Совершенствование технологии разработки трудноизвлекаемых запасов нефти месторождений ООО "Лукойл - Западная Сибирь" тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.17, кандидат технических наук Павлов, Евгений Геннадьевич

• Павлов, Евгений Геннадьевич
• кандидат технических наук
• 2004

Оглавление диссертации кандидат технических наук Павлов, Евгений Геннадьевич

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕММЫ И ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДОВ УВЕЛИЧЕНИЯ НЕФТЕОТДАЧИ И РАЗРАБОТКИ ТРУДНОИЗВЛЕКАЕМЫХ ЗАЛЕЖЕЙ НЕФТИ.

1.1 Основные направления развития методов увеличения нефтеотдачи.

1.2 Разработка залежей с трудноизвлекаемыми запасами нефти.

1.3 Повышение эффективности разработки водонефтяных зон месторождений.

1.4 Математическое и статистическое моделирование процессов разработки трудоизвлекаемых залежей нефти.

1.4.1 Стохастические модели.

1.4.2 Детерминированные модели.

2. ГЕОЛОГО-СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ «ЛУКОЙЛ - ЗАПАДНАЯ СИБИРЬ».

2.1 Группирование объектов методом главных компонент.

2.2 Классификация объектов с использованием нейро-сетевого моделирования.

2.3 Анализ эффективности методов воздействия дифференцировано по выделенным группам объектов.

3. МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ВЫБОРА И ОБОСНОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ВОЗЕЙСТВИЯ НА МАЛОПРОДУКТИВНЫЕ ПЛАСТЫ.

3.1 Выбор технологии с применением МГК.

3.2 Выбор технологий с помощью МНС.

3.3 Усовершенствованный экспертный метод подбора технологии воздействия на пласт.

3.4 Комплексный метод выбора технологий.

3.5 Прогнозирование эффективности физико-химического воздействия на пласт методами математического моделирования.

3.6 Качественная характеристика модели.

4. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ РАЗРАБОТКИ ЗАЛЕЖЕЙ С НИЗКОПРОНИЦАЕМЫМИ И МАЛОПРОНИЦАЕМЫМИ КОЛЛЕКТОРАМИ.

411 Исследования эффективности выработки залежей с низкопроницаемыми и маломощными коллекторами (НПМК).:.

4.2 Анализ рекомендуемых технологий по группе НПМК.

4.3 Решение проблем разработки НПМК проведением гидроразрыва.

4.4 Решение проблем разработки НПМК проведением кислотных обработок.

4.5 Перспективы применения высокоминерализованной воды для закачки и в качестве оторочек для малопроницаемых коллекторов.

5. НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАЗРАБОТКИ ВОДОНЕФТЯНЫХ ЗОН МЕСТОРОЖДЕНИЙ.

5.1 Цели и задачи классификации исследуемых объектов ВНЗ, группирование объектов, анализ статистических связей.

5.2 Расчет энергетических показателей, связи с законтурной областью, целесообразность проведения гидродинамических мероприятий.

5.3 Изучение перемещения водонефтяного контакта и необходимость применения методов выравнивания профилей приемистости.

5.4 Применение сшитых полимерных систем для повышения эффективности.

5.5 Применение технологии акустической реабилитации скважин и пласта

АРСиП) предназначенной для повышения нефтеотдачи пластов.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование технологии разработки трудноизвлекаемых запасов нефти месторождений ООО "Лукойл - Западная Сибирь"»

Актуальность темы исследований. На современном этапе развития нефтегазодобывающего комплекса России большинство высокопродуктивных залежей находится на поздней или заключительной стадии разработки. Проблемы увеличения нефтеотдачи и вовлечения в разработку трудноизвлекаемых запасов (ТрИЗ) нефти в настоящее время весьма актуальны, в том числе и для месторождений Западной Сибири, где удельный вес этих запасов составляет около 60 %.

В настоящее время на большинстве объектов разработки ООО «ЛУКОЙЛ - Западная Сибирь» также ставится задача стабилизации добычи нефти. Продуктивные пласты в большинстве своем характеризуются высокой зональной и послойной неоднородностью, низкой 'начальной нефтенасыщенностью и проницаемостью, а также наличием обширных водонефтяных зон.

По объектам разработки накоплен значительный объем материалов по применению третичных методов увеличения нефтеотдачи. Использование ряда технологий повышения нефтеотдачи зачастую малоуспешно, что в значительной мере обусловлено недостаточной адаптацией методов к конкретным геолого-промысловым условиям. В свете назревшей необходимости их рационального применения возникла задача проведения структуризации, выявления геолого-технологической приуроченности запасов нефти ООО «ЛУКОЙЛ - Западная Сибирь» и совершенствования систем рациональной выработки остаточной запасов нефти.

Разработка водонефтяных зон вызывает целый ряд трудностей. Конечный коэффициент нефтеотдачи по большинству ВНЗ ожидается значительно ниже, чем в чисто нефтяных частях залежи, что обусловлено с особыми условиями их эксплуатации, связанными с близостью водонефтяного контакта. Быстрый прорыв подошвенной воды к забоям добывающих скважин, низкие темпы отбора нефти при высокой степени обводненности добываемой продукции приводят к снижению нефтеотдачи пласта, к увеличению сроков разработки, к повышению непроизводительных затрат на добычу попутной; воды, ее транспорт и подготовку и, в конечном счете, к ухудшению технико-экономических показателей разработки в целом залежи.

Низкопроницаемые пласты и прослои имеются и в высокопродуктивных объектах, где они залегают в виде линз различной величины, полос различной ширины или коллекторов площадного развития.

Разнообразие геологических условий залегания, физических свойств пород и нефтей как по отдельным пластам, так и в пределах площадей приводят к выводу о необходимости самостоятельного изучения всех этих объектов и иного подхода к проектированию разработки, чем в объектах средней и высокой продуктивности.

Значительный резерв повышения эффективности заключается в выборе соответствующих технологий и общей стратегии планирования применения методов воздействия на пласт. При этом следует сделать правильный выбор из существующего арсенала гидродинамических, физических и химических методов увеличения нефтеотдачи (МУН).

Цель работы: Повышение эффективности разработки трудноизвлекаемых запасов нефти месторождений ООО «ЛУКОЙЛ — Западная Сибирь» на основе комплексного применения физических, химических и гидродинамических методов. Создание обоснованной системы, определяющей комплекс геолого-технологических критериев выбора' технологий для освоения трудноизвлекаемых запасов углеводородного сырья.

Задачи и методы исследования:

1. Провести структуризацию и дифференциацию трудноизвлекаемых запасов нефти месторождений ООО «ЛУКОЙЛ — Западная Сибирь».

2. Выполнить множественную классификацию и идентификацию объектов разработки ООО «ЛУКОЙЛ — Западная Сибирь» с помощью методов - главных компонент (ГК) и искусственных нейронных сетей (ИНС). Сравнить результаты обеих классификаций и установить наиболее эффективные применяемые МУН по выделенным группам объектов.

3. Создать совмещенный из нескольких методов комплексный критерий подбора технологий освоения трудноизвлекаемых запасов нефти.

4. Разработать и провести качественный анализ гидродинамических моделей фильтрации растворов химреагентов в водонефтяных зонах нефтяных месторождений и низкопроницаемых коллекторах.

5. На основе предложенных методик рассмотреть конкретные- методы воздействия на низкопроницаемые коллекторы и водонефтяные зоны месторождений с учетом общей стратегии планирования применения методов повышения нефтеотдачи пластов (ПНП).

Научная новизна результатов, полученных в работе:

1. Впервые проведены сравнительная классификация объектов разработки месторождений ООО «ЛУКОЙЛ — Западная Сибирь» методами ГК, ИНС и дифференциация технологической эффективности применяющихся методов ПНП по выделенным группам объектов.

2. Предложены методика совместного применения методов ГК и ИНС, а также экспертных оценок для оптимального подбора методов воздействия на трудноизвлекаемые запасы нефти.Для условий ООО «ЛУКОЙЛ — Западная Сибирь» разработаны гидродинамические модели фильтрации растворов химреагентов в водонефтяных зонах и в низкопроницаемых коллекторах, позволяющие прогнозировать эффективность МУН.

3. На основе приведенных методик предложены конкретные методы воздействия на низкопроницаемые коллекторы и водонефтяные зоны месторождений с учетом общей стратегии планирования применения методов ПНП.

Основные защищаемые положения

1. Классификация объектов разработки месторождений ООО «ЛУКОЙЛ — Западная Сибирь» методами главных компонент и искусственных нейронных сетей и анализ эффективности технологий ПНП по выделенным группам объектов.

2. Методика оптимального подбора методов воздействия на трудноизвлекаемые запасы нефти месторождений ООО «ЛУКОЙЛ -Западная Сибирь».

3. Гидродинамические модели фильтрации растворов химреагентов в водонефтяных зонах и низкопроницаемых коллекторах, позволяющие прогнозировать технологические параметры рекомендуемых к внедрению МУН.

Практическая ценность. Результаты, полученные в диссертационной работе, могут использоваться в качестве инженерных методик для выбора и прогнозирования технологической эффективности гидродинамических, физических и химических методов воздействия на трудноизвлекаемые запасы нефти.

Результаты исследований позволяют значительно повысить степень достоверности и надежности процедуры обоснования и планирования применения МУН на объектах разработки с трудноизвлекаемыми запасами нефти; повысить степень эффективности применения гидродинамических, химических и физических МУН; более обоснованно проводить анализ разработки и выработки водонефтяных зон месторождений и низкопроницаемых коллекторов; на основе гидродинамических моделей осуществлять качественный анализ влияния комплекса факторов на показатели разработки; с использованием методов ранговой корреляции осуществлять обоснованный выбор скважин для форсированного отбора для ВНЗ); эффективно проводить комплекс геолого-технологических » мероприятий по рациональному использованию запасов нефти на залежах нефти с ТрИЗ.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано шесть печатных работ и два патента.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. Список литературы включает 46 наименований. Текст на 150 страницах, содержит 30 рисунков и 19 таблиц.

Заключение диссертации по теме «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений», Павлов, Евгений Геннадьевич

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Проведена структуризация трудноизвлекаемых запасов нефти применительно к условиям нефтяных месторождений ООО «ЛУКОЙЛ — Западная Сибирь», максимально адаптированная к решению практических производственных задач и позволяющая повысить адресность воздействия на выделенные группы ТрИЗ. При этом учтены не только такие параметры, как пониженная проницаемость и наличие водонефтяных зон, но и сочетание различных осложняющих нефтеизвлечение факторов, приводящих в итоге к низким дебитам, высокой обводненности и недостаточной эффективности процесса извлечения нефти.

2. Предложены методы подбора технологий повышения нефтеотдачи пластов для конкретных геолого-промысловых условий, основанные на аппаратах статистической оценки множественной близости факторов (метод главных компонент); современных методов имитации процессов и явлений, используемых для задач классификации и управления (метод нейронных сетей); близости геолого-промысловых параметров объектов воздействия оптимальным условиям применения технологий (вероятность достижения максимального эффекта).

Выполнено группирование исследуемых объектов по первым двум методам, в результате чего установлено, что метод нейронных сетей производит группирование более точно (большее число групп с близкими характеристиками).

3. На основе предложенного совмещенного критерия, основанного на ранговой классификации оценок по различным статистическим методам, дифференцированно проведен подбор наиболее эффективных технологий воздействия на пласт по выделенным группам объектов. Показано, что при использовании эмпирического коэффициента регрессии прогнозов значительно повышается степень достоверности выбора метода увеличения нефтеотдачи для конкретных reo лого-технологических условий.

4. В результате математического моделирования применения физико-химических МУН в низкопроницаемых коллекторах и ВНЗ, в том числе осадкообразующих технологий, выявлены основные механизмы, приводящие к увеличению коэффициента извлечения нефти в данных технологиях: селективность воздействия, выравнивание фронта вытеснения и увеличение охвата пласта.

5. На примере конкретных месторождений — Вать-Еганское и Тевлино-Русскинское — продемонстрированы результаты выбора и обоснования технологий освоения ТрИЗ, приуроченных к низкопроницаемым коллекторам и водонефтяным зонам. Установлено, что для объектов с низкопроницаемыми коллекторами наиболее эффективными технологиями являются кислотные обработки скважин и гидравлический разрыв пласта, а для объектов с ВНЗ — применение сшитых полимерных систем и технология акустической реабилитации скважин и пласта.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Павлов, Евгений Геннадьевич, 2004 год

1. Сургучев МЛ. Вторичные и третичные методы увеличения нефтеотдачи пластов. М.:, Кедра, 1985. 308 с.

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

3. Сафонов E.H., Алмаев P.X. Методы извлечения остаточной нефти на месторождениях Башкирии. Уфа: РИЦ АНК "Башнефть", 1997,-247с.

4. 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.

5. Персиянцев М.Н., Кабиров М.М., Ленченкова Л.Е. Повышение нефтеотдачи неоднородных пластов.- Оренбург: Оренбургское книжноеиздательство, 1999,-224 с. »

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

7. Хисамутдинов Н.И., Хасанов М.М., Телин А.Г., Ибрагимов Г.З., Латыпов А.Р. Разработка нефтяных месторождений. М., Всероссийский научно-исследовательский институт организации упраления и экономики нефтегазовой промышленности, 1994, 262 с.

8. Леченкова Л.Е. Повышение нефтеотдачи пластов физикохимическими методами.-М.: ООО "Недра Бизнесцентр", 1998, -394 с. »

9. Аметов И.М., Шерстнев Н.М. Применение систем в технологических операциях эксплуатации скважин. М.: Недра, 1989.-213 с.

10. Горбунов А.Т., Бученков Л.Н. Щелочное заводнение.- М.: Недра, 1989.-160с.

11. Ревизский Ю.В., Дыбленко В.П. Исследование механизма нефтеотдачи. М: ООО "Недра - Бизнесцентр" 2002. - 317 с.

12. Некрасов В.И., Глебов A.B., Ширгазин Р.Г., Андреев В.Е. Научно-технические основы промышленного внедрения физико-химических методов увеличения нефтеотдачи на Лангепасской группе месторождений Западной Сибири Уфа: "Белая река" 2001г. -287 с.

13. Абызбаев И.И., Сыртланов А.Ш., Викторов П.В., Лозин Е.В. Разработка залежей с трудноизвлекаемыми запасами нефти Башкортостана -Уфа: "Китап" 1994. 180 с.

14. Муслимов Р.Х., Абдулмазитов Р.Г. Совершенствование технологии разработки малоэффективных месторождений Татарии Казань: "Татарское книжное издательство" 1989 г.- 136 с.

15. Галеев Р.Г. Повышение выработки трудноизвлекаемых запасов Углеводородногосырья. /Монография -М.: КУбК-а, 1997. -352 с.

16. Чарный И.А. Подземная гидродинамика.- М.: Гостоптехиздат. 1963396с.

17. Первердян A.M. О движении подошвенной воды в слабо наклонных пластах // Прикладная математика и механика.Т. 16.-Вып.2, 1952-С.32-41.

18. Аширов К.Б. Причины негоризонтальности водонефтяных контактов // Геология нефти и газа. 1961.-№12, - С. 23-29.

19. Баишев Б.Т., Манаева Л.Б. О типизации нефтяных месторождений по характеру водонефтяных зон пластов. //Тр./ВНИИ.-1968.- Вып.54.-С. 147155.

20. Жданов М.А. Нефтегазопромысловая геология.-М.:Недра ,1970. залежей нефти и газа в мезозойских отложениях Западно-Сибирской низменности/А.А. Трофимук, Э.Э. Фотиади, Ф.Г. Гурари // Тр./М.: Недра.-1972.-Вып. 131.

21. Комаров В. JI. Особенности разработки водонефтяных зон месторождений платформенного типа / М.М. Сатаров, В.Л. Комаров, Д.М. Алиев и др. Уфа: Т./УФНИИ,-1969.-Вып.27.-С.117-134.I

22. Малояпославцев A.A., Голубев Ю.В. Оценка средних значений нефтенасыщенности терригенных пластов //РНТС. "Нефтегазовая геология и геофизика".-М.: ВНИИОЭНГ.-1981.-Вып. 1.- С. 9-21.

23. Малоярославцев A.A.,Бобров Л.Д. Методик Малояпославцев A.A., а расчета средних значений пористости терригенных пластов // РНТС Нефтегазовая геология и геофизика".-".-М.: ВНИИОЭНГ.-1981.-Вып. 1.- С. 22- 24.

24. Юдин В.М., Муслимов Р.Х., Хамадеев Ф.М. Разработка водонефтяных зон с разной характеристикой в условиях заводнения пластов (на примере Ромашкинского месторождения). Нефтяное хозяйство.-1974.5.-С.32-36.

25. Орлинский Б.М. Временное методическое руководство по изучению строения и анализу разработки ВНЗ. Бугульма: Татнипинефть.-1971.-46с.

26. Пермяков И.Г. Разработка Туймазинского нефтяного месторождения. — М. Гостоптехиздат, 1959.-213 С.

27. Абызбаев И.И. Научно-методические основы разработки водонефтяных зон месторождений платформенного типа. Диссертация на соискание ученой степени доктора техничеких наук. Уфимский государственный нефтяной технический университет. Уфа -1988 г.

28. Рудкевич М.Я., Озеранская Л.С., Чистякова Н.Ф. и др. Нефтегазоносные комплексы Западно-Сибирского бассейна. — М.: Недра, 1988.-303 с.

29. Геология и нефтегазоносность Нижневартовского района /И.И. Нестеров, Р.М.Бембель., М.М. Биншток и др.//Тр./ЗапСибНИГНИ. -1974. -Вып.83. -246 с.

30. За нефтяных кономерности размещения И условия формирования залежей нефти и газа в мезозойских отложениях Западно-Сибирской низменности/А.А. Трофимук, Э.Э. Фотиади, Ф.Г. Гурари // Тр.//М.: Недра.-1972.-Вып.131.

31. Конторович А.Э., Нестеров И.И., Салманов Ф.К. и др. Геология нефти и газа Западной Сибири. М.: Недра, 1975. - 680 с.

32. Колгина Л.П., Чернова Н.А. Породы-коллекторы нижнего неокома месторождений нефти Среднего Приобья.-М.: Наука, 1977. 94 с.

33. Геология и разработка крупнейших и уникальных нефтяных и нефтегазовых месторождений России. М.: ВНИИОЭНГ, 1996.

34. Крамбейн У., Кауфмин М., Мак-Кемон Р. Модели геологических процессов.-: Мир 1973 - 150 с.

35. ИберлаК., Факторный анализ.-М: Статистика, 1980-398 с.

36. Статистический метод подбора технологий увеличения нефтеотдачи пластов на нефтяных месторождениях. /Назмиев И.М., Павлов Е.Г., Абызбаев И.И. // Тр. /Башнипинефть 2003.-Вып. 113.

37. Круглов В.В., Борисов В.В., Харитонов Е.В. Нейронные сети: конфигурации, обучение, применение. Смоленск: Изд-во Моск. энерг. Инта, фил-л в г.Смоленске, 1998.

38. Крылов А.П., Белаш П.М., Борисов Ю.П. и др. Проектирование разработки нефтяных месторождений.-М: Гостоптехиздат, 1962.-430с.

39. Справочник по эксплуатации нефтяных месторождений.- М., Недра, 1965,-981 с.

40. Пирсон С.Д. Учение о нефтяном пласте.- М: Гостоптехиздат, 1961,570с.

41. Физико-геологические проблемы повышения нефтеотдачи пластов. /М.Ф.Мирчинк, А.Х. Мирзаджанзаде, Ю.В. Желтов и др. М.: Недра, 1975.-232с.

42. Сургучев М.Л. Методы контроля и регулирования процесса разработки нефтяных месторождений. М. Недра, 1968 - 297 с.

43. Сорокин В.А., Пути лов М.Ф., Вахитов Г.Г., Сургучев M.JL, Жданов С.А., Кащавцев В.Е., Малютина Г.С. Промышленные испытания новых методов повышения нефтеотдачи пластов.- М: ВНИИОЭНГ. 1983.-92 с. (Обзорная информация. Сер. Нефтепромысловое дело).

44. Байков У.М. Увеличение нефтеотдачи путем вытеснения нефти пластовой и сточными водами // Тр. / Башнипинефть.-Вып. 31.- 1972.-С.153-158.

45. Мирзаджанзаде А.Х., Хасанов М.М., Бахтизин Р.Н. Этюды о моделировании сложных систем нефтедобычи. Уфа: Гилем, 1999,-464с.

46. Круглов В.В., Борисов В.В., Искусственные нейронные сети. Теория и практика. Москва: "Горячая линия Телеком", 2002, -382 с.

47. Самоорганизующие карты. Математический аппарат. Лаборатория Basegroup. HTTP // WWW.BASEGROUP.RU /neural/com.html.