Введение к работе
Актуальность проблемы. Значительные запасы нефти (около 20$ от общих в пределах провинции), сосредоточенные в сложнопостроен-ных, низкопродуктивных (коэффициент продуктивности в среднем менее 10 т/сут.МПа) залежах в карбонатных коллекторах Волго-Ураль-ской нефтегазоносной провинции, позволяют рассматривать их существенным резервом добычи нефти.
В настоящее время в разработке находится нпзначт*те^ьная чаоть этих объектов, добыча нефти из них составляет несколько процентов от общей добычи нефти в регионе. Залежи разрабатыв-ттся в основной массе на естественных режимах, и лить на отдельных из них организована закачка в пласт воды.
Столь ограниченный и медленный ввод месторождений в разработку объясняется низкой эффективностью их эксплуатации, при которой конечная нефтеотдача к концу разработки не превысит в лучшем случае 20$ (при разработке на естественных режимах и с применением традиционных плотностей сеток скважин, принятых для терригенных коллекторов). Использование методов поддержания пластового давления с закачкой в пласт воды часто не дает положительных результатов в виде текущего прироста добычи нефти и увеличения нефтеотдачи, хотя в отдельных случаях при правильном выборе очагов под нагнетание воды нефтеотдача увеличивается до 30-40$.
Низкая эффективность разработки объектов во многом объясни-' ется причинами геологического характера:
многопластовостыо месторождений;
линзовидным строением нефтенасьщенных пород-коллекторов;
повышенной геологической неоднородностью по различным параметрам;
низкими коллекторскими свойствами, сложной и разнообразной структурой порового пространства;
наличием запечатывающего слоя у поверхности водо-нефтя-ного контакта и т.д.
В этих сложных геологических условиях проектирование и разработка залежей в большинстве своем осуществляются без достаточной дифференциации по аналогии с высокопродуктивными коллекторами, без учета специфики разработки объектов в карбонатных коллекторах.
При этом довольно часто приходится сталкиваться с такими проблемами, как
ограниченность информации о залежах;
отсутствие достаточной априорной информации о влиянии коллекторских свойств и геологической неоднородности на процесс нефтеизвлечения;
ограниченное количество гидродинамических исследований
и исследований, посвященных контролю за процессом нефтеизвлечения;
- отсутствие широких исследований, направленных на обобще
ние опыта эксплуатации залежей, находящихся длительное время
в разработке.
С другой стороны, в настоящее время по отдельным объектам разработки имеется достаточно обширный и надежный геолого-промысловый материал, обобщение и использование которого позволит наметить пути и способы реализации мероприятий, направленных на повышение эффективности разработки столь сложных, но перспективных объектов, и увеличить темпы ввода многочисленных залежей в активную разработку.
О чрезвычайной актуальности этой задачи говорят решения,
принятые рядом всесоюзных совещаний по разработке нефтяных месторождений.
Решение задачи комплексного геолого-технологического обоснования повышения эффективности разработки ниэкопродуктивных залежей нефти в карбонатных коллекторах осуществлялось в Уфимском нефтяном институте с 1982 года в рамках задания 01.14 целевой комплексной научно-технической программы ГКНТ 0.Ц.004 "Создание высокоэффективных методов воздействия на карбонатные кол-. лекторы с целью наиболее полного извлечения нефти из недр", а также с 1990 года по плану развития науки и техники МНГП Д.90.072.92 "Комплексное геолого-технологическое обоснование повышения эффективности разработки сложнопостроенных залежей нефти в карбонатных коллекторах Волго-Уральской нефтегазоносной провинции".
Цель работы - создание методических основ геолого-технологического обоснования повышения эффективности процесса разработки сложнопостроенных, низкопродуктивных залежей нефти в карбонатных коллекторах Волго-Уральской нефтегазоносной провинции на основе обобщения теории и практики разработки месторождений, находящихся длительное время в эксплуатации.
Задачи исследований
I. Разработка алгоритмов и проведение идентификации залежей нефти по геологическим параметрам, определение которых является возможным на стадии проведения геологоразведочных работ, а также с использованием комплекса имеющейся информации- по залети, находящимся в разработке, и на основе этого создание методик: выбора залежей-аналогов, находящихся длительное время в разработке, для залежей, выходящих из разведки,с целью использования опыта разработки залежей-аналогов в условиях залежей, вводимых
в разработку; выделение относительно однородных групп объектов, находящихся в разработке, по комплексу параметров для научно обоснованного проведения анализа, контроля, регулирования и проектирования процесса нефтеизвлечения. Создание качественной методики дифференциации объектов разработки на высоко- и низкопродуктивные с использованием косвенных данных.
-
Установление особенностей процесса нефтеизвлечения по различным группам объектов при разработке их на естественных режимах с выявлением параметров, оказывающих превалирующее влияние на технологические показатели разработки. Создание методик расчета и прогноза показателей разработки, контроля за процессом нефтеизвлечения, оценки эффективности применения методов воздействия на приэабойную зону и пласт в целом, выбора плотности сет-. ки добывающих скважин с использованием как полного, так и ограниченного объема текущей геолого-промысловой информации.
-
Разработка методик, позволяющих дифференцированно оценивать степень загрязнения и время очистки призабойной зоны пласта продуктами бурения с целью своевременного проведения мероприятий по восстановлению реальных свойств пласта. Установление периода наибольшего соответствия значений продуктивности скважин реальным свойствам пластов.
-
Создание геолого-статистических моделей для прогноза коэффициентов продуктивности и удельной продуктивности скважин и залежей в целом по косвенным данным с использованием как полного, так и ограниченного комплекса геолого-промысловой информации. Установление эффективности разработки залежей при совместной их эксплуатации.
-
Установление критериев и условий успешного применения солянокислотных обработок скважин. Создание методики комплекс-
ного геолого-технологического обоснования выбора скважин и параметров воздействия для повышения эффективности проведения со-лянокислотных обработок в условиях разных групп объектов при различном объеме геолого-промысловой информации.
б. Создание комплекса методик по оценке эффективности, выбору систем размещения скважин, прогнозированию показателей разработки при организации внутриконтурного заводнения по участкам залежей с учетом особенностей геологического строения. Установление условий эффективного применения закачки зоды в пласты и наиболее эффективных систем размещения нагнетательных скважин. Создание методики по оценке коэффициента охвата закачкой по толщине и вариации профиля приемистости с использованием косвенных данных.
Методы решения задач. При решении поставленных задач использованы методы геолого-про,"ыслового анализа, результаты геофи и-ческих,гидродинамических, лабораторных исследований скважин и пластов с последущей обработкой их методами математической статистики и получением промыслово-статистических моделей.
Научная новизна
I. Предложены алгоритмы и проведено группирование залежей нефти в карбонатных коллекторах с использованием ограниченного объема информации, которая имеется на стадии проведения геологоразведочных работ, а также с использованием полного комплекса геологических параметров. Разработана методика выбора залежей-аналогов, находящихся длительное время в разработке, для залежей, выходящих из разведки. Определена степень влияния геологической неоднородности на дифференцируемость залежей.
Предложено для однозначной характеристики объектов разработки по геологической неоднородности использовать комплексные па-
б
раыетры неоднородности по различным показателям. Выявлены геологические параметры, принимающие наибольшее участие в разделении объектов на группы, и установлено, что в условиях паз.~ич-ных стратиграфических систем геологические параметры существенно отличаются по информативности. Создана методика качественной оценки продуктивности по косвенным данным.
2. Сформулированы требования к выбору эмпирических методов прогноза технологических показателей разработки и установлено отсутствие приемлемых характеристик и моделей для условий рассматриваемых объектов. Выявлены минимальные пределы разряжения плотности сетки скважин в зависимости от проективности при разработке залежей на естественных режимах. Установлено, что эффективность разрабртки трещинных коллекторов выше, чем трещинно-поровых. Предложены для условий различных групп объектов характеристики истощения-вытеснения, наглучшим образом описывающие процесс нефтеизвлечения. Разработан экспресс-метод расчета и прогноза технологических показателей разработки при отсутствии представительной геолого-промысловой информации по различным группам объектов с использованием начальной продуктивности. Получены эмпирические зависимости, позволяющие решать отдельные задачи при проектировании, анализе, контроле и регулировании процесса разработки дифференцированно по группам объектов. Предложена методика выбора плотности сетки скважин, согласно которой выбор плотности сетки должен осуществляться исходя из особенностей геологического строения залежей. Методика позволяет оценить эффективность разбуривания низкопродуктивных залежей или их отдельных участков. Установлен различный характер и степень влияния геолого-технологических параметров на нефтеотдачу в условиях разных групп объектов. Предложена методика оценки конечной нефтеотдачи
объектов при отсутствии однородной информации и длительном их раэбуривании. Созданы модели, позволяющие прогнозировать нефтеотдачу как по ограниченному, количеству параметров, определение которых возможно на стадии проведения геологоразведочных работ, так и по полному комплексу имеющихся параметров. Доказана необходимость дифференцированного подхода к анализу, проектированию, контролю и регулированию процесса разработки залежей. Дана физическая интерпретация полученных моделей и определены параметры, оказывающие превалирующее влияние на эффективность процесса нефтеизвлечения в условиях различных групп объектов.
-
Установлено, что степень загрязнения призабойной зоны скважин продуктами бурения, характер и время ее очистки определяются особенностями геологического строения различных групп объектов. Доказано, что проведение солянокислотных обработок при освоении скважин в условиях трещинно-поровых коллекторов позволяет сократить время очистки ПЗП в 1,25 раза, в условиях трещинных этого не происходит, а процесс очистки протекает более интенсивно. Установлены периоды, когда коэффициент продуктивности наиболее близок к реальным значениям,в точке вскрытия пласта скважиной. Предложена методика, позволяющая оценивать степень загрязнения ПЗП, время очистки ее от продуктов бурения, изменение продуктивности во времени в период очистки ПЗП, необходимость воздействия с целью интенсификации притока, эффективность вскрытия пластов бурением при различных технологиях.
-
Созданы геолого-статистические модели, позволяющие прогнозировать продуктивность скважин.и залежей в целом по косвенным данным как в ранней стадии разработки по ограниченному количеству параметров, так и после полного разбуривания объектов
с использованием параметров, отражающих геологическую неоднород-
ность. Доказана необходимость раздельной оценки продуктивности по различным объектам.
5. Установлены критерии и условия успешного применения со-
лянокислотных обработок скважин. Предложена методика качествен
ной оценки успешности проведения СКО, позволяющая сократить ко
личество неэффективных операций путем обоснованного выбора сква
жин и подбора соответствующих технологических параметров воздей
ствия. Разработана методика количественной оценки эффективности
СКО, основанная на созданных геолого-статистических моделях и
позволяющая выбирать скважины с наибольшим ожидаемым эффектом,
определять рациональную технологию воздействия. Установлены не
обходимые наборы параметров для определения эффективности СКО
по скважинам.
6. Создана методика оценки эффективности организации внут-
риконтурного заводнения в различных геолого-промысловых услови
ях на основе предложенных комплексных параметров эффективности
заводнения. Разработаны методики: выбора добывающих скважин для
перевода их в нагнетательные; выбора расстояний между добываю
щими и нагнетательными скважинами на стадии составления первых
проектных документов по разработке для условий различных групп
объектов турнейского и башкирского ярусов. Установлены парамет
ры, оказывающие превалирующее влияние на эффективность внутри-
контурного заводнения. Предложены модели для прогноза: конеч
ной нефтеотдачи и прироста ее за счет организации заводнения;
охвата пластов закачкой по толщине и вариаций профилей приемис
тости по косвенным данным.
Практическая значимость и реализация результатов работы Результаты научных исследований использованы при составлении 8 отчетов по научно-исследовательским договорам.
По материалам исследований оформлены: стандарт ПО "Башнефть" "Методика выбора плотности сетки скважин в условиях залежей платформенной Башкирии, сложенных карбонатными коллекторами при естественном режиме истощения пластовой энергии"; методические руководства ПО "Башнефть": Теолого-технологическое обоснование выбора скважин с целью повышения эффективности воздействия на призабойную зону сложнопостроенных, низкопродуктив-ннх залежей нефти в карбонатных коллекторах", "Классификация залежей нефти в карбонатных коллекторах платформенной Башкирии", "Прогнозирование конечной нефтеотдачи залежей в каг1онатных коллекторах платформенной Башкирии при разработке их на естественных режимах"; методическое пособие НО "Башнефть**. "Методика выбора расстояний между добывающими и нагнетательными скважинами при внутриконтурноы заводнении залежей платформенной Башкирии, сложенных карбонатными коллекторами; временная инструкция ПО "Башнефть" "Выбор критериев и оценка условий эффективного применения методов интенсификации добычи нефти по залежам в карбонатных коллекторах"; методическое руководство ПО "Татнефть" "Прогнозирование технологической эффективности солянокислотных обработок скважин, эксплуатирующих залежи высоковяэкой нефти тур-нейского яруса"; руководящий документ МНТП РД-39-054-9О "Методика группирования залежей нефти в сложнопостроенных карбонатных коллекторах месторождений Волго-Уральской нефтегазоносной провинции по геолого-физическим и физико-химическим характеристикам пластов и насыщающих флюидов".
Экономический эффект от внедрения рекомендаций по повышению эффективности разработки низкопродуктивных залежей нефти, выданных на основании исследований, приведенных в диссертационной работе, составил около одного миллиона рублей.
Апробация работы и публикации. Основные положения диссертационной работы докладывались на:
республиканской научно-практической конференции "Проблемы использования химических средств с целью увеличения нефтеотдачи", г.Уфа, 1983 г.;
Всесоюзной конференции "Применение вероятностно-статистических методов в бурении и нефтедобыче",г.Баку, 1984 г.;
одиннадцатой научно-технической конференции молодых ученых, г.Пермь, 1985 г.;
республиканской научно-практической конференции, г.Уфа, 1986 г.;
научно-технической конференции "Творческие возможности молодых нефтяников", г.Альметьевск, 1987 г.;
научно-технической конференции "Совершенствование методов поиска, разведки и разработки нефтяных и газовых месторождений", г.Пермь, 1989 г.;
-Всесоюзной научно-технической конференции молодых ученых и специалистов "Проблемы повышения нефтеотдачи пластов", г.Уфа, 1989 г.;
межотраслевой научно-технической конференции "Проблемы разработки нефтяных и газовых месторождений и интенсификации добычи углеводородного сырья", г.Астрахань, 1989 г.;
республиканской конференции "Применение реагентов в процессах добычи нефти и газа и их получение на базе нефтехимического сырья", г.Уфа, 1989 г.;
двадцать первой научно-технической конференции молодых ученых и специалистов, г,Бугульма, 1990 г.;
республиканской научно-практической конференции "Новые методы повышения нефтеотдачи пластов и интенсификация добычи-
нефти в республике", г.Уфа, 1990 г.
По теме диссертации опубликованы четыре учебных пособия: "Идентификация залежей нефти в карбонатных коллекторах при решении задач.разработки".- Уфа: Уфим.нефт.ин-т,1990.- 96 с; "Моделирование процесса разработки низкопродуктивных залежей нефти в карбонатных коллекторах".- Уфа: Уфим.нефт.ин-т,1991.-130 с.; "Оценка продуктивности скважин и залежей по косвенным данным и ее использование при решении задач разработки".- Уфа: Уфим.нефт.ин-т, 1991,- 73 с; "Геолого-технологическое обоснование выбора скважин и параметров воздействия при проведении солянокислотных обработок".- Уфа: Уфим.нефт.ин-т, 1991.- 70 с; сорок пять печатных работ, из них одиннадцать в центральных журналах и сборниках.
Исходные материалы. В основу диссертации положен геолого-промысловый материал более чем по 10 тыс.скважин, собранный и систематизированный автором в процессе 15-летнего обобщения опыта разработки залежей в карбонатных коллекторах Волго-Ураль-ской нефтегазоносной провинции.
Структура диссертации. Работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 332 наименований. Объем работы 290 страниц текста, 1 таблиц, 5Ь рисунка , приложение на 10U страницах. .