Введение к работе
з
Актуальность проблемы Трудноизвлекаемые нефти составляют сегодня основу активных запасов России В этой структуре преобладающая доля принадлежит запасам в низкопроницаемых коллекторах. При разработке таких нефтяных залежей зачастую отмечается существенное несоответствие фактических и проектных показателей вследствие того же подхода к проектированию, как к традиционным пластам, без учета их специфики. Несмотря на очевидные различия, гидродинамическое изучение и проектирование низкопроницаемых объектов основано на фильтрационных моделях традиционных пластов и законе Дарси.
Одна из основных стратегических задача научно-технического прогресса в нефтедобыче - кардинальное повышение эффективности освоения трудноизвлекаемых запасов нефти в сложнопостроенных низкопроницаемых коллекторах. Среди прочих мер, улучшить ситуацию в разработке таких залежей, принимаемых проектных решениях и контроле их реализации возможно путем более широкого проведения и совершенствования методов промысловых исследований. При этом возрастает актуальность гидродинамических методов как основе определения потенциала малодебитных скважин, фильтрационных параметров низкопроницаемых коллекторов, контроля и обеспечения эффективности разработки месторождения
Цель работы Совершенствование методов гидродинамических исследований низкопроницаемых пластов и малодебитных скважин путем более полного учета особенностей их фильтрационно - емкостных характеристик и течения флюида
Основные задачи исследования
-
Установить основные особенности фильтрационно — емкостных характеристик низкопроницаемых коллекторов и течения в них жидкости. Выделить факторы, которые оказывают основное влияние на пластовые процессы и необходимо учитывать при гидродинамическом изучении таких объектов
-
Оценить соответствие моделей, применяемых при гидродинамическом изучении низкопроницаемых коллекторов, реальным пластовым процессам
3. Создать модель, учитывающую особенности низкопроницаемых сред, получить решения, приемлемые для обратных задач подземной гидродинамики, и усовершенствовать методику гидродинамического изучения таких коллекторов Методы решения поставленных задач. Поставленные задачи решались как тео ретически, так и экспериментально в промысловых условиях При этом использовались обзоры публикаций по данной проблеме, методы геолого - промыслового анал за, численного моделирования, математической физики и подземной гидродинамики Достоверность полученных результатов. Разработанная модель низкопроницае мого пласта базируется на известных представлениях, подтверждаемых промысловы ми экспериментами, и реализована апробированными методами математического мо делирования Полученные на ее основе аналитические зависимости удовлетворяют краевым условиям, следовательно, являются решениями поставленных задач В частном случае пласта с постоянной гидропроводностью полученные зависимости совпа дают с известными. Достоверность предлагаемых приближенных решений подтверждена сопоставлениями с точными частными решениями аналогичных задач Погрешности определения при этом фильтрационных параметров пластовой системы оценены математическим моделированием, промыслово - геофизическими и гидродинамическими исследованиями, сравнением прогнозных и фактических показателе! эксплуатации скважин. Достоверность выводов диссертационной работы подтверждается практикой разработки залежей нефти в низкопроницаемых пластах. Научная новизна.
-
Выявлены основные особенности строения низкопроницаемого коллектора, их влияние на закономерности течение флюидов, продуктивные параметры пластов скважин. Показано, что структурно - механические свойства низкопроницаемого пласта проявляются при отборе жидкости в виде конечной скорости передачи возмущения и нелинейности между градиентом давления и скоростью фильтрации
-
Предложен подход к описанию нелинейной фильтрации, его достоинство - представление искомого решения суммой решений, методы получения их известны
3. Создана гидродинамическая модель нелинейной фильтрации в низкопроницаемом пласте Получены дифференциальные уравнения в частных производных второго
порядка, описывающие течение сжимаемой жидкости к скважине, при этом во времени эффективная толщина и гидропроводность пласта меняются.
-
Решена задача об эксплуатации скважины в низкопроницаемом пласте на установившихся режимах, при этом гидропроводность коллектора зависит от отбора.
-
Решена задача о неустановившемся течении упругой жидкости в возмущенной области низкопроницаемого пласта, вызванном изменением режима эксплуатации (остановкой) скважины, при этом гидропроводность пласта меняются во времени.
Основные защищаемые положения
-
Гидродинамическая модель и дифференциальные уравнения нелинейной фильтрации жидкости в пласте со структурно - механическими свойствами
-
Решение задачи об эксплуатации скважины в низкопроницаемом пласте на установившихся режимах, при этом гидропроводность коллектора зависит от отбора
-
Решение задача о неустановившемся течении упругой жидкости в возмущенной области низкопроницаемого пласта, вызванном изменением режима эксплуатации (остановкой) скважины, при этом гидропроводность пласта меняются во времени
-
Способ определения зависимости гидропроводности низкопроницаемого пласта со структурно - механическими свойствами от депрессии в ходе восстановления давления после остановки добывающей скважины
Практическая ценность
-
Проведен комплекс работ по совершенствованию методов гидродинамического изучения низкопроницаемых коллекторов, характеризуемых существенной неоднородностью с преобладанием низкопроницаемых пород, при этом фильтрационными параметрами служат коэффициент проницаемости и предельный градиент, при возмущении изменяются эффективная толщина и гидропроводность пласта.
-
Исследованы особенности пластовых процессов при эксплуатации скважины на установившихся режимах. Доказано, что в низкопроницаемом пласте оптимальной с позиций минимизации затрат пластовой энергии и максимального нефтеизвлече-ния является непрерывная работа скважины с максимальным отбором, поскольку обеспечивается наибольший охват залежи дренированием
-
Исследованы особенности процесса восстановления давления в низкопроницаемом пласте, в ходе которого эффективная толщина и гидропроводность изменяют-
ся во времени Показано, что по внешнему виду КВД затруднительно судить о снижении при этом гидропроводности пласта. Необходима особая методика интерпретации КВД для раздельного учета влияния продолжающегося притока, скин - фактора и изменения гидропроводности пласта 4. Разработан способ определения зависимости гидропроводности низкопроницаемого пласта со структурно - механическими свойствами от депрессии в ходе восстановления давления после остановки добывающей скважины Для этого используются данные только одного исследования скважины методом восстановления давления Применение способа повышает точность, сокращает время и упрощает процедуру такого определения, уменьшает потери нефтедобычи Способ признан изобретением и защищен патентом РФ Его применение позволило уточнить параметры пластов нефтяных залежей Саратовской области. Апробация работы
Основное содержание работы докладывалось на 55 - ой Юбилейной межвузовской студ научной конференции (лауреат по секции 2 «Разработка нефтяных и газовых месторождений, бурение скважин», г Москва, 2001), 56 - ой межвузовской студ научной конференции (секция 2 «Разработка нефтяных и газовых месторождений», г. Москва, 2002), 57-ой межвузовской студ. научной конференции (секция 2 «Разработка нефтяных и газовых месторождений», г Москва, 2003), научных семинарах кафедры РиЭНМ РГУ нефти и газа им И М Губкина (2005,2006,2007 гг ). Публикации
Основное содержание работы отражено в патенте РФ и 8 печатных работах (одна в соавторстве), из них 2 статьи в издании, рекомендованном ВАК РФ. Структура и объем работы
Работа состоит из 6 глав, введения и заключения Содержание диссертации изложено на 220 страницах, содержит 150 текстовых машинописных страниц, 67 рисунков и 2 таблицы. Библиография насчитывает 168 наименований
Автор благодарен научному руководителю профессору Мищенко И. Т за постоянное внимание к работе и предоставленную возможность ее обсуждения на всех этапах выполнения.
