Анализ эффективности применения форсированного отбора жидкости на Турнейском ярусе Ошворцевско-Дмитриевского месторождения-Дипломная работа-Специальность-Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений РЭНГМ-Нефтегазовое дело-Эксплуатация и обс

Анализ эффективности применения форсированного отбора жидкости на Турнейском ярусе Ошворцевско-Дмитриевского месторождения-Дипломная работа-Специальность-Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений РЭНГМ-Нефтегазовое дело-Эксплуатация и обслуживание объектов нефтегазодобычи
Пояснительная записка к дипломному проекту содержит 169 страниц текста, 31 рисунок и 30 таблиц. Список использованных источников вклю-чает 14 пунктов.
Ключевые слова: НЕФТЬ, ЖИДКОСТЬ, ВОДОПЛАВАЮЩАЯ ЗАЛЕЖЬ, ФОРСИРОВАННЫЙ ОТБОР ЖИДКОСТИ, ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЫТЕСНЕНИЯ, КОЭФФИЦИЕНТ ИЗВЛЕЧЕНИЯ НЕФТИ.
 В.И. Кудинов и Б.М. Сучков в книге «Интенсификация добычи вязкой нефти из карбонатных коллекторов» утверждают:
 - одной из самых актуальных задач является разработка методов ин-тенсификации добычи нефти из залежей подстилаемых подошвенной водой, осложненных наличием изолирующих пропластков небольшой толщины;
 - наиболее верным в этом направлении следует считать разработку комплексных технологий, включающих в себя несколько факторов воздей-ствия, сочетание которых может повысить эффективность воздействия не только за счет сложения эффектов каждого из них, но и усилить конечный результат благодаря синергетическим эффектам.
 В дипломном проекте рассмотрен многофакторный механизм воздей-ствия форсированного отбора жидкости (ФОЖ) на залежи, подстилаемые подошвенной водой и имеющие изолирующие пропластки, предложенный в 2004 г. специалистами «УфаНИПИнефть».
 Сделан анализ эффективности ФОЖ на Турнейском объекте Ошвор-цевско-Дмитриевского месторождения, применение которого не преду-смотрено проектом разработки. Объект характеризуется массивно-слоистой структурой с активной подошвенной водонапорной системой.
 В результате применения на анализируемом объекте ФОЖ на 01.05. 2006 г. дополнительно добыто 19915 тонн нефти из них 14732 тонны за счет интенсификации отборов и 5183 тонны за счет увеличения нефтеотдачи пласта. Получен экономический эффект более 7 млн. рублей.
 Тенденция динамики изменения показателей разработки говорит о том, что в результате воздействия, конечный КИН будет выше проектного.
2.1. Классификация гидродинамических методов повышения
нефтеотдачи пластов
 Запроектированный и осуществляемый процесс разработки нефтяной или нефтегазовой залежи требует не только непрерывного контроля, но и по-стоянного регулирования (управления) путем воздействия на залежь через нагнетательные и добывающие скважины. Это воздействие влияет на филь-трационные потоки в пласте, изменяя гидродинамические характеристики объекта разработки. Поэтому методы регулирования процесса разработки нефтяной залежи можно назвать гидродинамическими методами повышения нефтеотдачи пластов, конечной целью регулирования является повышение текущей или конечной нефтеотдачи пластов /3/.
 Гидродинамические методы повышения нефтеотдачи или методы регу-лирования представляют собой прогрессивные технологии гидродинамиче-ского воздействия на продуктивные пласты с целью обеспечения высокой эффективности разработки месторождений и наиболее полного извлечения нефти из недр при режиме вытеснения нефти водой. Мероприятия (методы) по гидродинамическому воздействию на пласты преследуют цель повышения интенсивности воздействия на слабо дренируемые запасы нефти и вовлечения в разработку выявленных в процессе бурения и эксплуатации не дренируе-мых балансовых запасов нефти в объекте разработки.
 В методическом руководстве /3/ принята классификация гидродинами-ческих методов повышения нефтеотдачи по различию в технологии осу-ществления и степени их воздействия на продуктивные пласты.
 К первой группе отнесены методы, которые чаще применяются на про-мыслах ввиду своей простоты в технологии реализации, но по степени воз-действия на пласты они слабее, чем методы второй группы.
 Ко второй группе отнесены методы воздействия, основанные на изме-нениях первоначально принятых систем размещения скважин и воздействия.
 К первой группе относятся те методы гидродинамического воздей-ствия, которые осуществляются только через изменения режимов работы скважин и направлены на вовлечение в активную разработку слабодрениру-емых запасов.
 Эти методы объединяются названием "нестационарное заводнение" и включают в себя:
 1) в нагнетательных скважинах:
- повышение давления нагнетания;
- циклическое заводнение;
- перераспределение расходов закачиваемого агента по группам нагнета-тельных скважин (перемена направлений фильтрационных потоков);
- одновременно-раздельную закачку воды в разные пласты через одну сква-жину;
- избирательную закачку воды в низкопроницаемые пропластки и пласты, зоны и участки;
- ограничение или прекращение закачки в высокопроницаемые пропластки;
- методы обработки призабойной зоны, которые изменяют режим работы и восстанавливают потенциал скважин (гидроимпульсное, волновое воздей-ствие и др.);
- механические методы изменения режимов работы нагнетательных скважин (гидроразрыв пласта, поинтервальные обработки, интенсивная перфорация, забуривание вторых стволов и др.);
 2) в добывающих скважинах:
- изменение отборов жидкости в целом по объекту разработки, по отдельно-му пласту, блоку, зоне, участку или группе добывающих скважин;
- форсированный отбор жидкости из групп скважин или из отдельных сква-жин данного участка, зоны, блока;
- периодические временные остановки и пуски групп скважин или отдельных скважин;
- одновременно-раздельную эксплуатацию скважин в многопластовых объек-тах;
- оптимизацию перепадов давления между пластовым и забойным давления-ми;
- многообъемное внутрипластовое воздействие по ограничению водоприто-ков (изоляционные работы);
- системные обработки призабойной зоны, гидроразрыв пласта, поинтер-вальное повышение продуктивности скважин (дострелы, перестрелы и др.);
- забуривание вторых и горизонтальных стволов.
 Ко второй группе относятся методы, направленные на вовлечение в разработку недренируемых или слабодренируемых запасов (участков, зон и пропластков) неоднородного прерывистого пласта. Эти методы (мероприя-тия) отличаются большим разнообразием по технологии воздействия на пла-сты, степень влияния их на технико-экономические показатели разработки весьма велика, и поэтому они обосновываются в проектных документах (тех-нологических схемах, проектах разработки и доразработки), анализах раз-работки и авторских надзорах.
 Ко второй группе относятся:
- перенос фронта нагнетания воды в имеющиеся скважины;
- организация дополнительных рядов нагнетательных скважин в блоковых системах разработки путем перевода добывающих скважин в нагнетатель-ные;
- организация очагов закачки воды в отдельные добывающие скважины;
- вовлечение в разработку недренируемых запасов нефти в линзах, тупико-вых и застойных зонах, низкопроницаемых прослоях путем бурения допол-нительных добывающих или нагнетательных скважин, забуривания вторых стволов, горизонтальных стволов, перевода скважин с других объектов или пластов, разукрупнения объектов, организации зон и полей самостоятельной разработки;
- организация барьерной, площадной и других модификаций внутриконтур-ного воздействия путем закачки воды с целью выработки запасов нефти в обширных подгазовых зонах газонефтяных месторождений;
- другие новые технологии заводнения для сложнопостроенных залежей и трудноизвлекаемых запасов нефти.

2.2. Создание теории форсированного отбора жидкости
 Некоторые сведения о форсированном отборе жидкости были известны еще в 30-х годах по опыту работы азербайджанских (статьи Каламкарова В.А. в 1934 г. и Овнатанова С.Т. в 1939 г.) и грозненских (по информации геолога Болотова Т.С.) нефтяных промыслов. Однако к началу 40-х годов теории и разработанной методики проведения форсированного отбора жид-кости не было. Началу их развития положили исследования, проведенные в 1943 г. сотрудниками ГрозНИИ под руководством Щелкачева В.Н. /4/.
 По мере приближения немецких войск к Грозному, «специальным ме-роприятиям» (полной ликвидации) были подвергнуты все нефтяные скважи-ны Малгобекского района и часть скважин Октябрьского. Остальные сква-жины в этом районе были подготовлены к ликвидации - на случай угрозы сдачи города войскам неприятеля.
 После того, как наступление немецких войск на Кавказе было отраже-но, на грозненских промыслах необходимо было возобновить добычу нефти в максимально возможном объеме. Положение осложнялось тем, что часть скважин была ликвидирована, а оборудование для бурения новых скважин отсутствовало. Следовательно, добывать нефть можно было только из оставшегося фонда скважин, которые надо было выводить из простоя. В свя-зи с этим возглавляемый Щелкачевым В.Н. небольшой коллектив сотрудни-ков ГрозНИИ задался вопросом: можно ли, и в каких именно скважинах осуществлять форсированный отбор жидкости, то есть, допустимо ли при переводе скважины из простоя в эксплуатацию устанавливать в ней отбор жидкости, в полтора-два и более раз превосходящий отбор жидкости до остановки? Не вызовет ли он резкого увеличения ее обводненности и тем са-мым снижения коэффициента нефтеотдачи?
 Для ответа на этот вопрос коллектив сотрудников ГрозНИИ организо-вал на промыслах треста «Октябрьнефть» исследования скважин по особой программе. Коллектив был небольшой - кроме Щелкачева В.Н. в него вхо-дили пять человек: инженеры Донцов К.М. и Кондратьев В.Ф., геолог Зейд-лиц Г.П., техник Максимова Е.Э. и студентка Говорова Г.Л. Сотрудники са-ми осуществляли замеры дебитов скважин, степень их обводненности, уро-вень жидкости в скважинах. Все это следовало проводить с особой, необыч-ной для промыслов, точностью. Программа и результаты работы были, за-тем описаны автором в специальных брошюрах, изданных в 1945 г. в Гроз-ненском областном издательстве, и в вышедшей в 1946 г. в Гостоптехиздате в Москве брошюре под названием «Форсированный отбор жидкости как метод интенсификации добычи нефти».
 По их рекомендациям соответствующие скважины были переведены на форсированный отбор жидкости, при этом существенно увеличивались деби-ты нефти без ухудшения процесса обводненности скважин.
 Форсирование скважин проводилось не только с помощью компрессо-ров (дебиты скважин по жидкости доводили до 400 т/сут.), но и с помощью усиления режима работы насосных скважин. В некоторые скважины с обсад-ными восьмидюймовыми колоннами спускали насосные трубы диаметром 4 дюйма, что, конечно, обеспечивало высокие дебиты жидкости из пластов, об-ладавших хорошими коллекторскими свойствами.
 Начиная с 1943 г. добыча нефти в тресте «Октябрьнефть» много лет удерживалась на относительно высоком уровне именно за счет применения и последовательного развития форсированного отбора жидкости. Понятно, насколько это было важно в военные и первые послевоенные годы.
 Накопленный в Грозном опыт форсированного отбора жидкости был обобщен и впоследствии включен в основу технической политики Нарком-нефти, а затем - и Миннефтепрома. Форсированный отбор применялся и для интенсификации нефтедобычи, и для увеличения нефтеотдачи. Автор реко-мендовал внедрение этого метода не только в Урало-Поволжье, но и в дру-гих нефтяных регионах.




2.3. Современное отношение к форсированному отбору жидкости
 На современном этапе развития нефтяной науки, мнения специалистов, относительно форсированного отбора жидкости (ФОЖ), расходятся зача-стую до диаметрально противоположных.
 1) Метод эффективен, и вводить его следует на ранних стадиях разра-ботки месторождений:
 - выявлено, что рост обводненности в результате форсированного от-бора жидкости отмечается при удельной накопленной добыче нефти на мо-мент мероприятия превышающей определенную величину на единицу мощ-ности пласта. Для большинства скважин, у которых удельная накопленная добыча нефти на момент мероприятия ниже этого значения, в результате его проведения отмечается снижение обводненности.
 Это объясняется выявленной обратной зависимостью эффективности ФОЖ от текущей выработки запасов зоны дренирования скважины. Эта за-кономерность обуславливает высокий геологический потенциал форсирован-ного отбора жидкости как метода увеличения нефтеотдачи на водоплаваю-щих залежах благодаря обычно низкой выработке запасов данного типа за-лежей и благодаря наличию значительных остаточных запасов нефти при высокой обводненности продукции /5/.
 2) Применение метода эффективно на поздних стадиях разработки ме-сторождений:
 - по свидетельству руководителей «Башнефти» Столярова Е.В. и Ли-совского Н.Н., добычу нефти в Башкирии с 1970 по 1980 гг. удавалось удерживать стабильной в основном за счет двух мероприятий: проведения на старых нефтяных месторождениях оптимизации сеток скважин и форсиро-ванного отбора жидкости из них.
 3) Метод приводит к снижению конечного коэффициента извлечения нефти и его применение недопустимо:
 - форсированный отбор флюидов существенно нарушает природные фильтрационные свойства коллекторов и состояние нефтегазонасыщенной системы в целом. Нарушается сбалансированный режим подпитки фильтра-ционных каналов, связанная вода «отрывается» от стенок порового про-странства коллектора и заполняет фильтрационные каналы. Как результат - снижается продуктивность скважин и увеличивается их обводненность. При форсированных отборах быстро теряется пластовая энергия и падает ре-сурсный потенциал. В конечном итоге это приводит к снижению коэффици-ента нефтеотдачи. Так, в Западной Сибири даже на конечной стадии разра-ботки он составляет 20-25%, а в юрских отложениях – 15% /6/.
2.4. Механизм форсированного отбора жидкости
Форсированный отбор жидкости (ФОЖ) является методом уве-личения нефтеотдачи продуктивных пластов, реализация которого осу-ществляется за счёт увеличения градиента давления в прискважинной зоне пласта. В результате проведения ФОЖ, зачастую, снижается обводненность продукции скважин с высокой базовой обводненностью /7,8/.
Наиболее яркие результаты получены при анализе результатов ФОЖ на водоплавающих залежах. Положительное влияние форсированного отбо-ра жидкости на нефтеотдачу пласта в виде снижения средней обводненности продукции на водоплавающих залежах без объяснения механизма этого яв-ления отмечается в работе /9/. В работе /10/ показано, что форсированный отбор жидкости достаточно эффективен на водонефтяных зонах, где имеются выдержанные глинистые перемычки между разнонасыщенными частями продуктивного разреза. Выдержанность глинистых перемычек является условием проявления описанной закономерности и подразумевается ниже при использовании терминов водоплавающей залежи и водонефтяной зоны (ВНЗ).
Целью данного подраздела является объяснение данной закономерно-сти и на основании этого уточнение механизма форсированного отбора жид-кости как метода увеличения нефтеотдачи для условий водоплавающих за-лежей и водонефтяных зон.
Ряд авторов связывает положительное влияние форсированного отбо-ра жидкости на нефтеотдачу пластов с увеличением коэффициента вытесне-ния нефти водой благодаря действию следующих факторов /11/:
1) в гидрофильных коллекторах при увеличении скорости потока происходит вовлечение в разработку капиллярно защемленной нефти;
2) в гидрофобных коллекторах в результате увеличения отборов жид-кости происходит более эффективный отмыв пленочно-связанной нефти.
Это объяснение не раскрывает многих вопросов. Общеизвестно, что радиус воронки депрессии на пласт ограничивается несколькими метрами или десятками метров. Соответственно наибольшее увеличение депрессии на пласт происходит в этой относительно небольшой зоне, запасы которой не обеспечивают фактических объемов прироста нефтеотдачи в результате ФОЖ. Что касается основной части пласта, то возникающие при разработке нефтяных месторождений силы, воздействующие на плёночную нефть при установлении форсированного режима эксплуатации, на порядок меньше тех, которые действуют между плёночной нефтью и поверхностью породы.
Анализируемую закономерность также можно объяснить влиянием отложений твердых углеводородов в призабойной зоне нефтенасыщенных пропластков. При истечении пластовой нефти из пласта в скважину в резуль-тате резкого снижения давления в перфорационных каналах, особенно при снижении давления ниже давления насыщения, там откладываются твердые компоненты нефти: парафины, смолы, асфальтены. В результате этого в нефтенасыщенных пропластках увеличивается скин-фактор. В перфорацион-ных каналах водонасыщенных пропластков, при тех же условиях, отклады-ваются соли. Общеизвестно, что механическая прочность солевых отложений значительно выше, чем у парафино-смолистых /12/, поэтому увеличение де-прессии на пласт приводит к более быстрому разрушению углеводородных отложений и снижению скин-фактора в нефтенасыщенных пропластках. При всей логичности это не объясняет некоторых фактов, в частности качествен-ную обратимость реакции скважины на изменение отборов, заключающуюся в увеличении обводненности продукции при снижении дебита жидкости. Кроме того, сказанное не объясняет тенденцию наиболее ярких положитель-ных результатов ФОЖ на водоплавающих залежах.
Характер динамик обводнения форсированных скважин и результаты факторного анализа позволили сделать предположение о гидродинамиче-ской природе этой закономерности. Данную тенденцию можно попробовать объяснить следующим образом.
Поток жидкости в стволе добывающей скважины, в пределах интерва-ла перфорации, характеризует период эксплуатации, когда при наличии остаточных запасов нефти нижние отверстия перфорации начинают работать водой рис. 15.

Турнейский ярус Ошворцевско-Дмитриевского месторождения представляет собой массивно-слоистую залежь с карбонатным коллектором, подстилаемую подошвенной водой. В связи с этим запасы нефти относятся к категории трудноизвлекаемых. В процессе эксплуатации таких залежей наблюдается быстрое и резкое падение добычи нефти из-за роста обводненности, интенсивность которого взаимосвязана с законтурной областью питания.
 Создание и внедрение в производство новых способов и технологий воздействия с целью получения высоких технико-экономических показателей при разработке такого рода месторождений является одной из самых актуальных задач.
 Применение форсированного отбора жидкости, в таких условиях, не рассматривается организациями, проектирующими разработку месторождений из-за опасения образования водяного конуса на забоях добывающих скважин, ускоряющего их обводнение.
 Вместе с тем статистические данные показывают, что наиболее яркие положительные результаты форсированного отбора жидкости получены именно на таких залежах.
 Проведенный анализ эффективности применения форсированного отбора жидкости на Турнейском ярусе Ошворцевско-Дмитриевского месторождения, не предусмотренного проектом разработки, полностью подтвердил высокую эффективность данного вида воздействия. Фактические технико-экономические показатели разработки оказались выше запроектированных показателей. В результате воздействия форсированного отбора жидкости произошло увеличение добычи нефти не только за счет интенсификации отборов, но и за счет увеличения нефтеотдачи залежи. Тенденция динамики изменения показателей разработки позволяет сделать вывод, что конечный КИН будет выше проектного.
 Механизм форсированного отбора жидкости на массивно-слоистых залежах, подстилаемых подошвенной водой, является многофакторным (геологический, гидродинамический, физический и физико-химический) при этом конечный результат усиливается благодаря синергетическим эффектам.
Проектным организациям следует рассматривать форсированный отбор жидкости как один из вариантов проекта разработки.
По опыту разработки месторождений Удмуртии, Турнейский ярус является наиболее перспективным для использования боковых горизонтальных стволов (БГС). Это позволяет рекомендовать выполнить проектное решение по строительству 4 БГС из бездействующих скважин 2103, 2105, 2110 и 2115, бурение которых, согласно проекта разработки, намечалось на 2004 – 2005 г.г.