная новизна работы.

1. Обоснованы область и условия применения волнового диэлектрического каротажа при проведении исследований по контролю за выработкой запасов нефти.

2. Установлено, что в результате фильтрации флюида по пласту время расформирования зоны проникновения в низкопродуктивном терригенном коллекторе составляет от 3 до 9 месяцев, а в карбонатном - от 5 месяцев до нескольких лет. Показано, что при отсутствии гидродинамического воздействия зона проникновения в продуктивных коллекторах сохраняется в течение многих лет.

3. Разработаны алгоритмы автоматизированной обработки данных мониторинга методом индукционного каротажа, позволяющие оперативно определять текущую насыщенность коллекторов в процессе их разработки, минимизируя ошибки вычислений при повторных количественных расчетах.

4. Установлены особенности процесса вытеснения маловязкой нефти из полимиктовых пластов неокомских отложений; вязкой нефти из кварцевых и карбонатных коллекторов Урало-Поволжского региона и определены количественные параметры заводнения этих продуктивных пластов.

Основные защищаемые положения.

1. Возможности и ограничения метода волнового диэлектрического каротажа при контроле вытеснения нефти пресной и низкоминерализованной закачиваемой водой.

2. Особенности расформирования зоны проникновения б продуктивных терригенных полимиктовых и карбонатных коллекторах.

3. Характер и параметры процесса вытеснения нефти различной вязкости из терригенных и карбонатных отложений.

Практическая ценность. Результаты исследований составляют методическую основу изучения процессов заводнения коллекторов через сеть скважин специальной конструкции. Выполненные исследования позволили оптимизировать комплексы ГИС, применяемые в различных геолого-технологических условиях и уточнить круг задач, которые могут быть решены при проведении исследований по контролю за вытеснением нефти в скважинах с СПХ; рационально планировать проведение производственных измерений в скважинах с СПХ и импульсно-нейтронных методов в скважинах обычной конструкции; повысить точность и оперативность определения текущей нефтенасыщенности коллекторов в процессе разработки.

Реализация в промышленности. Результаты работ внедрены в производство и используются при проведении исследований и обработке данных геофизического мониторинга в скважинах с СПХ на нефтяных месторождениях Татарстана, Башкортостана, Пермской области, ТПП «Когалымнефтегаз», ОАО «Сургутнефтегаз», а также при составлении проектных документов на разработку месторождений и планировании reo лого-технологических мероприятий. Результаты выполненных исследований использованы при составлении: «Методического руководства по проведению измерений и интерпретации результатов исследований в скважинах с СПХ» и «Методического руководства по определению параметров выработки продуктивных коллекторов и оперативной оценке методов повышения нефтеотдачи в скважинах специальной конструкции», переданных в производственные предприятия в 1994, 1996 г.г. Соиска-

тель является одним из авторов: «Технологии определения удельного электрического сопротивления и характера насыщения коллекторов в боковых отводах скважин» и «Методического руководства по определению текущей нефтена-сыщенности продуктивных коллекторов, обсаженных стеклопластиковыми трубами», составленных в 2000 г.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на научных симпозиумах «Новые геофизические технологии для нефтегазовой промышленности», Уфа, 2002, 2003; «Высокие технологии в промысловой геофизике», Уфа, 2004 г., «Геоинформационные технологии в нефтепромысловом сервисе», Уфа, 2005, 2006 г.; «Новая техника и технология для геофизических исследований скважин», Уфа, 2008 г.; «Новые достижения в технике и технологии геофизических исследований скважин», Уфа, 2009; научно-технических советах ОАО «Татнефть» и «Башнефть»; заседаниях Ученого совета ОАО НПФ «Геофизика».

Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 печатных работ, в том числе 3 работы в изданиях, рекомендованных ВАК, и издано 2 методических руководства. В работах, опубликованных в соавторстве, соискателю принадлежат экспериментальные исследования, анализ и обобщение полученных результатов.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения. Текст изложен на 151 странице, включая 59 рисунков, 36 таблиц, список использованных источников из 88 наименований.

В диссертации представлены результаты исследований, выполненные автором за период работы в ОАО НПФ «Геофизика» с 1985 г. по 2008 г. Работы проводились в соответствии с тематическими планами ОАО НПФ «Геофизика». Большое положительное влияние на структуру и формирование диссертационной работы оказали творческие контакты с Б.М. Орлинским, А.Т. Панариным, P.A. Валиуллиным, JI.E. Кнеллером, А.П. Потаповым. При решении задач диссертационной работы автор использовал результаты исследований М.А. Токарева, К.С. Баймухаметова, Е.В. Лозина, Э.М. Тимашева и других ведущих спе-

циалистов в области геологии, геофизики и разработки. Внедрение разработанных методик было бы невозможно без помощи и поддержки: А.Т. Панарина, И.Г. Юсупова, Ф.Ф. Халиуллина, Р.И. Юсупова, В.А. Баженова, P.C. Мухама-деева, Р.Ш. Хайретдинова, Р.Б. Хисамова, Н.И. Зевакина, К.Х. Гайнуллина, K.P. Ахмегова, А.Д. Савича, A.B. Шумилова, И.Г.Шарафутдинова, И.С.Ремеева. Благодаря этим ученым и производственникам, а также многим другим специалистам, с которыми автор был рад сотрудничать, выполнялись научные исследования и эксперименты, результаты которых представлены в данной работе.

Автор глубоко признателен первому учителю и наставнику, безвременно ушедшему из жизни, В.Г.Дворецкому и выражает благодарность руководителю работы В.И.Дворкину за многолетний совместный труд и неоценимую помощь при работе над диссертацией.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Глава 1. Характеристика объектов контроля и применяемых геофизических методов Предметом геофизического контроля являются многопластовые залежи нефти, находящиеся на поздней стадии разработки. Сложное геологическое строение залежей обусловливает разные темпы выработки запасов нефти по отдельным коллекторам, объединенным в общий объект разработки. Отстает выработка запасов нефти из карбонатных и терригенных пластов с ухудшенными коллекторскими свойствами и пластов, насыщенных нефтью повышенной вязкости. Вытеснение нефти из продуктивных коллекторов осуществляется пресной, низко-и-высокоминерализованной закачиваемой водой. Важным направлением геофизического мониторинга является исследование процесса вытеснения нефти и количественное определение текущей нефтенасыщенности коллекторов. Наиболее точная количественная информация о насыщении пластов в процессе их разработки может быть получена по данным измерений методом двойного индукционного каротажа в скважинах с СПХ. Однако при заводнении высокоомных коллекторов пониженной пористости пресной и низкоминерал-лизованной водой возможности разработанной ранее технологии (В .Г.Дворец-

кий, В.И.Дворкин) существенно снижаются. Расширение арсенала методов контроля выработки пластов в таких условиях возможно за счет методов волнового диэлектрического и волнового индукционного каротажа (ВДК и ВИКИЗ). Для этого необходимо определить информативность высокочастотных методов электромагнитного каротажа и выбрать оптимальный комплекс методов ГИС для различных геолого-технологических условий измерений. Большой объем накопленной информации по скважинам с СПХ и существующая необходимость повышения точности определения текущей нефтенасыщенности пластов требует разработки современной технологии геофизического контроля за выработкой запасов нефти в скважинах со стеклопластиковыми хвостовиками.

Глава.2. Оценка информативности методов электромагнитного каротажа и разработка рекомендаций по их применению Анализ динамических процессов в зоне проникновения (ЗП) фильтрата промывочной жидкости. Изучением процесса расформирования ЗП фильтрата промывочной жидкости в призабойной зоне обсаженных коллекторов занимались многие исследователи, в том числе: Л.И.Орлов, А.В.Ручкин, Н.М.Свихнушкин, Б.М.Орлинский, Р.А.Резванов, Я.Н.Басин, А.Я.Фельдман, В.А.Юдин, Н.М.Михайлов, В.И.Дворкин. Основные выводы были получены исходя из теоретических расчетов, модельных работ и исследований в реальных скважинах методами нейтронного каротажа.

С целью изучения основных закономерностей расформирования ЗП был выполнен анализ динамических процессов, протекающих в призабойной зоне после обсадки скважины СПХ по данным мониторинга методами ИК, ВДК и ВИКИЗ. Для этого выбирались объекты, удельное электрическое сопротивление (УЭС) которых в пласте и ЗП выделялись значительной контрастностью.

При вскрытии продуктивного пласта Д-1 Сергеевской площади, имеющего ухудшенные коллекторские свойства и более низкое пластовое давление по сравнению с пластом Д-Н, произошло осолонение промывочной жидкости из-за проявления водоносных коллекторов пласта Д-Н и формирование понижающих ЗПвскв.1508, 1509, 1520, 1521, 1528,1544. Мониторинг динамических процес-

сов показал, что процесс расформирования ЗП под действием гидродинамических сил завершился через 3-6 месяцев после обсадки скважины.

В скв. 212 Восточно-Тромьеганского месторождения вскрытие продуктивных коллекторов пласта БС102"3 с ухудшенными коллекторскими свойствами выполнялось на высокоминерализованной промывочной жидкости, УЭС которой порядка 0,02 Ом-м. Более трех лет после обсадки скважины никаких динамических процессов в прискважинной зоне пласта не отмечалось. По результатам периодических измерений методом ВИКИЗ расформирование понижающей ЗП произошло только после вскрытия перфорацией продуктивной части пласта БСю2 под действием гидродинамических сил, в результате которых соленый фильтрат бурового раствора был вытеснен пластовым флюидом (рис.1).

УЭС по ВИКИЗ. Омм

Рис.1 Процесс расформирования зоны проникновения в скв.212 Восточно-Тромьеганского месторождения

Особенности расформирования понижающей ЗП в продуктивном карбонатном коллекторе пласта П-Ш с высокой гранулярной пористостью порядка 23-26% изучались в каширо-подольских отложениях Арланского месторождения. Исследования методом ИК, выполненные в скв. 13543, 13545, 13547 Вятской площади, показали активизацию процесса расформирования ЗП и быстрый рост УЭС пласта П-Ш после ввода под нагнетание скв. 13440. В течение 4-8 месяцев динамические процессы в коллекторах подольского горизонта завершились.

Динамика расформирования повышающей ЗП в водоносном трещинно-поровом коллекторе турнейского возраста по результатам мониторинга методом ИК в скв.118а, 17802, 26893а залежи 221 Ромашкинского месторождения отмечается только после начала закачки в ближайшие нагнетательные скважины, в которых закачиваемая вода по негерметичному заколонному постранству попадает в водоносную непродуктивную часть турнейских отложений. Различие в показаниях разноглубинных зондов свидетельствует о не полном замещении пресного фильтрата промывочной жидкости минерализованной водой в ближней прискважинной зоне пласта.

Таким образом, проведенные исследования показали, что в терригенных полимиктовых коллекторах и средне- и высокопористых карбонатных пластах, невскрытых перфорацией, расформирование ЗП происходит под действием фильтрации нефти по пласту. Время расформирования ЗП в терригенных коллекторах составляет от 3 до 6 месяцев, в карбонатных коллекторах от 5 месяцев до нескольких лет. При отсутствии гидродинамического воздействия ЗП может сохраняться в течение многих лет. Установленные особенности расформирования ЗП в коллекторах с трудноизвлекаемыми запасами углеводородов следует учитывать при планировании и проведении исследований в скважинах обычной конструкции и интерпретации данных методов каротажа, имеющих малый радиус исследования (ИНМ, С/О).

Исследование влияние насыщения коллекторов на диэлектрические характеристики горных пород. Несмотря на то, что вопросами теоретического, аппаратурно-методического и петрофизического обеспечения метода ВДК занимались такие известные ученые как Д.С.Даев, С.Б.Денисов, Ю.А.Брылкин, Л.И.Дубман, В.ИОделевский, В.Н.Романов, В.Г.Бурков, Г.В.Шаров, проблема количественной интерпретации метода остается нерешенной. Величина диэлектрической проницаемости е, измеренная ВДК, по данным В.И.Оделевского при изменении коэффициента водонасыщения от 0 до 100% меняется на 5-6 отн.ед, а по данным других исследователей на 10-30 отн.ед. Нет единого мнения и о влиянии минерализации воды в пласте на величину е - если по мнению Д.С.Да-

д,04М раслчор N¿0*.

• •••

ева, С.Б.Денисова оно незначительное, то по данным Ю.Л.Брылкина и А.М.Дубмана очень существенное.

Для определения области применения, изучения возможностей и ограничений метода ВДК были выполнены лабораторные измерения диэлектрических

характеристик образцов керна, отобранного из пластов, на которых выполнялись геофизические исследования аппаратурой ВДК. В процессе исследований изучались диэлектрические характеристики терригенных пород при насыщении образцов керна дистиллированной, слабоминерализованной водой и керосином. Было получено, что для коллекторов пласта Д-1 Сергеевского месторождения, значения е ме-

£ »

квросии*^иапчллироыинвя водл

пористость, %

Рис. 2. Диэлектрическая проницаемость девонских песчаников Сергеевского месторождения при различном характере насыщения

няются: в нефтенасыщенных коллекторах от 4,5 до 8,0 отн.ед., в водонасыщен-ных пресной водой - от 9,5 до 14 отн.ед. (рис.2). Показано, что в области малых концентраций солей до 25 г/л влияние минерализации пластовой воды на диэлектрическую проницаемость девонских песчаников существенно, при этом величина е меняется от 12,5 до 20 отн.ед.

В результате выполненных петрофизических исследований установлено, что диапазон изменения величины диэлектрической проницаемости е от полностью нефтенасыщенного до водонасыщенного состояния коллектора небольшой и поэтому количественное определение насыщения пластов по данным ВДК не представляется возможным. Наиболее благоприятные условия применения ВДК создаются при заводнении терригенного коллектора водой минерализацией 10-25 г/л.

Рекомендации по применению методов электромагнитного каротажа для контроля за выработкой трудноизвлекаемых запасов нефти. Анализ результатов исследований комплексом ИК, ВДК и ВИКИЗ пластов разного возраста и литологии, с различными фильтрационно-емкостными и коллектор-скими свойствами при заводнения водой различной минерализации показал, что метод ВДК является основным при контроле текущего насыщения на качественном уровне: при заводнении терригенных коллекторов пресной закачиваемой водой; низкопористых карбонатных отложений башкирского возраста, УЭС которых выше 50 Ом-м. Для получения информативных данных методом ВДК УЭС пласта должно быть выше 10 Ом-м, а сопротивление жидкости в стволе скважины - выше 0,7 Ом-м. При заводнении коллекторов водой минерализацией 1-2 г/л для отслеживания момента прохождения осолоненного фронта рекомендуется проведение исследований комплексом методов ИК, ВДК периодичностью не реже одного раза в месяц в пластах, не вскрытых перфорацией. После прохождения осолоненного фронта и начала опреснения воды в пласте основным методом контроля заводнения коллекторов на качественном уровне становится ВДК, так как по данным ИК снижение сопротивления пласта будет сравнимо с погрешностью определения УЭС. При заводнении коллекторов высокой (каширо-подольские отложения Арланского месторождения) и средней пористости (8- 14%, турнейские отложения) основным методом контроля текущего насыщения на количественном уровне является двойной индукционный каротаж (2ИК). В условиях заводнения коллекторов неокомского возраста на месторождениях ОАО «Сургутнефтегаз» и Тевлинско-Русскинского, сопротивление большей части разреза которых падает ниже 10 Ом-м, основными методами контроля текущей насыщенности пород являются 2ИК и ВИКИЗ, а применение ВДК нецелесообразно. Использование данных радиального зондирования позволяет получать ценную информацию об изменении УЭС во времени в прискважинной зоне пласта, а высокая вертикальная разрешающая способность ВИКИЗ в условиях тонкослоистого разреза с плотными прослоями - более точно выделять обводные интервалы.

Глава 3. Разработка алгоритмов автоматизированной обработки данных г еофизического мониторинга

Работы по созданию программ обработки данных ГИС на ЭВМ были начаты во ВНИИГеофизике в 1961 г. по инициативе С.Г. Комарова. Наиболее весомый вклад в это направление внесли А.Е.Кулинкович, Н.Н. Сохранов, С.М. Зунделевич, С.М. Аксельрод, И.М. Чуринова, В.Н. Боганик, Л.Д. Труфанова, B.C. Афанасьев и др. Функционирование автоматизированной системы интерпретации определяется возможностями формализации процессов ГИС. Построение точной математической копии процесса ГИС является сложной многофункциональной задачей, для успешного решения которой требуются знания методов математической логики и глубокое понимание петрофизических, геолого-геофизических и аппаратурных проблем, возникающих при проведении исследований. Наиболее точная информационная модель процесса ГИС сформулирована Г.Н.Зверевым. В конце 80-х годов под руководством В.Г.Дворец-кого коллективом, состоящим из программистов и геофизиков (Л.Д.Труфанова, Н.Д.Середнева, Э.П.Зверева), были начаты работы по созданию технологии автоматизированной обработки временных замеров ИК в скважинах с СПХ. Получение точной количественной информации о геофизических параметрах пластов по данным ГИС через скважины с СПХ в настоящее время невозможно без удобной универсальной обрабатывающей системы, наличие которой существенно изменяет организацию процесса обработки геофизических данных в таких скважинах и позволяет представить алгоритм обработки данных ГИС в виде комплексной технологии, которая включает в себя несколько этапов. На этапе предварительной обработки оценивается качество входной информации и осуществляется приведение регистрируемых параметров к идеальным условиям измерения путем устранения всех искажающих факторов (рис.3-1). Основной этап обработки заключается в расчете УЭС пластов, при определении которых существует два подхода. Суть первого, традиционного, заключается в снятии существенных значений в пластах и последовательное исправление их по соответствующим интерпретационным палеткам за ограниченную мощность

пласта и ЗП. Достаточно трудоемкий процесс осреднения и перебора палеток вручную при подключении программного обеспечения становится легкой и быстрой процедурой. Второй подход более точен, потому что он позволяет свести до минимума ограничения метода ИК, включающего два разноглубинных зонда, и получить достоверную информацию об УЭС пласта и ЗП. Программа определения УЭС пачки пластов с проникновением разработана сотрудниками ОАО НПП ВНИИГИС, д.т.н. Л.Е.Кнеллером и к.т.н А.П.Потаповым на базе принципов, реализованных в программе ЕЬЕБТК - по теоретически смоделированным кривым проводимостей определяется сопротивление сразу всей пачки пластов с внесением необходимых поправок одновременно, а не последовательно. При этом учитываются погрешности в измерениях, и задается точность определения параметров. Универсальность программы позволяет использовать ее для расчета УЭС пластов как в простых, так и сложных геолого-геофизических условиях (рис.3-2, а, б). На третьем этапе обработки определяется один из основных критериев выработки продуктивного пласта - динамика изменения текущей нефтенасыщенности во времени. При этом предполагается, что структурные свойства объекта остаются неизменными, а сопротивление пластовой воды по каждому пласту на текущую дату известно. Значения коэффициента пористости рассчитываются по стандартной методике, принятой в данном регионе, УЭС пласта определяется по данным Ж, ВИКИЗ (рис.3-3).

Динамика выработки пластов определяется путем сравнения коэффициентов нефтенасыщенности, полученных по данным периодических исследований, проведенных в разное время, и расчета коэффициента вытеснения нефти из пласта по данным ГИС. Сопротивление всех непроницаемых объектов, представленных не коллекторами, должны иметь одинаковое значение УЭС независимо от типа аппаратуры, которая использовалась при исследованиях в данный момент времени. Если наблюдается изменение сопротивления в продуктивных коллекторах во времени, то оно должно быть связано только с изменением доли нефтенасыщенной фракции в поровом пространстве, а не с аппаратурно-методическими погрешностями при измерении. Поэтому перед проведением

количественных вычислений параметров выработки рекомендуется проводить контроль качества измеренных кривых по опорным непроницаемым пластам, так как это существенно повышает точность расчетов.

Рис. 3 Алгоритмы автоматизированной обработки данных ГИС: 1 - оценка качества входной информации; 2 - расчет УЭС пласта;

3 - расчет параметров выработки

На основании предложенных алгоритмов разработано и внедрено специальное программное обеспечение, реализованное в интегрированной системе «Прайм», позволяющее проводить автоматизированную обработку результатов временных замеров индукционного каротажа и оперативно определять текущую насыщенность коллекторов в процессе их разработки, минимизируя ошибки вычислений при повторных количественных расчетах.

Глава 4. Анализ результатов геофизического контроля за заводнением продуктивных коллекторов Анализ данных мониторинга заводнения коллекторов девонского возраста пресной закачиваемой водой. Терригенный коллектор (пласты Д-1 и Д-П Сергеевского месторождения), пресная закачиваемая вода. С целью контроля за проведением экспериментальных работ по повышению нефтеотдачи путем закачки С02 в низкопористые пласты девонских отложений, находящихся на поздней стадии разработки, через 15 лет после начала эксплуатации Сергеевского месторождения были пробурены девять скважин с СПХ. По результатам исследований было установлено, что контроль выработки продуктивных терри-генных коллекторов на ранней стадии заводнения водой минерализацией 1-2 г/л необходимо проводить комплексом методов ИК, ВДК, периодичностью не реже одного раза в месяц, в пластах невскрытых перфорацией, для отслеживания момента прохождения осолоненного фронта.

Контроль заводнения коллекторов неокомского возраста низкомине-раллизованной пластовой водой. Был выполнен анализ результатов периодических исследований контрольных скважин с СПХ, бурение которых на месторождениях ОАО «Сургутнефтегаз» проводилось в два этапа. Строительство первых 24 контрольных скважин проходило в период с 1983 по 1985 г.г. Результаты, полученные по данным исследований скважин с СПХ, показали перспективность этого направления в условиях Западной Сибири. В семи скважинах было отмечено заводнение снизу вверх за счет подъема ВНК (скв.926, 1450, 1417 Западно-Сургутского месторождения, 1649, 1563, 1559, 1522 Солкинской площади), в трех - по кровле контролируемых объектов (скв. 2690био Федоровского, 803 Савуйского, 1522 Солкинского месторождений). На втором этапе с 1999 г. по 2000 г. было сооружено еще 9 скважин с СПХ, функционирующих в режиме контрольных, неперфорированных, в которых применялось комплекси-рование методов ИК, ВИКИЗ и С/О не только для контроля процесса выработки запасов нефти, но и для исследования реальных возможностей и ограничений применяемых методов ГИС. Динамические процессы, связанные с выра-

боткой пластов, отмечены в четырех скважинах с СПХ (3540, 3536, 3539, 212). В скв.3539 Федоровского месторождения за период с 09.01 г. по 02.04 г. методами ИК и ВИКИЗ последовательно зафиксировано три стадии заводнения коллекторов, сначала в центральной и подошвенной частях пласта АС5_6, а затем и по пласту АС4 (рис.4).

Рис.4 Результаты ГИС в скв.3539 Федоровского месторождения

При этом, по результатам выполненных исследований, во всех скважинах наблюдается хорошая согласованность результатов, полученных методами 2ИК и ВИКИЗ и расхождения с данными определения характера насыщения пластов методом С/О каротажа. Проведенный анализ показал, что по данным углеродно-кислородного каротажа задача оценки текущей насыщенности коллекторов не всегда решается однозначно даже на качественном уровне. Это связано с тем, что глубинность метода С/О каротажа ограничивается 8-16 см от стенки скважины и несмотря на то, что исследуется неперфорированный пласт, процессы, происходящие в прискважинной зоне, значительно искажают данные исследований и поэтому интервалы обводнения коллекторов не выделяются.

По итогам многолетних наблюдений процесса вытеснения маловязкой нефти пластовой водой минерализацией 15-18 г/л из гидрофильных полимикто-вых коллекторов было показано, что в течение 2-3 месяцев после подхода фронта заводнения нефтенасыщенность коллектора снижается практически до уровня остаточной. По данным ГИС, выполненных в 7 скважинах, было показано, что среднее значение коэффициента нефтенасыщенности после заводне-

ния уменьшается с 70 до 26%, а предельный коэффициент вытеснения по данным ГИС равен 0,62.

Результаты контроля заводнения терригенных коллекторов, насыщенных вязкой и высоковязкой нефтью. Терригенный толща нижнего карбона (пласты C-J, C-II, C-III, C-IV, C-V, С-Vl Арланского месторождения), минерализованная закачиваемая вода. Нефтенасыщенные пласты терригенной толщи нижнего карбона представлены высоко-и низко-продуктивными коллекторами, процесс заводнения которых имеет свои характерные особенности. Контроль процесса заводнения высокопродуктивных коллекторов осуществлялся через сеть одиночных скв. 1802, 13482, 9008,295А.

На Николо-Березовской площади Арланского месторождения в 1992 г был создан участок для организации опытно-промышленных работ по активизации разработки малопродуктивных «промежуточных» пластов C-IV, C-V. Опытный участок включал две «старые» добывающие скважины и 12 вновь пробуренных, из которых семь скважин с СПХ и пять - со стальной колонной. Продуктивные пласты, представленные глинистыми песчаниками и алевролитами пористостью 18-24 %, глинистостью 10-20 %, проницаемостью 10-400 мкм2, насыщены нефтыо, вязкость которой колеблется в пределах 20-30 МПа-с. На всей площади участка пласты C-IV, C-V имеют характеристику слабонефте-насыщенных. С 03.92 г. до 06.93 г. закачка пластовой воды плотностью 1170 кг/см3 осуществлялась в пласты C-IV, C-V через одну нагнетательную скв.10251, а контроль - через четыре скважины с СПХ.

В результате выполненной работы были установлены следующие особенности процесса выработки и заводнения коллекторов терригенной толщи нижнего карбона Арланского месторождения: отмечается значительная послойная неоднородность по темпу выработки и по коэффициенту вытеснения нефти высокоминерализованной водой, обусловленная различными фильтраци-онно-емкостными характеристиками коллекторов; процесс вытеснения высоковязкой нефти не является поршневым, а растянут во времени; при этом наблюдается длительный период совместной двухфазной фильтрации нефти и воды, в

течение которого отмечается постепенное снижение текущей нефтенасыщенно-сти до уровня остаточной; изменение направлений фильтрационных потоков путем ведения циклической закачки позволяет вовлечь в разработку невырабо-танные участки залежи, о чём свидетельствует многократное прохождение целиков (валов) нефти по ранее заводнённым интервалам продуктивных пластов.

По результатам мониторинга процесса вытеснения нефти из коллекторов терригенной толщи нижнего карбона минерализованной водой было получено, что остаточная нефтенасыщенность заводненной зоны высокопродуктивных пластов C-I, С-И, C-I1I составляет 32%, а средний предельный коэффициент вытеснения по данным ГИС равен 0,64, для промежуточных коллекторов эти значения равны 47% и 0,35, соответственно.

Терригенный коллектор (пласты C1bb¡1+C¡bbj2+C¡bbi3 Ново-Суксин-ской площади), насыщенный высоковязкой нефтью. Продуктивные нефтена-сыщенные коллекторы бобриковского горизонта разрабатываются за счет законтурного заводнения, при котором пластовый флюид вытесняется пластовой водой минерализацией 206-288 г/л. Пласты бобриковского горизонта представлены песчаниками и алевролитами толщиной до 30 м, пористостью 24,9% (10,3+32,0), проницаемостью 1,7 мкм2 (0,2-5-7,6), насыщенными нефтью, вязкость которой в пластовых условиях составляет 66 МПа-с. Структурные особенности пород со значительными колебаниями по пористости и проницаемости объясняют некоторые характерные особенности выработки продуктивных коллекторов. Контроль выработки запасов высоковязкой нефти проводится в течение почти 20 лет через 3 наблюдательные скв.1206, 1211, 1216. Мониторинг текущей иефтенасыщенности продуктивных коллекторов методом 2ИК показал существенно неоднородный характер заводнения пластов, проявляющийся в опережающем продвижении воды по отдельным высокопроницаемым пропласткам толщиной до 0,8 м. По мере увеличения объемов воды, проходящей через пласт, уменьшается нефтенасыщенность всего порового объема породы. Темп вытеснения высоковязкой нефти закачиваемой водой на Ново-Суксинской площади в несколько раз ниже, чем для вязкой нефти Арланского

месторождения. Остаточная нефтенасыщенность коллекторов бобриковского горизонта составляет 40-42%, предельный коэффициент вытеснения - 0,520,54.

Результаты контроля выработки запасов карбонатных коллекторов Вятской площади. Отложения среднего карбона (пласты П-Ш, К-1). Для изучения особенностей выработки коллекторов и отработки мероприятий по совершенствованию системы разработки каишро-подольских отложений в 1991 г. был разбурен опытный участок, включающий 13 скважин с СПХ (рис.5).

а) б) в)

Рис. 5 Схема расположения скважин с СПХ:

Скважины: в - добывающая, А - нагнетательная, О - наблюдательная.

Стадии эксперимента: а -1; б - II; в - III

Эффективная толщина продуктивных пластов меняется от 0,6 до 2,4 м, пористость - от 20,0 до 27%, начальная нефтенасыщенность - от 60 до 80% (рис.6, а). Промысловый эксперимент на участке проводился в три этапа. На первой стадии эксперимента, в 1991-1995 г.г., плотность сетки составляла 8 га/скв. и закачка пластовой воды проводилась через скв. 13440 одновременно в пласты П-Ш и К-1 (рис.5, а). Геофизический мониторинг показал, что пласт П- I III эксплуатировался в режиме истощения, так как основной объем закачиваемой воды поступал в каширские отложения, уходя за пределы опытного участка в южном и юго-западном направлениях по трещинам и водоносным линзам. К концу первой стадии эксперимента заводнением было охвачено 30% площади опытного участка за счет выработки пласта К-1 (рис.6, б). На второй стадии эксперимента, в 1996-2004 г.г., ввели раздельную закачку по пластам, сформировав два пятиточечных элемента, увеличив плотность сетки до 4 га/скв (рис.5, б).

А 1.3546

На момент бурения

Пласт К-1 (с)

Завершение I стадии

ф - добывающая, А - нагнетательная, контрольная

а) б) в)

Рис.6 Карты текущих нефтенасыщенностей пластов П-111 и К-1 по состоянию на: а - 1991 г., б - 1995, в - 2004 г.

Завершение II стадии

Завершение II стадии

Условные обозначения:

Пласт П-Ш (в)

На северо-западном элементе закачка пластовой воды проводилась через бывшую контрольную скв. 13543 в продуктивный интервал пачки К-1 каширского горизонта, а добыча продукции осуществлялась из скв.13441, 13442, 13443, 13440. На юго-восточном элементе закачка осуществлялась через скв.13546 в пласт П-Ш(в) подольского горизонта, а добыча - из скв. 13439, 13440, 13430, 13431. По данным геофизического контроля проведенные мероприятия активизировали процесс выработки пластов, который проявился в увеличении площади охвата заводнением: пласта П-Ш с 6 до 45%, пласта К-1 с 30 до 55% (рис.6, в). Для дальнейшего увеличения охвата пластов заводнением на третьей стадии эксперимента предложено перевести еще две контрольные скважины в категорию нагнетательных с сохранением режима раздельной закачки по пластам. Закачка воды будет осуществляться через две нагнетательные скв. 13545, 13546 на пласт П-Ш и две нагнетательные скв.13543, 13544 на пласт К-1 (рис.5, в). По результатам ГИС в нагнетательных скважинах остаточ-

пая нефтенасыщенность в заводненной зоне пласта П-Ш составляет 26-28%, предельный коэффициент вытеснения по ГИС- 0,6, пласта К-1 - 35% и 0,5, соответственно.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

В результате исследований по теме диссертационной работы сформулированы следующие основные выводы:

1. Установлено, что в продуктивных терригенных полимиктовых и сред-не-и-высокопористых карбонатных коллекторах, не вскрытых перфорацией, расформирование зоны проникновения фильтрата промывочной жидкости, проникшего в пласт при бурении скважин, происходит под действием фильтрации флюида по пласту. Время расформирования зоны проникновения в низкопродуктивном терригенном коллекторе составляет от 3 до 9 месяцев, а в карбонатном - от 5 месяцев до нескольких лет. При отсутствии гидродинамического воздействия зона проникновения может сохраняться в течение многих лет.

2. Разработаны алгоритмы, позволяющие проводить автоматизированную обработку результатов временных замеров индукционного каротажа и определять текущую насыщенность коллекторов в процессе их разработки. На основании предложенных алгоритмов разработано и внедрено специальное программное обеспечение, реализованное в интегрированной системе «Прайм».

3. Показано, что при заводнении терригенных коллекторов пресной и низкоминераллизованной закачиваемой водой диэлектрический каротаж является основным методом контроля, позволяющим осуществлять мониторинг насыщения на качественном уровне. При этом удельное электрическое сопротивление пластов в разрезе должно быть выше 10 Омм, а в стволе скважины -выше 0,7 Ом-м. Показано также, что благоприятные условия для разделения коллекторов по насыщению по данным диэлектрического каротажа создаются при вытеснении нефти водой минерализацией 10-25 г/л.

4. По данным мониторинга за текущей нефтенасыщенностью коллекторов Западно-Сургутской группы месторождений показано, что процесс вытеснения маловязкой нефти из неокомских отложений близок к поршневому - в

течение 2-3 месяцев после подхода фронта заводнения нефтенасыщенность коллекторов снижается до уровня остаточной, значение которой около 26%.

5. Показано, что процесс вытеснения вязкой и высоковязкой нефти водой из терригенных коллекторов не является поршневым. Наблюдается значительная послойная неоднородность выработки запасов из терригененных отложений нижнего карбона при длительном периоде совместной фильтрации нефти и воды, в течение которого отмечается постепенное снижение текущей нефтене-сыщенности пласта до остаточного уровня, значение которого определяется объемом воды, прошедшей через поровое пространство коллектора.

6. При заводнении высокопроницаемых коллекторов Арланского месторождения средняя величина остаточной нефтенасыщенности равна 32%, коэффициент вытеснения - 0,64, для промежуточных коллекторов - 47% и 0,35, соответственно. Для высокопроницаемых коллекторов, насыщенных высоковязкой нефтью остаточная нефтенасыщенность равна 40-42%, коэффициент вытеснения - 0,52-0,54.

7. Мониторинг текущей нефтенасыщенности каширо-подольских отложений через сеть скважин со стеклопластиковыми хвостовиками показал, что при раздельной закачке и совместной добыче плотностью сетки 4 га/скв. охват заводненем по площади коллектора П-Ш равен 0,8-0,9, коллектора К-1 близок к 1. При этом средняя остаточная нефтенасыщенность по пласту Г1-Ш равна 2628%, по пласту К-1 - 35%, коэффициенты вытеснения 0,6 и 0,5, соответственно.

Основные результаты работ опубликованы в следующих научных трудах:

В изданиях, рекомендованных ВАК:

1. Дворкин В.И., Метелкин В.И., Яковлев А.П., Морозова Е.А., Ганичев Д.И. //Технология определения характера насыщения коллекторов в боковых отводах скважин. Геофизика- 2000. - Спец. вып. - С.13-17.

2. Морозова Е.А. Анализ динамики заводнения терригенных пластов нижнего карбона. // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. - Уфа, 2007, №4(70) - С.38-44.

3. Дворкин В.И., Морозова Е.А. Контроль за выработкой трудноизвле-каемых запасов нефти через сеть скважин специальной конструкции. // НТВ «Каротажник». - Тверь: АИС. - 2008, №1(166). - С. 38-46.

В других изданиях:

4. Дворкин В.И., Метелкин В.И., Морозова Е.А. Определение нефтена-сыщения пластов в боковых отводах и горизонтальных стволах бурящихся скважин. //В сб. тез. докл. научного симпозиума «Новые геофизические технологии для нефтегазовой промышленности», Уфа, 2002.- С. 65-66.

5. Дворкин В.И., Метелкин В.И., Морозова Е.А. Определение нефтена-сыщения коллекторов в бурящихся скважинах специальной конструкции. //В сб. тез. докл. научного симпозиума «Новые геофизические технологии для нефтегазовой промышленности», Уфа, 2003.- С.91.

6. Дворкин В.И., Морозова Е.А., Ганичев Д.И. Геофизический мониторинг разработки Тевлинско-Русскинского месторождения. //В сб.тез.докл. научного симпозиума «Высокие технологии в промысловой геофизике», Уфа, 2004. - С.65-66.

7. Контроль за разработкой остаточных запасов нефти /Дворкин В.И., Ор-линский Б.М., Ганичев Д.И., Морозова Е.А. // В сб.тез.докл. научного симпозиума «Высокие технологии в промысловой геофизике», Уфа, 2004. - С.55-57.

8. Дворкин В.И., Морозова Е.А., Дворецкий В.Г. Анализ выработки труд-ноизвлекаемых запасов нефти каширо-подольских отложений Арланского месторождения. //В сб. тез. докл. научного симпозиума «Геоинформационные технологии в нефтепромысловом сервисе», Уфа, 2006. - С. 66-69.

9. Применение малогабаритной аппаратуры электрического каротажа для исследования горизонтальных скважин /Дворкин В.И., Метелкин В.И., Лаздин А.Р., Морозова Е.А. и др. //В сб. тез. докл. научного симпозиума «Геоинформационные технологии в нефтепромысловом сервисе», Уфа, 2005. - С.13.

10. Автономная геофизическая система «Горизонталь» с доставкой на бурильных трубах /Иванов В.Я., Лаздин А.Р., Морозова Е.А. и др.// «ГеоИнжене-ринг», анал.науч.техн. журнал, Краснодар, 2005 г. - С.34.

И. Определение насыщения коллекторов в горизонтальных скважинах /Киселев A.B., Лаздин А.Р., Морозова Е.А. и др. // В сб.статей аспирантов и молодых специалистов «Проблемы геологии, геофизики, бурения и добычи нефти. Экономика и управление», Уфа, 2006 г. - С.69-74.

12. Морозова Е.А. Анализ динамики заводнения терригенных пластов нижнего карбона Арланского месторождения. //В сб.статей аспирантов и молодых специалистов «Проблемы геологии, геофизики, бурения и добычи нефти, экономика и управление», Уфа, 2006 г. - С.151-153.

13. Дворкин В.И., Морозова Е.А. Контроль за выработкой запасов высоковязкой нефти (на примере Ново-Суксинской площади Ромашкинского месторождения). // В сб. тез. докл. научного симпозиума «Новая техника и технология для геофизических исследований скважин», Уфа, 2008. - С. 143-147.

14. Дворкин В.И., Ахметов K.P., Морозова Е.А. Результаты мониторинга выработки коллекторов неокомского возраста. //В сб. тез. докл. научного симпозиума «Новые достижения в технике и технологии геофизических исследований скважин», Уфа, 2009. - С.117-119.

Методические разработки.

15. Технология определения удельного электрического сопротивления и характера насыщения коллекторов в боковых отводах скважин. Инструкция по проведению исследований и интерпретации./Дворкин В.И., Труфанова Л.Д., Морозова Е.А. // ОАО НПФ «Геофизика», Уфа,- 2000.-99 с.

16. Дворкин В.И., Морозова Е.А. Методическое руководство по определению текущей нефтенасыщенности продуктивных коллекторов, обсаженных стеклопластиковыми трубами. //ОАО НПФ «Геофизика», Уфа. - 2000. - 87 с.

Подписано в печать 29.05.09 г. Формат 60х84'/|6. Усл.печ. л. 1,45. Бумага офсетная Гарнитура Times. Тираж 100 экз. Заказ № 675. Печать на ризографе.

Отпечатано в типографии ООО «Лайм» г.Уфа, ул. Новосибирская, 2.

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Морозова, Елена Анатольевна

Список сокращений и обозначений.

ВВЕДЕНИЕ.

1. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТОВ КОНТРОЛЯ И ПРИМЕНЯЕМЫХ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ МЕТОДОВ.

1.1. Особенности специальных объектов контроля.

1.2. Геологическое строение залежей нефти, характеристика коллекторов и состояние разработки.

1.3 Характеристика применяемых методов контроля.

Выводы.

2. ОЦЕНКА ИНФОРМАТИВНОСТИ МЕТОДОВ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО КАРОТАЖА И РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ИХ ПРИМЕНЕНИЮ

2.1. Анализ динамических процессов в зоне проникновения фильтрата промывочной жидкости.

2.2. Исследование влияния насыщения на диэлектрические характеристики горных пород.

2.3. Рекомендации по применению методов электромагнитного каротажа.

Выводы.

3. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ ГЕОФИЗИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА

3.1. Выбор обрабатывающей системы.

3.2. Этап предварительной обработки данных ГИС.

3.3. Алгоритмы определения динамики выработки продуктивных коллекторов.

Выводы.

4. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ГЕОФИЗИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ЗА ЗАВОДНЕНИЕМ ПРОДУКТИВНЫХ КОЛЛЕКТОРОВ

4.1. Анализ данных мониторинга заводнения коллекторов девонского возраста пресной закачиваемой водой.

4.2. Результаты мониторинга выработки коллекторов неокомского возраста низкоминераллизованной пластовой водой.

4.3. Результаты контроля заводнения терригенных коллекторов, насыщенных вязкой и высоковязкой нефтью.

4.3.1. Заводнение коллекторов Арланского месторождения минераллизованной закачиваемой водой.

4.3.2. Анализ выработки запасов высоковязкой нефти на Ново-Суксинской площади.

4.4. Результаты контроля выработки запасов карбонатных коллекторов Вятской площади.

Выводы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Совершенствование технологии геофизического контроля за выработкой запасов нефти в скважинах со стеклопластиковыми хвостовиками"

Актуальность темы. Основные крупные иг гигантские месторождения нефти находятся на поздней стадии разработки. В условиях снижающейся добычи и ухудшения структуры остаточных запасов методы геофизического контроля приобретают все более важное значение. На месторождениях Урало-Поволжья и Западной Сибири имеется около 500 специальных объектов контроля - скважин, обсаженных в интервале продуктивных коллекторов стекло-пластиковыми хвостовиками (СПХ). Около 90% скважин с СПХ, предназначенных для контроля выработки вытеснения'нефти из продуктивных коллекторов, пробурены в 80-х и начале 90-х годов. Через скважины с СПХ в настоящее время^ осуществляется контроль выработки высокопродуктивных объектов, характеризующихся высокой степенью охвата заводнением и. выработанности запасов, нефти; терригенных пластов насыщенных вязкой и высоковязкой1 нефтью, и карбонатных коллекторов. Основным методом контроля за выработкой I объектов через сеть скважин с СПХ был двойной индукционный каротаж, но конструкция скважины позволяет значительно расширить , арсенал за счет высокочастотных методов электромагнитного каротажа. Разработанная ранее технология исследований- скважин с- СПХ требует развития и совершенствования применительно к условиям выработки запасов нефти на поздней' стадии разработки месторождений.

Цель диссертационной работы - повышение эффективности контроля разработки нефтяных месторождений путем совершенствования технологии геофизического мониторинга через сеть скважин, обсаженных в интервале продуктивных коллекторов стеклопластиковыми трубами.

Основные задачи исследований.

1. Анализ динамических процессов в зоне проникновения фильтрата промывочной жидкости.

2. Изучение факторов; влияющих на диэлектрические характеристики образцов горных пород.

3. Исследование возможностей и ограничений методов электромагнитного каротажа в различных геолого-технологических условиях.

4. Изучение особенностей выработки запасов нефти и определение параметров заводнения.

5. Разработка технологии автоматизированной обработки данных мониторинга методом индукционного каротажа для оперативного определения текущей нефтенасыщенности коллекторов в процессе их заводнения.

Методы исследований. Для решения поставленных задач проводились теоретические и экспериментальные исследования в лабораторных и полевых условиях, математическое моделирование и физические эксперименты. Выполнялись: исследования по определению диэлектрических параметров керна, экспериментальные исследования на скважинах; комплексный анализ и обобщение геологических, промысловых и геофизических данных, результатов опробования пластов и эксплуатации скважин.

Научная новизна работы.

1. Обоснованы область и условия применения волнового диэлектрического каротажа при проведении исследований по контролю за выработкой запасов нефти.

2. Установлено, что в результате фильтрации флюида по пласту время расформирования зоны, проникновения в низкопродуктивном терригенном коллекторе составляет от 3 до 9 месяцев, а в карбонатном — от 5 месяцев до нескольких лет. Показано, что при отсутствии гидродинамического воздействия зона проникновения в продуктивных коллекторах сохраняется, в течение многих лет.

3. Разработаны алгоритмы автоматизированной обработки данных мониторинга методом индукционного каротажа, позволяющие оперативно определять текущую насыщенность коллекторов в процессе их разработки, минимизируя ошибки вычислений при повторных количественных расчетах.

4. Установлены особенности процесса вытеснения маловязкой нефти из полимиктовых пластов неокомских отложений; вязкой нефти из кварцевых и карбонатных коллекторов Урало-Поволжского региона и определены, количественные параметры заводнения этих продуктивных пластов.

Основные защищаемые положения.

I1. Возможности и ограничения метода волнового диэлектрического каротажа при контроле вытеснения нефти пресной и низкоминерализованной закачиваемой водой.

2. Особенности расформирования зоны проникновения в продуктивных терригенных полимиктовых и карбонатных коллекторах.

3. Характер и параметры процесса вытеснения нефти различной вязкости из терригенных и карбонатных отложений:

Практическая ценность. Результаты исследований1 составляют методическую основу изучения процессов заводнения коллекторов через сеть скважин специальной конструкции. Выполненные исследования*позволили оптимизировать комплексы ГИС, применяемые в различных геолого-технологических условиях и уточнить круг задач, которые могут быть решены.при проведении исследований ПО' контролю за вытеснением нефти в скважинах с СПХ; рационально планировать проведение производственных измерений в скважинах с СПХ и импульсно-нейтронных методов в скважинах обычной конструкции; повысить точность Иг оперативность определения, текущей нефтенасыщенности коллекторов в процессе разработки.

Реализация в промышленности. Результаты работ внедрены в производство и используются при проведении исследований и обработке данных геофизического мониторинга в скважинах с СПХ на нефтяных месторождениях Татарстана, Башкортостана, Пермской области, ТИП «Когалымнефтегаз», ОАО «Сургутнефтегаз», а также при составлении проектных документов на разработку месторождений и планировании геолого-технологических мероприятий. Результаты выполненных исследований использованы при составлении: «Методического руководства по проведению измерений и интерпретации результатов исследований в скважинах с СПХ» и «Методического руководства по определению параметров выработки продуктивных коллекторов и оперативной оценке методов повышенияг нефтеотдачи в. скважинах специальной5 конструкции»,. переданных в^ производственные предприятия, в 1994, 1996 г.г. Соискатель является; одним из; авторов: «Технологии определения^удельного электрического сопротивлениям характера насыщения коллекторовзв боковых отводах скважин» и «Методического> руководства; по- определению текущей; нефтена-сыщенности продуктивных коллекторов;, обсаженных стеклопластиковыми трубами», составленных в 2000 г.

Апробацитработы; Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на научных симпозиумах «Новые геофизические; технологии для нефтегазовой промышленности», Уфа; 2002, 2003;: «Высокие технологии в промысловой геофизике», Уфа, 2004 г., «Геоинформационные технологии; в. нефтепромысловом сервисе», Уфа; 2005, 2006 г.; «Новая техника и технология для геофизических исследований скважин», Уфа, 2008 г.; «Новые достижения в технике и технологии; геофизических исследований скважин», Уфа, 2009; научно-технических советах ОАО «Татнефть» и «Башнефть»; заседаниях Ученого советаОАОНПФ«Геофизика».

Публикации. По теме диссертации* опубликовано 16 печатных работ, в том числе 3 работы в* изданиях, рекомендованных ВАК, и издано 2 методических руководства. В работах, опубликованных в соавторстве; соискателю принадлежат экспериментальные исследования;- анализ и обобщение полученных результатов.

Структура и объем работы. Диссертация; состоит из введения, четырех глав, заключения. Текст изложен на 151 страницах, включая 59 рисунков, 36 таблиц, список использованных источников из 88 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых", Морозова, Елена Анатольевна

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

В результате исследований по теме диссертационной работы сформулированы следующие основные выводы:

1. Установлено, что в продуктивных терригенных полимиктовых и сред-не-и-высокопористых карбонатных коллекторах, не вскрытых перфорацией, расформирование зоны проникновения фильтрата промывочной жидкости, проникшего в пласт при бурении скважин, происходит под действием фильтрации флюида по пласту. Время расформирования зоны проникновения в низкопродуктивном терригенном коллекторе составляет от 3 до 9 месяцев, а в карбонатном — от 5 месяцев до нескольких лет. При отсутствии гидродинамического воздействия зона проникновения может сохраняться в течение многих лет.

2. Разработаны алгоритмы, позволяющие проводить автоматизированную обработку результатов временных замеров индукционного каротажа и определять текущую насыщенность коллекторов в процессе их разработки. На основании предложенных алгоритмов разработано и внедрено специальное программное обеспечение, реализованное в интегрированной системе «Прайм».

3. Показано, что при заводнении терригенных коллекторов пресной и низкоминераллизованной закачиваемой водой диэлектрический каротаж является основным методом контроля, позволяющим осуществлять мониторинг насыщения на качественном уровне. При этом удельное электрическое сопротивление пластов в разрезе должно быть выше 10 Ом-м, а в стволе скважины — выше 0,7 Ом-м. Показано также, что благоприятные условия для разделения коллекторов по насыщению по данным диэлектрического каротажа создаются при вытеснении нефти водой минерализацией 10-25 г/л.

4. По данным мониторинга за текущей нефтенасыщенностью коллекторов Западно-Сургутской группы месторождений показано, что процесс вытеснения маловязкой нефти из неокомских отложений близок к поршневому - в течение 2-3 месяцев после подхода фронта заводнения нефтенасыщенность коллекторов снижается до уровня остаточной, значение которой около 26%.

5. Показано, что процесс вытеснения вязкой и высоковязкой нефти водой из терригенных коллекторов не является поршневым. Наблюдается значительная послойная неоднородность выработки запасов из терригененных отложений нижнего карбона при длительном периоде совместной фильтрации нефти и воды, в течение которого отмечается постепенное снижение текущей нефтене-сыщенности пласта до остаточного уровня, значение которого определяется объемом воды, прошедшей через поровое пространство коллектора.

6. При заводнении высокопроницаемых коллекторов Арланского месторождения средняя величина остаточной нефтенасыщенности равна 32%, коэффициент вытеснения — 0,64, для промежуточных коллекторов - 47% и 0,35, соответственно. Для высокопроницаемых коллекторов, насыщенных высоковязкой нефтью остаточная нефтенасыщенность равна 40-42%, коэффициент вытеснения - 0,52-0,54.

7. Мониторинг текущей нефтенасыщенности каширо-подольских отложений через сеть скважин со стеклопластиковыми хвостовиками показал, что при раздельной закачке и совместной добыче плотностью сетки 4 га/скв. охват заводненем по площади коллектора П-Ш равен 0,8-0,9, коллектора K-I близок к

1. При этом средняя остаточная нефтенасыщенность по пласту П-Ш равна 26»

28%, по пласту K-I — 35%, коэффициенты вытеснения 0,6 и 0,5, соответственно.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Морозова, Елена Анатольевна, Уфа

1. Амикс Дж., Басс Д., Уайтинг Р. Физика нефтяного пласта. М.: Гос-топтехиздат, 1962. - 572 с.

2. Азаматов В.И., Глумов И.Ф. Коэффициент вытеснения нефти водой в условиях Ромашкинского месторождения. //Вопросы геологии, разработки нефтяного месторождения, гидродинамики и физика пласта:Тр. ин-та ТатНИИ. — 1964. Вып. 6.- С.273—281.

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

4. Влияние свойств горных пород на движение в них жидкости /Бан А., Богомолова А.Ф., Максимова В.А. и др.//- М.: Гостоптехиздат, 1962. 275 с.

5. Баймухаметов К.С. Динамика водонефтяного фактора на длительно разрабатываемых месторождениях. // Нефтяное хозяйство. 1992. - № 2. - С. 1012.

6. Геологическое строение и разработка нефтяных и газовых месторождений Башкортостана/ Баймухметов К.С., Викторов П.Ф., Гайнуллин К.Х. и др.//- Уфа: РИЦ АНК «Башнефть», 1997. 424 с.

7. Брылкин Ю.Л., Дубман Л.И. О диэлектрической проницаемости влажных песчаных пород. // Тр. СО АН СССР. Новосибирск: Наука, 1979.- Вып. 442. - С.233-242.

8. Ю.Вендельштейн Б.Ю., Резванов Р.А. Геофизические методы определения параметров нефтегазовых коллекторов. М.: Недра, 1978. - 318 с.

9. Дворкин В.И., Метелкин В.И., Морозова Е.А. Определение нефтена-сыщения коллекторов в бурящихся скважинах специальной конструкции. //В сб. тез. докл. научного симпозиума «Новые геофизические технологии для нефтегазовой промышленности», Уфа, 2003.- С.91.

10. Дворкин В.И., Морозова Е.А. Методическое руководство по определению текущей нефтенасыщенности продуктивных коллекторов, обсаженных стеклопластиковыми трубами. // ОАО НПФ «Геофизика», Уфа. 2000. - 87 с.

11. Гавура В.Е. Геология и разработка нефтяных и газонефтяных месторождений. М.: ВНИИОЭНГ, 1995. - 496 с.

12. Геология и разработка крупнейших и уникальных нефтяных и нефтегазовых месторождений России: В 2 т. /Под ред. В.Е. Гавуры. Р.Т. Абдулмази-тов, К.С.Баймухаметов., В.Д. Викторин и др. //М.: ВНИИОЭНГ, 1996.- Т.1 280 с.

13. Геология и разработка крупнейших и уникальных нефтяных и нефтегазовых месторождений России: В 2 т. / Под. ред. В.Е. Гавуры /А.К. Багаутди-нов, С.Л. Барков, Г.К. Белевич и др. // М.: ВНИИОЭНГ, 1996. Т.2- 352 с.

14. Геология, разработка и эксплуатация Ромашкинского нефтяного месторождения: В 2 т. /Р.Х. Муслимов, A.M. Шавалиев, Р.Б. Хисамов и др. //М.: ВНИИОЭНГ, 1995. -Т.1 492 е., Т.2 - 286 с.

15. Геологическое строение и особенности разработки нефтяных месторождений терригенных отложений нижнего карбона и девона Башкортостана /К.С. Баймухаметов, П.Ф. Викторов, К.Х. Гайнуллин и др. //М.: ВНИИОЭНГ, 1994. 32 с.

16. Гиматудинов Ш.К., Ширковский А.И. Физика нефтяного и газового пласта. М.: Недра, 1982. - 311 с.

17. Крепление -нефтяных скважин стеклопластиковыми трубами /Голышкин В.Г., Юсупов И.Г., Дворецкий В.Г. и др. // Нефтяное хозяйство. — 1987. № 2. - С.72-76.

18. Инструкция по интерпретации диаграмм волнового диэлектрического каротажа /Даев Д.С., Денисов С.Б., Каринский А.Д. и др.// Москва, 1983 г. 56 с.

19. Даев Д.С., Денисов С.Б., Озолин Р.Т. О возможности выявления прорывов пресных вод с помощью диэлектрического каротажа.// Нефтегазовая геология и геофизика. 1971. - № 6. - С.41—44.

20. Дворецкий В.Г., Дворкин В.И., Ахметов К.Р. Определение остаточной нефтенасыщенности заводненных пластов по данным индукционного каротажа в скважинах специальной конструкции. // Нефтяное хозяйство.-1992.- № 1.-С.25-27.

21. Дворецкий В.Г., Дворкин В.И., Ахметов К.Р. Определение параметров выработки продуктивных коллекторов в скважинах специальной конструкции при произвольной солености пластовых вод.- М., 1989.-Деп. в ВНИИИОЭНГ, 1989, № 1771нг—89.

22. Дворецкий В.Г., Демчук Н.П., Метелкин В.И. Стеклопластиковые оболочки для защиты и герметизации геофизической аппаратуры Труды ВНИИ-нефтепромгеофизика, вып.10, Уфа, 1980, С.143-149.

23. Технология геофизического контроля разработки нефтяных месторождений /Дворецкий В.Г., Орлинский Б.М., Труфанов В.В. и др. //Нефтяное хозяйство. 1986. - № 8. - С.21-24.

24. Дворкин В.И. Изучение процесса вытеснения вязкой нефти закачиваемой водой. // Тез. докл. XIX Губкинские чтения. М., 1996. - С.115.

25. Дворкин В.И. Технология контроля за выработкой запасов нефти в скважинах специальной конструкции. // Новые высокие информационные геофизические технологии для нефтегазовой промышленности: Тез. докл. Международный симпозиум. Уфа, 1999 - С.23-25.

26. Дворкин В.И. Геофизический мониторинг разработки нефтяных пластов, обсаженных стеклопластиковыми трубами.- Уфа: ГУЛ «Уфимский поли-графкомбинат», 2001. 198 с.

27. Дворкин В.И., Ганичев Д.И., Маврин М.Я. Методика контроля за выработкой нефтяных пластов в Западной Сибири // НТВ «Каротажник». Тверь: АИС, 2001. - № 85. - С.56-57.

28. Дворкин В.И., Ганичев Д.И., Маврин М.Я. Результаты контроля за заводнением полимиктовых коллекторов // Новые геофизические технологии для нефтегазовой промышленности: Тез. докл. Научный симпозиум — Уфа, 2002. — С. 75-76.

29. Контроль за нефтенасыщением обсаженных коллекторов методом индукционного каротажа в Западной Сибири. /Дворкин В.И. Ганичев Д.И., Маврин М.Я. и др // НТВ «Каротажник».- Тверь: АИС, 2000.- № 72.- С.50-57.

30. Технология определения характера насыщения коллекторов в боковых отводах скважин /Дворкин В.И., Метелкин В.И., Яковлев А.П., Морозова Е.А. и др.// Геофизика, Уфа, 2000. Спец. вып. - С. 13-17.

31. Дворкин В.И., Ахметов К.Р., Морозова Е.А. Результаты мониторинга выработки коллекторов неокомского возраста. // В сб. тез. докл. научного симпозиума, в печати, Уфа; 2009. С.117-119.

32. Дворкин В.И., Морозова Е.А., Ганичев Д.И. Геофизический мониторинг разработки Тевлинско-Русскинского месторождения. //В сб.тез.докладов научного симпозиума «Высокие технологии в промысловой геофизике», Уфа, 2004.

33. Дворкин В.И., Морозова Е.А. Геофизический контроль за заводнением нефтяных пластов, обсаженных стеклопластиковыми трубами. //Геофизика. -2000.-С. 19-24.

34. Дворкин В.И., Морозова Е.А. Контроль за выработкой трудноизвле-каемых запасов нефти через сеть скважин специальной конструкции. // НТВ «Каротажник». Тверь: АИС. - 2008, №1(166). - С. 38-46.

35. Зверев Г.Н., Дембицкий С.И. Оценка эффетивности геофизических исследований скважин. — М.: Недра, 1982. — 223 с.

36. Иванова М.М., Мухаметшин Р.З., Панарин А.Т. Динамика основных показателей разработки залежей вязкой и высоковязкой нефти (на примере месторождений Татарстана) // Нефтяное хозяйство.— 1994.— № 11/12.—С.64—70.

37. Инструкция по технологии крепления скважин пластмассовыми трубами в интервале продуктивного горизонта с целью контроля за изменением нефтенасыщенности в процессе эксплуатации Казань: ТатНИПИнефть, 1982. с.50

38. Кнеллер JI.E., Потапов А.П. Технология и программное обеспечение для определения удельного электрического сопротивления в тонкослоистом разрезе // НТВ «Каротажник». Тверь: АИС, 1996. - № 24. - С.101-105.

39. Кнеллер JI.E., Потапов А.П. Электрические, электромагнитные методы и программное обеспечение определения сопротивлений на основе моделирования. // НТВ «Каротажник». Тверь: АИС, 2006. - № 7-8. - С. 160-172.

40. Лозин Е.В., Шарафутдинов И.Г., Дворецкий В.Г., С.А. Попов. Применение технологии исследований скважин стеклопластиковыми хвостовиками на Арланском месторождении. /Нефт. Хоз-во — 2001. №1 .-С.75-77.

41. Лукьянов Э.Е. Технологии определения текущей нефтенасыщенности в контрольных и контрольно-эксплуатационных скважинах./ЛГруды школы-семинара "Физика нефтяного пласта"., 20-24 мая 2002, 123-127.

42. Мациевский Н.С. Исследование процесса расформирования зоны проникновения в нефтеносном пласте на основе теории двухфазной фильтрации. // Тез.докл. XVII научно—техн. конф. молодых ученых и специалистов / ТатНИПИнефть.- Бугульма, 1981. С. 15.

43. Мочалов Е.Ю., Мухаметшин Р.З. Эффективность применения заводнения для разработки небольших месторождений высоковязкой нефти // Нефтяное хозяйство. — 1985. — № 3. С.29—33.

44. Морозова Е.А. Анализ динамики заводнения терригенных пластов нижнего карбона. // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. Уфа, 2007, №4(70) С.38-44.

45. Морозова Е.А., Дворецкий В.Г. Анализ выработки трудноизвлекаемых запасов нефти каширо-подольских отложений Арланского месторождения. //В сб. тез. докл. научного симпозиума «Геоинформационные технологии в нефтепромысловом сервисе», Уфа, 2006. С.66-69.

46. Муслимов Р.Х. Совершенствование разработки залежей с трудноиз-влекаемыми запасами нефти на месторождениях Татарии. М.: НТО НГП им. И.Н. Губкина, 1983.- 112 с.

47. Автономная геофизическая система «Горизонталь» с доставкой на бурильных трубах /Иванов В .Я., Лаздин А.Р., Морозова Е.А. и др.// «ГеоИнжене-ринг», анал.науч.техн. журнал, .-Краснодар, 2005 г. С.65-66.

48. Плюснин М.И. Индукционный каротаж. — М.: Недра, 1968. — 142 с.

49. Потапов А.П., Кнеллер Л.Е. Определение УЭС пластов по данным ВИКИЗ в условиях тонкослоистого разреза. // НТВ «Каротажник». Тверь: АИС, 2004.- № 14. - С.73-83.

50. Разработка нефтяных месторождений: В 4т./Под ред. Н.И.Хисамутдинова, Г.З.Ибрагимова. М.:ВНИИОНГ, 1994. - Т.1.-240 с.

51. Ремев И.С. Современные технологии автоматизации обработки данных ГИС. // НТВ «Каротажник». Тверь: АИС, 1998.- № 52. - С.62-67.

52. Ревенко В.М. Проблемы разработки месторождений Западной Сибири и пути их решения. // Разработка нефтяных и нефтегазовых месторождений. Состояние, проблемы и пути их решения: Материалы совещания. Альметьевск, сентябрь 1995 г. -М., 1996. С.92-103.

53. Сургучев M.JI. Методы контроля и регулирования процесса разработки нефтяных месторождений. — М.: Недра, 1968. — 159 с.

54. Крепление нефтяных скважин стеклопластиковыми трубами /Юсупов И.Г., Голышкин В.Г, Ибатуллин Р.Х. и др. // Нефтяное хозяйство. -1981. № 6. -С. 19-22.

55. Anderson W.G. Wettability literature survey — part 1: rock/oil/brine interactions and the effects of core handling on wettability // Journal of Petroleum Technology. 1986, v.38, № 10, p.p.l 125-1114.

56. Anderson W.G. Wettability literature survey — part 3: the effects of wettability on the electrical properties of porous media // Journal of Petroleum Technology. 1986, v.38, № 12, p.p. 1371-1378.

57. Thomas E.C., Richardson J.E., Shannon M.T., Williams M.R. The scope perspective of ROS measurement and flood monitoring // Journal of Petroleum Technology. 1987, v.39, № 11, p.p. 1398-1405.

58. Патент США 4652828. Способ и прибор для определения диэлектрической проницаемости подземных пород.з.13.04.84.п.24.03.87. Авт.: WiLLiam E.Kenyon, Paul L.Baker.

59. Chruvier E., Snav J. «Applikation of micro-wave dielectric measurements in various logging enviroments». SPWLA, 27-th annual logging symposium, June 913, 1986.

60. Blenkinsop M.D., Baker P., Clavier C., Kenyon W. «Deep electromagnetic propagation tool interpretaion». SPWLA, 27-th annual logging symposium, June 913, 1986.