Повышение эффективности разработки карбонатных коллекторов нефти на основе комплексного применения физических и химических методов интенсификации процесса нефтеизвлечения: На примере НГДУ "Краснохолмскнефть" ОАО АНК "Башнефть" тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.17, кандидат технических наук Лукьянов, Юрий Викторович

• Лукьянов, Юрий Викторович
• кандидат технических наук
• 2005

Оглавление диссертации кандидат технических наук Лукьянов, Юрий Викторович

Введение

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕММЫ РАЗРАБОТКИ 7 КАРБОНАТНЫХ КОЛЛЕКТОРОВ И ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДОВ УВЕЛИЧЕНИЯ НЕФТЕОТДАЧИ

1.1 Особенности геологического строения нефтяных залежей в карбонатных коллекторах

1.2 Особенности геологического строения и разработки нефтяных залежей в карбонатных коллекторах Башкирии

1.3 Основные методы увеличения нефтеотдачи карбонатных коллекторов

1.4 Технология разработки залежей нефти с карбонатными коллекторами системой горизонтальных скважин

1.5 Проводимые исследования с целью проведения эффективной разработки карбонатных коллекторов

2. ОСОБЕННОСТИ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ И 29 РАЗРАБОТКИ ЗАЛЕЖЕЙ НЕФТИ С КАБОНАТНЫМИ КОЛЛЕКТОРАМИ КРАСНОХОЛМСКОЙ ГРУППЫ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

2.1 Тектоника

2.2 Стратиграфия.

2.3 Характеристика месторождений и динамика показателей разработки карбонатных отложений

2.4 Ресурсная база залежей нефти в карбонатных коллекторах

3. ИССЛЕДОВАНИЕ СКВАЖИН, ДРЕНИРУЮЩИХ 57 ТРЕЩИНОВАТО-ПОРИСТЫЙ КОЛЛЕКТОР, ПРИ НЕУСТАНОВИВШЕМСЯ РЕЖИМЕ ФИЛЬТРАЦИИ

3.1 Метод касательных

3.2 Определения времени запаздывания восстановления давления в скважине после ее установки при неустановившейся фильтрации в упругом трещиновато-пористом пласте

3.3 Гидродинамическое исследование горизонтальных скважин

3.4 Многомерный статистический анализ при оптимизации и прогнозе эффективности комплексных обработок очистки ПЗП скважин НГДУ «Краснохолмскнефть» совместно с анализом данных нестационарных исследований скважин

4. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ РАЗРАБОТКИ 104 ЗАЛЕЖЕЙ С КАРБОНАТНЫМИ КОЛЛЕКТОРАМИ НГДУ «КРАСНОХОЛМСКНЕФТЬ»

4.1 Закачка воды

4.2 Совершенствование циклического (нестационарного) заводнения

4.3 Технология изоляции продуктивных пластов для сохранения естественной продуктивности при строительстве новых скважин

4.4 Технология регулирования заводнения на основе латексов

4.5 Применение гелеобразующих составов на основе алюмосиликатов

4.6 Физико-химические методы интенсификации добычи нефти из карбонатных коллекторов

4.6.1 Применение кислоты замедленного действия

4.6.2 Внедрение технологии глубокой обработки добывающих скважин в 125 карбонатных коллекторах кислотной композицией ДН

4.6.3 Технология дилатационно-волнового воздействия на нефтяные 129 пласты

4.6.4 Технология обработки призабойной зоны скважин 135 электрогидровоздействием

4.6.5 Методы многоцикловых кислотных обработок и создание 137 кавернонакопителей

4.6.6 Технология закачки оторочек сырой нефти в добывающие скважины 139 месторождений с карбонатным коллектором

4.6.7 Повышение продуктивности скважин методом гидроразрыва в 142 карбонатных пластах с применением виброволнового воздействия на ПЗП

4.7 Бурение и эксплуатация горизонтальных скважин

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение эффективности разработки карбонатных коллекторов нефти на основе комплексного применения физических и химических методов интенсификации процесса нефтеизвлечения: На примере НГДУ "Краснохолмскнефть" ОАО АНК "Башнефть"»

Актуальность темы исследований. С карбонатными коллекторами связано более 40% мировых запасов нефти и около 60% мировой добычи нефти. Нефтяные месторождения, приуроченные к карбонатным коллекторам, широко распространены в России, на Ближнем и среднем востоке, США, Канаде и в странах Латинской Америки. В последнее время на территории Урало-Поволжья наблюдается устойчивая тенденция к снижению добычи нефти, ухудшается структура извлекаемых запасов, что проявляется в увеличении объема трудно-извлекаемых углеводородов (ТРИЗ), возрастает удельный вес карбонатных коллекторов, основные запасы нефти, в которых приурочены к турнейским и каширо-верей-башкирским отложениям.

Исключительная неоднородность карбонатных коллекторов, связанная с широким развитием в них вторичных процессов приводит к необходимости изучать не только данные по керну, но и применять комплексный подход. Помимо изучения геологических и литолого-петрофизических особенностей пород и классификации трещинных коллекторов нужно исследовать влияние горных пород на фильтрацию в них жидкости, изменение геофизических параметров, трещиноватость отложений и ряд других факторов. Так как карбонатные коллектора характеризуются высокой степенью расчлененности и прерывистостью продуктивных пластов, наличием и широким развитием густой сети трещин и каверн самых разнообразных размеров и протяженности выбор оптимальной технологии весьма затруднен.

Коэффициент успешности проведения мероприятий по увеличению нефтеотдачи пласта составляет лишь 30-80% по различным объектам, а в половине скважин, затраты, связанные с проведением воздействия, не окупаются дополнительно добытой нефтью. Это связано со следующими причинами:

1) разработанные технологии проведения обработок не учитывают всех особенностей механизма воздействия на карбонатный коллектор;

2) низкий уровень геолого-технологического сопровождения технологий.

В настоящее время на большинстве объектов разработки АНК "Башнефть" ставится задача стабилизации добычи нефти. При наличии у компании месторождений нефти, приуроченных к карбонатным коллекторам, разработка данного типа залежей становится весьма актуальной. Накоплен и значительный опыт, как отдельных промысловых экспериментов, так и промышленной разработки подобных объектов при различных режимах и в НГДУ "Краснохолмскнефть.

Цель работы: Повышение эффективности разработки запасов нефти, приуроченных к карбонатным коллекторам месторождений НГДУ "Краснохолмскнефть" на основе комплексного применения физических и химических методов. Создание обоснованной системы, определяющей комплекс геолого-технологических критериев выбора технологий для освоения запасов углеводородного сырья, приуроченных к карбонатным коллекторам.

Задачи и методы исследования:

1. Провести структуризацию и дифференциацию залежей нефти, приуроченных к карбонатным коллекторам НГДУ "Краснохолмскнефть".

2. Выполнить множественную классификацию и идентификацию очагов воздействия с помощью статистических методов с включением в анализ гидродинамических параметров, полученных по данным нестационарных исследований скважин. Сравнить результаты классификации по группам и установить наиболее эффективные применяемые МУН по выделенным группам очагов воздействия.

3. Провести оценку изменения емкостно-фильтрационных свойств пласта в результате физико-химического воздействия на пласт по данным исследования скважин на нестационарных режимах работы.

4. Разработать методики обоснования и прогнозирования эффективности технологий увеличения нефтеотдачи пластов на месторождениях нефти, приуроченных к карбонатным коллекторам.

5. На основе разработанных методик рекомендовать конкретные методы воздействия на карбонатные коллекторы провести опытно-промышленные работы и выполнить геолого-промысловый анализ их эффективности.

Научная новизна результатов, полученных в работе:

1. Впервые проведены сравнительная классификация очагов воздействия месторождений НГДУ «Краснохолмскнефть» методами ГК с включением в анализ данных гидродинамических исследований.

2. Проведен сравнительный геолого-промысловый анализ разработки выделенных групп очагов воздействия.

3. Определены геологические факторы, влияющие на эффективность использования в данном регионе физических и химических методов увеличения нефтеотдачи.

4. Определены геологические критерии применимости методов увеличения нефтеотдачи и подбора оптимальной технологии для конкретной залежи нефти на основе гидродинамических исследований скважин и статистического анализа исходных геолого-промысловых данных.

Основные защищаемые положения:

1. Классификация объектов воздействия НГДУ "Краснохолмскнефть" статистическими методами с использованием данных гидродинамических исследований скважин и анализ эффективности технологий ПНП по выделенным группам объектов.

2. Методика выбора методов воздействия на продуктивные пласты, приуроченные к карбонатным коллекторам.

3. Новые технологии воздействия на карбонатные коллекторы с применением химических и физических методов интенсификации процесса нефтеизвлечения.

Практическая ценность и внедрение результатов работы:

Результаты проведенных исследований позволяют:

- существенно поднять уровень технико-экономической эффективности технологий доразработки нефтяных месторождений, приуроченных к карбонатным коллекторам;

- повысить степень использования недр, снизить обводненность добываемой продукции и энергозатраты на добычу углеводородного сырья;

- значительно повысить степень достоверности и надежности геолого-технологического обоснования и прогнозирования мероприятий по повышению эффективности разработки месторождений, приуроченных к карбонатным коллекторам в НГДУ "Краснохолмскнефть";

- данные проведенных исследований могут использоваться в качестве инженерных методик для выбора и прогнозирования технологической эффективности химических и физических методов воздействия на пласт в НГДУ, в которых ведется активная разработка карбонатных коллекторов.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано девять печатных работ и три патента.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. Список литературы включает 65 наименований. Текст на 166 страницах, содержит 10 рисунков и 33 таблицы.

Заключение диссертации по теме «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений», Лукьянов, Юрий Викторович

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Уточнены наиболее характерные особенности геологического строения и разработки карбонатных коллекторов месторождений НГДУ «Краснохолмскнефть» АНК «Башнефть», оказывающие существенное влияние на эффективность процесса нефтеизвлечения: высокая анизотропия фильтрационно-емкостных свойств, наличие коллекторов с двойной пористостью, повышенные вязкости пластовых нефтей, низкая продуктивность скважин, невысокие значения (по сравнению с терригенными коллекторами) коэффициентов извлечения нефти, обусловленные несоответствием применяемых традиционных систем воздействия на пласт и призабойную зону скважин геолого-физическим условиям сложнопостроенных пластовых систем.

2. На основе проведенной структуризации запасов месторождений НГДУ «Краснохолмскнефть» установлено, что основная часть геологических и извлекаемых запасов (более 95%) сосредоточена в продуктивных отложениях каменноугольной системы, а основные перспективы извлечения нефти из карбонатных коллекторов связаны с верей-башкирскими и каширо-подольскими отложениями, на долю которых приходится более 40% геологических и активных запасов углеводородов.

3. Предложены методы прогноза эффективности технологий повышения нефтеотдачи карбонатных пластов для конкретных очагов воздействия, основанные на аппарате статистической оценки множественной корреляции, современных методов проведения и интерпретации результатов нестационарных гидродинамических исследований с учетом совокупности осложняющих добычу факторов.

4. Выполнено группирование исследуемых очагов воздействия с помощью статистических методов (регрессионный анализ, кластерный анализ дендрограмм), в результате чего предложена классификация очагов воздействия различными видами кислотных обработок. Проведенная структуризация объектов воздействия позволяет прогнозировать параметры эффективности обработок с использованием адекватных моделей, полученных отдельно по матрицам «СКО+ +алюмохлорид» и «ВВВ+СКО» для скважин различных групп.

5. На примере конкретных месторождений продемонстрированы результаты выбора и обоснования технологий освоения ТРИЗ в карбонатных коллекторах. Установлено, что для объектов с низкопроницаемыми коллекторами наиболее эффективными технологиями являются: технология изоляции продуктивных пластов для сохранения естественной продуктивности при строительстве новых скважин, циклическое (нестационарное) заводнение, различные модификации кислотных обработок (методы многоцикловых кислотных обработок, создание кавернонакопителей, применение нефтекислотных эмульсий), технология волнового воздействия на нефтяные пласты, технология обработки ПЗС электрогидровоздействием, технология закачки оторочек сырой нефти в добывающие скважины месторождений с карбонатным коллектором, повышение продуктивности скважин методом гидроразрыва в карбонатных пластах с применением виброволнового воздействия на ПЗП, бурение и эксплуатация ГС.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Лукьянов, Юрий Викторович, 2005 год

1. Geology of Giant Petroleum Fields. Memoir 14, Edited by M.T. Halbouty. 1970, Tulsa, Oklahoma, George Banta Co, Inc. 575 p.

2. Багринцева К.И. Трещиноватость осадочных пород. М.: Недра, 1982.

3. Котяхов Ф.И. Физика нефтяных и газовых коллекторов. М.: Недра, 1977.

4. Крылов А.П. Основные принципы разработки нефтяных залежей а применением нагнетания рабочего реагента в карбонатную залежь. Тр. МНИ, вып. 12 М., Гостоптехиздат, 1953.

5. George С. J., Stiles L.H.: Improved Techniques for Evaluating Carbonate Water-floods in West Texas, J. Pet Tech. (July, 1978), 1547-1554.

6. Delaney R.P., Tsang P.B.: Computer reservoir Continuty Study at Judy Creek J. Can Tech. (January-February, 1982), 34-44.

7. Willman G.J.: A Study of Displacement Efficiency in the Redwater Field, J. Pet Tech. (April, 1967), 449-456.

8. Смехов E.M. Теоретические и методические основы поисков трещинных коллекторов нефти и газа. JI., Недра, 1974.

9. Громов В.Г. К вопросу о раскрытии трещин на глубине. Труды ВНИГРИ. JL, вып. 290, 1970, с. 113-118.

10. Киркинская В.Н., Смехов Е.М. Карбонатные породы коллекторы нефти и газа. JL, Недра, 1981.

11. Ржевский В.В., Новик Г.Я. Основы физики горных пород. М., Недра, 1984.

12. Чернышев С.Н. Трещиноватость горных пород и ее влияние на устойчивость откосов. М., Недра, 1984

13. Афанасьев B.C., Масагутов Р.Х. Потенциальные возможности продуктивных горизонтов среднего карбона в Башкирии. Уфа: Тр. Башнипинефть. 1990. Вып. 81. С. 19-27.

14. Сургучев M.JI. Вторичные и третичные методы увеличения нефтеотдачи пластов. М.:, Кедра, 1985. 308 с.

15. Muskat М. Physical Principals of Oil Production, 1949, McGraw-Hill, New York.

16. Сафонов E.H., Алмаев Р.Х. Методы извлечения остаточной нефти на месторождениях Башкирии. Уфа: РИЦ АНК "Башнефть", 1997,-247с.

17. Швецов И.А., Манырин В.Н. Физико-химические методы увеличения нефтеотдачи пластов, Анализ и проектирование. Самара: Российское представительство Акционерной компании "Ойл Техноложи Оверсиз Продакшн Лимитед", 2000, -336 с.

18. Персиянцев М.Н., Кабиров М.М., Ленченкова Л.Е. Повышение нефтеотдачи неоднородных пластов.- Оренбург: Оренбургское книжное издательство, 1999,224 с.

19. Газизов А.Ш., Газизов A.A. Повышение эффективности разработки нефтяных месторождений на основе ограничения движения вод в пластах. М.:, Недра, 1999,-285 с.

20. Леченкова Л.Е. Повышение нефтеотдачи пластов физико- химическими мето-дами.-М.: ООО "Недра Бизнесцентр", 1998, -394 с.

21. Лозин Е.В., Хлебников В.Н. Применение коллоидных реагентов для повышения нефтеотдачи. Уфа, изд. Башнипинефть, 2003, - 236 с.

22. Галлеев Р.Г., Муслимов Р.Х. Состояние нефтяной промышленности Татарстана и пути высокоэффективной разработки месторождений на поздней стадии освоения нефтяных ресурсов. Нефт. хоз-во. 1995, № 12. С. 26-33.

23. Абызбаев И.И., Сыртланов А.Ш., Викторов П.Ф., Лозин Е.В. Разработка залежей с трудноизвлекаемыми запасами нефти Башкортостана. Уфа, "Китап", 1994. 178 с.

24. Муслимов Р.Х., Шавалиев A.M., Хисамов Р.Б., Юсупов И.Г. Геология и эксплуатация Ромашкинского нефтяного месторождения. Тт. 1,2. М., ВНИИОЭНГ, 1995.490 с.

25. Абызбаев И.И., Миниахметов А.Г., Штанько В.П. Инструкция по применению комплексного воздействия на пласт, включающего водоизоляцию и применение кислоты замедленного действия.- Уфа: Башнефть.-2004.

26. Галлямов И.М., Габдрафиков Д.Т., Насибуллин В.В. Временная инструкция по применению технологии гивпано-кислотного воздействия при обработке при-забойной зоны карбонатного пласта.-Уфа: Башнипинефть.-2002.

27. М.Л.Сургучев, В.И. Колганов, А.В.Гавура и др. Извлечение нефти из карбонатных коллекторов М.:Недра, 1987,230с.

28. Влияние особенностей карбонатных коллекторов на эффективность разработки нефтяных залежей / В.Д. Викторин. М. : Недра, 1988.-150 с.

29. Патент 2092684 РФ, МПК Е 21 В 43/27. Состав для комплексной обработки призабойной зоны карбонатного пласта / Кандаурова Г.Ф., Кадыров P.P. и др. //Бюл.И.- 1997.-№28-С.319.

30. Патент 2094604 РФ, МПК Е 21 В 43/27. Способ обработки карбонатных коллекторов / Василенко В.Ф., Гарифуллин Ш.С., Галлямов И.М. // Бюл.И.-1997.-№30.-С.303.

31. Патент 2106488 РФ, МПК Е 21 В 43/27. Способ обработки призабойной зоны скважины / Глумов И.Ф., Ибатулин K.P. // Бюл. И. -1998. № 7. - С.259.

32. Кудинов В.И., Сучков Б.М. Методы повышения производительности скважин.-Самара: Книжное изд-во, 1996.-С.95.

33. Вердеревский Ю.Л., Орлов М.С., Бакуров В.Г. Диффузия HCl в композициях с лигносульфонаттом // Коллоидный журнал.-1992.-Т.54, №4.- С. 14-18.

34. Ибрагимов Г.З., Сорокин В.А., Хисамутдинов Н.И. Химические реагенты для добычи нефти. М.: Недра, 1986 г.

35. Патент США № 3962101 НКИ 252-8.55с. Способ кислотной обработки пластов и состав для этой цели.

36. Патент РФ № 2061860, МПК Е 21 В 43/27. Состав для кислотной обработки призабойной зоны пласта в эксплуатационной скважине / Петров H.A., Еси-пенко А.И., Ветланд М.Л.// Бюл. И.- 1996.-№16-С.234.

37. Бузинов С.Н., Умрихин И.Д. Гидродинамические методы исследования скважин и пластов. М., Недра, 1973.

38. Чекалюк Э.Б. Основы пьезометрии залежей нефти и газа. Госиздаттехлит УССР, Киев, 1961.

39. Голф-Рахт Г.Д. Основы нефтепромысловой геологии и разработки трещиноватых коллекторов. М., Недра, 1986.

40. Баренблатт Г.И., Желтов Ю.П. Об основных уравнениях фильтрации однородных жидкостей в трещиноватых породах. Докл. АН СССР, т. 132, 1960, №3.

41. Борисов Ю.П., Каменецкий С.Г., Яковлев В.П., Крылов А.П. «Об определении параметров нефтяного пласта по данным восстановления давления в остановленных скважинах». Известия АН СССР, №11, 1957.

42. Бугаец А.Н., Дуденко Л.Н. Математические методы при прогнозировании месторождений полезных ископаемых. -Ленинград: Недра, 1976. -270 с.

43. Pao С.Р. Линейные статистические методы и их применение: Пер.с англ./ Под ред. Ю.В. Линника.-М.: Наука, 1968. -548 с.

44. Арабаджи М.С., Бакиров Э.А. и др. Математические методы и ЭВМ в поисково-разведочных работах. М.: Недра, 1984. -264 с.

45. Каждан А.Б., Гуськов О.И. Математические методы в геологии.-М.: Недра, 1990.-243с.

46. Андерсон Т. Введение в многомерный статистический анализ: Пер.с англ./Под ред. Б.В. Гнеденко. М.: Государственное издательство физико-математической литературы, 1963. - 500 с.

47. Шарбатова И.Н., Сургучев М.Л. Циклические воздействия на неоднородные пласты, М., Недра, 1998, 120с.

48. Инструкция по совершенствованию технологии циклического заводнения и изменения направления фильтрационных потоков. РД 39-0147035-232-88. М., Бу-гульма, ВНИИ, ТатНИПИнефть. Отв. исп. Муслимов Р.Х., Шавалеев A.M. и др.

49. Вашуркин А.И., Свищев М.Ф., Евченко B.C., Кувшинов A.C., Файн Ю.Б. Применение нестационарного заводнения на месторождениях Западной Сибири. М., ВНИИОЭНГ, 1978г.

50. Методическое руководство по определению технологической эффективности гидродинамических методов повышения нефтеотдачи пластов. Р.Д. 39-0147035209-87-М., 1987г.

51. Role of acid diffusion in matrix acidizing of carbonates / M.L. Hoeíher, H.S. Fogler, P. Stenius, J. Sjoblom // J. of Petrol. Technol. 1987, II. Vol. 39. - №2. - P. 203 - 208

52. Вердеревский Ю.Л., Арефьев Ю.Н., Чаганов М.С. Увеличение продуктивности скважин в карбонатных коллекторах составами на основе соляной кисло-ты//Нефтяное хозяйство. 2000. - №1. С. 45-47.

53. Пияков Г.Н., Лозин Е.В., Гафуров О.Г., Василенко В.Ф., Лукьянов Ю.В., Асмо-ловский B.C., Сайфутдинов. «Способ разработки нефтяной залежи с карбонатным коллектором». Патент РФ № 2135751, 27.08.1999 г.

54. Лозин Е.В., Пияков Г.Н. и др. «Физическое и численное моделирование процесса повторного нефтенасыщения в заводненных известняках среднего карбона.»// Геология, геофизика и разработка нефтяных месторождений, 1997, №6 -с.44-49

55. Дыбленко В.П., Камалов Р.Н., Шарифуллин Р.Я., Туфанов И.А. Повышение продуктивности и реанимации скважин с применением виброволнового воздействия. М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2000. - 381 с.

56. Малышев Г.А., Журба В.Н. и Сальникова H.H. Анализ технологии проведения ГРП на месторождениях ОАО «Сургутнефтегаз», Нефтяное хозяйство, № 9, 1997. С. 46-51

57. Булатов А.И., Качмар Ю.Д., Макаренко П.П. и Яремийчук P.C. Освоение скважин: Справочное пособие/Под ред. P.C. Яремийчука. М.: ООО "Недра-Бизнесцентр", 1999. -472 с.

58. Ромм Е.С. Фильтрационные свойства трещиноватых горных пород. М. О «Недра», 1966., - 283 с.

59. Плотников И.Г., Лукьянов Ю.В., Садыкова Л.Т., Мурзагулова Д.Р. «Промышленное внедрение латексов на терригенных и карбонатных коллекторах». Сборник научных трудов БашНИПИнефть, № 115, Уфа, 2004 г. С. 37-39.