Введение к работе
Актуальность работы
Вследствие известных тенденций проектирования обустройства нефтяных месторождений количество нагнетательных скважин существенно меньше количества добывающих, причем они эксплуатируются на первой стадии разработки в режиме отбора. В связи с этими обстоятельствами после второй стадии разработки создаются высокие значения давления нагнетания. Теоретически и экспериментально доказано многими учеными (А.А. Боксерман, А.Н. Дмитриевский, Ю.П. Желтов, С.Н. Закиров, Р.И. Медведский, И.П. Пуртова, А.В. Стрекалов, А.С. Трофимов, К.С. Юсупов), что в результате этого формируется сложная динамическая геолого-промысловая система техногенных трещин. Она оказывает сильнейшее воздействие на распределение значений давления, скорости фильтрации и обуславливает эффективность воздействий на продуктивные коллектора теми или иными средствами.
На поздних стадиях разработки месторождений в них остается высокая доля запасов нефти, извлечь которые возможно только при поддержании энергетики пласта и применения их вытеснения. Следует полагать, что с этой целью наиболее рационально использовать уже сложившиеся инфраструктуры систем заводнения. Ресурсом к повышению их эффективности является изучение причин «лавинообразного обводнения», прекращения поршневого вытеснения и формирования структурной гидродинамической неоднородности (гидросистемы имеющей сетевой характер) продуктивного пласта. В этой связи необходимо исследование систем количественных представлений о геолого-физических свойствах трещиноватых коллекторов (модель продуктивного пласта) и о процессе извлечения нефти с применением заводнения (модель процесса разработки). Очевидно, что решение вышеизложенных задач проектирования технологий освоения нефтяных месторождений на основе создания математической модели техногенного трещинообра-зования является актуальной темой.
Цель работы
Повышение эффективности систем заводнения путем обоснования геолого-технологических мероприятий по рациональному дренированию нефтяных пластов с учетом техногенного трещинообразования и развития структурной гидродинамической неоднородности.
Основные задачи исследования
-
Обзор и анализ известных теоретических подходов и методик прогнозирования техногенного образования и развития трещин в продуктивных коллекторах.
-
Разработка физико-математического метода прогнозирования динамического образования и развития трещиноватой неоднородной структуры в продук-
тивных коллекторах для интеграции с гидродинамическими симуляторами с целью повышения точности прогнозирования показателей разработки.
-
Исследование процесса образования трещин и сопутствующего возникновения гидродинамических структурных неоднородностеи в продуктивных пластах для определения физической и природной достоверности разработанного метода.
-
Аналитическая оценка и обоснование гидродинамической ситуации Ем-Еговской площади тестированием разработанного метода прогнозирования тре-щинообразования с целью разработки мероприятий по совершенствованию технологий заводнения и рационального дренирования залежи.
Объект и предмет исследования
Объектом являются продуктивные пласты нефтяных месторождений, а предметом - анализ и прогнозирование динамики развития сети трещин в продуктивных коллекторах для учета факторов проявления структурной неоднородности и повышения эффективности системы заводнения.
Научная новизна выполненной работы
-
Выявлен механизм образования техногенных трещин при заводнении, объединяющий распределение механических свойств коллекторов, напряжений и гидродинамических параметров. Обосновано, что вертикальные трещины имеют максимальную длину распространения в прикровельной и приподошвенной областях коллекторов в отличии от классических представлений о формировании трещин гидравлического разрыва.
-
Доказано, что применение нового метода прогнозирования динамики развития структурной неоднородности позволяет своевременно провести адаптивную коррекцию системы заводнения перемещением зон нагнетания на периферию трещинной структуры с одновременным дренированием зон между "ветвями" («графами») сети трещин.
Практическая ценность и реализация
Заключается в применении разработанного метода прогнозирования динамики развития сети трещин в продуктивных коллекторах различного типа неоднородности с произвольной системой заводнения и обосновании наиболее рациональной системы заводнения, адаптированной под текущие гидродинамические условия.
Научные результаты диссертационной работы вошли в отчет ООО «ТННЦ» - «Анализ эффективности системы ППД. Объект ВК1.3. Красноленинское НГК месторождение» ХМН 01189 НЭ (Договор № 195/ТННЦ-4691/11 от 14.03.2011 г.) и реализованы на исследуемом месторождении.
Основные защищаемые положения
1. Метод и реализующий его алгоритм, интегрированный в гидродинамический симулятор для прогнозирования образования и развития сети неортогональ-
ных трещин, сопровождающих разработку месторождений с применением заводнения.
2. Технология адаптации системы заводнения, основанная на прогнозируемой динамической сети трещин и перемещении зон нагнетания на периферию трещинной структуры с одновременным дренированием зон между ветвями сети трещин.
Соответствие диссертации паспорту научной специальности
Область исследования соответствует паспорту специальности 25.00.17 -Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений, а именно: пункту 3 «Научные аспекты и средства обеспечения системного комплексного (мультидисциплинарного) проектирования и мониторинга процессов разработки месторождений углеводородов, эксплуатации подземных хранилищ газа, создаваемых в истощенных месторождениях и водонасыщенных пластах с целью рационального недропользования» и пункту 5 «Научные основы компьютерных технологий проектирования, исследования, эксплуатации, контроля и управления при-родно-техногенными системами, формируемыми для извлечения углеводородов из недр или их хранения в недрах с целью эффективного использования методов и средств информационных технологий, включая имитационное моделирование геологических объектов, систем выработки запасов углеводородов и геолого-технологических процессов».
Апробация результатов работы
Результаты диссертационной работы и ее основные положения докладывались на: IV Конгрессе нефтегазопромышленников России (Уфа, 2005); Ш-м Международном научном симпозиуме «Теория и практика применения методов увеличения нефтеотдачи пластов» ОАО «ВНИИнефть» - Москва, 2011; Научно-практической конференции «Современные вызовы при разработке и обустройстве месторождений нефти и газа Сибири» (ОАО «ТомскНИПИнефть», Томск, 2011); VII-й Всероссийской научно-технической конференции, посвященной 100-летию Байбакова Николая Константиновича (Тюмень, 2011); научно-техническом совете ООО «ТНК-Нягань» (Нягань, 2011); семинарах кафедры «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений» ТюмГНГУ (Тюмень, 2011-2013 гг.).
Публикации
По результатам исследований по теме диссертации опубликовано 10 печатных работах, из них 4 статьи в изданиях, включенных в «Перечень российских рецензируемых научных журналов» ВАК РФ.
Объем и структура работы
Работа состоит из введения, четырех разделов, содержит 89 рисунков, 12 таблиц, 47 формул. Работа изложена на 155 страницах. Список литературы содержит 98 источников.
Похожие диссертации на Повышение эффективности системы заводнения нефтяных месторождений в условиях техногенного трещинообразования и гидродинамической структурной неоднородности
