Введение к работе
Актуальность исследований
Коэффициенты продуктивности нефтедобывающих скважин определяют эффективность добычи нефти при разработке месторождений, особенно в сложных геолого-физических условиях.
Коэффициенты продуктивности (Кдрод) и производительность скважин зависят от ряда факторов - естественных, определяемых геолого-физической характеристикой объекта разработки, т.е. нефтяной залежи, и связанных с человеческой деятельностью по организации процесса нефтеизвлечения. В зависимости от характера изменения условий работы негативное влияние многих факторов на коэффициенты продуктивности и производительность скважин проявляется в большей или меньшей степени.
Разработка нефтяных залежей практически всегда сопровождается изменением пластового давления (Рщ,), при котором в продуктивных пластах происходят сложные физические процессы, снижающие фильтрационно-емкостные свойства горных пород и коэффициенты продуктивности скважин. Недоучет этого фактора при проектировании технологических режимов работы скважин снижает достоверность прогнозирования технико-экономических показателей, темпов нефтеизвлечения, сроков разработки залежей и конечной нефтеотдачи.
На территории Верхнего Прикамья в Пермском крае разработка и эксплуатация нефтяных месторождений осложнена неоднородностью коллекторов на значительной части площади их распространения и высокой газонасыщенностью пластовой нефти при повышенных значениях давления насыщения (Рнас). Периоды разработки нефтяных залежей до ввода в эксплуатацию систем поддержания пластового давления характеризуются значительным снижением пластовых давлений вплоть до Рнас, забойные давления в скважинах с постоянной откачкой жидкости снижаются на 20... 50 % по отношению к этому давлению. Исследование вопросов влияния снижения пластовых и забойных давлений на Кпрод в этих условиях является актуальной задачей.
Значительная часть (-25%) добывающих скважин эксплуатируется на режимах периодической откачки жидкости, при
которых забойные давления снижаются в периоды отбора до значений, ниже Рнас на 40...70 %. Вопросы изменения показателей, характеризующих интенсивность притока жидкости в скважины, т.е. их коэффициенты продуктивности, при периодической откачке в указанных условиях исследованы в недостаточной степени.
Для обоснования технологических режимов работы добывающих скважин необходимо повышать надежность прогнозных оценок их Кпрод и дебитов, других показателей, характеризующих производительность скважин и темпы нефтеизвлечения. Разработка и реализация методических подходов и программных средств для такого прогнозирования повышает эффективность разработки и эксплуатации нефтяных месторождений.
Цель работы
Повышение эффективности разработки нефтяных
месторождений путем оперативного прогнозирования
коэффициентов продуктивности и темпов отбора для залежей с высокой газонасыщенностью пластовой нефти при изменении пластовых и забойных давлений.
Идея работы
Оперативное прогнозирование отборов нефти при разработке нефтяных месторождений с учетом изменения коэффициентов продуктивности скважин при изменении пластовых и забойных давлений повышает надежность прогнозных оценок при проектировании разработки нефтяных залежей.
Задачи исследований:
выполнить анализ известных результатов исследований по оценке влияния геолого-физических и технологических факторов на коэффициенты продуктивности нефтедобывающих скважин;
исследовать динамику коэффициентов продуктивности добывающих скважин при изменении пластовых и забойных давлений в процессе разработки месторождений с высокой газонасыщенностью пластовой нефти на территории Верхнего Прикамья;
выполнить исследования изменения продуктивности периодических скважин в периоды работы и накопления при
эксплуатации залежей с высокой газонасыщенностью пластовой нефти;
разработать методику и программный продукт для оперативного прогнозирования коэффициентов продуктивности и производительности скважин, а также темпов отбора нефти при изменении пластовых и забойных давлений в процессе разработки нефтяных залежей Верхнего Прикамья.
Методы исследований
При решении поставленных задач использовался комплексный метод исследований, включающий анализ и обобщение промысловых данных по изменению продуктивности скважин в различных условиях и численное моделирование. Обработка результатов исследований проводилась с использованием метода регрессионного анализа.
Научная новизна работы:
- получены зависимости для оценки изменения Кдрод скважин
нефтяных месторождений Верхнего Прикамья при снижении
пластовых и забойных давлений, при этом отмечено, что
коэффициенты продуктивности (коэффициенты притока)
периодических скважин при разработке залежей с высокой
газонасыщенностью пластовой нефти в периоды работы и
накопления жидкости существенно изменяются;
- на основе полученных эмпирических зависимостей
разработана методика прогнозирования, позволяющая выполнять
оперативную оценку коэффициентов продуктивности и других
технологических показателей, характеризующих производительность
скважин и темпы отбора нефти с учетом изменения пластовых и
забойных давлений в процессе разработки нефтяных залежей;
- на основе прогнозирования с применением разработанной
программы определено, что при эксплуатации добывающих скважин
месторождений Верхнего Прикамья с забойными давлениями,
превышающими Рнас, и поддержании пластового давления на уровне
начального сроки выработки 70 % извлекаемых запасов нефти могут
быть снижены на 30 - 40 % по сравнению с достигаемыми при
существующих системах разработки.
Защищаемые научные положения
1. При высокой газонасыщенности пластовой нефти работа
добывающих скважин, особенно периодических, характеризуется
значительным изменением интенсивности притока жидкости и
коэффициентов продуктивности скважин при снижении пластовых и
забойных давлений в связи с деформациями коллектора и
образованием свободной газовой фазы в прискважинных зонах
пласта.
2. Разработанная методика для оперативного
прогнозирования коэффициентов продуктивности, темпов
нефтеизвлечения и других технологических показателей при
изменении пластовых и забойных давлений в процессе разработки
залежей нефти может повысить надежность прогнозных оценок при
проектировании, анализе и регулировании разработки нефтяных
месторождений.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций определяется хорошей сходимостью результатов: теоретических и гидродинамических исследований изменения коэффициентов продуктивности; оперативного прогнозирования производительности скважин и других показателей по предложенной методике и по компьютерной программе Tempest.
Практическая значимость
1. На основе полученных зависимостей изменения
коэффициентов продуктивности и производительности добывающих
скважин при снижении пластовых и забойных давлений обоснованы
рекомендации и выводы о необходимости поддержания пластового
давления на уровне первоначального при разработке залежей с
высокогазонасыщенной нефтью.
2. Разработана методика оперативного прогнозирования
коэффициентов продуктивности и основных технологических
показателей работы фонда скважин с учетом изменения забойных и
пластовых давлений в процессе разработки нефтяных залежей,
основанная на анализе геолого-физических характеристик
эксплуатируемых пластов, промысловых исследований скважин и
динамики их работы.
3. Разработана компьютерная программа для
прогнозирования коэффициентов продуктивности и основных
технологических показателей работы фонда скважин с учетом
изменения забойных и пластовых давлений в процессе разработки
нефтяных залежей (св-во №2011615689).
4. Материалы диссертационной работы внедрены в учебный
процесс: используются при чтении лекций по дисциплине
«Эксплуатация нефтяных и газовых скважин» в Пермском
национальном исследовательском политехническом университете;
включены в учебное пособие «Управление продуктивностью
скважин»; использованы при выполнении научно-
исследовательских работ.
Апробация результатов исследования
Основные положения и результаты работы докладывались на научно-технических конференциях молодых ученых и специалистов ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ» (г.Пермь, 2008, 2009, 2010 г.), на международном симпозиуме им. ак. Усова студентов и молодых ученых «Проблемы геологии и освоения недр» (г. Томск, 2009 г.), на международной научно-технической конференции «Нефтегазовое и горное дело» (г. Пермь, 2009 г.), на Всероссийской научно-технической конференции «Нефтегазовое и горное дело» (г. Пермь, 2010 г.), на международной научно-технической конференции «Рациональное природопользование» (г. Санкт-Петербург, 2011 г.), на научном семинаре кафедры «Разработка нефтяных и газовых месторождений» ПНИПУ (г. Пермь, 2011 г.).
Публикации
По теме диссертационной работы опубликовано 15 научных работ, в том числе 8 - в периодических изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России.
Объем и структура работы
