Введение к работе
Актуальность темы
Практика освоения Уренгойского, Берегового, Заполярного, Ямбургского и других нефтегазоконденсатных (НГК) и газоконденсатных месторождений свидетельствует, что фактическое содержание конденсата в добываемом газе и коэффициент извлечения конденсата (КИК) при истощении пластовой энергии, не соответствует прогнозной величине. Это обусловлено тем, что степень достоверности планируемых результатов разработки во многом определяется изученностью влияния физико-химических и термодинамических процессов в газоконденсатной системе залежи на конденсатоотдачу. Величина КИК зависит как от геолого-физических свойств залежи, так и от термодинамических процессов конденсации углеводородных систем. В результате некачественного определения термодинамических процессов, происходящих в залежи двухфазного типа и физико-химических свойств пластовых флюидов получают искаженные данные о характеристиках углеводородных систем и залежах конденсата. Результаты исследований причин отклонения прогнозной величины КИК от фактической в процессе разработки позволяют проектировать и реализовывать корректирующие мероприятия.
Снижение КИК, например, в валанжинских залежах Уренгойского месторождения происходит в результате увеличения объема рассеянной нефти и пластовой воды в продукции добывающих скважин. Повышенное содержание тяжелых фракций в составе добываемого газа, характерное для многопластовых месторождений, обусловливает нарушение термодинамических процессов углеводородных смесей. Разновременный ввод объектов разработки в эксплуатацию приводит к образованию глубоких воронок пластового давления, вызывающих увеличение пластовых потерь конденсата. Таким образом, выявление характера и степени влияния термодинамических процессов в залежи на величину извлечения конденсата, позволит обоснованно решать актуальную задачу прогнозирования компонентоотдачи для реализуемой системы разработки месторождения.
Цель диссертационной работы
Исследование закономерностей изменения величины конденсатоотдачи при разработке нефтегазоконденсатных залежей путем изучения основных термодинамических процессов экспериментальными методами.
Задачи исследования
-
Анализ факторов, оказывающих влияние на величину коэффициента извлечения конденсата в условиях разработки нефтегазоконденсатных месторождений.
-
Исследование влияния термодинамических процессов на изменение значений коэффициента извлечения конденсата при наличии паров воды в углеводородной системе.
-
Обоснование изменения величины КИК в зависимости от количества пластовой нефти в продукции добывающих скважин.
-
Изучение влияния неравномерного ввода залежей в разработку на текущую величину КИК.
-
Прогнозирование конденсатоотдачи при разработке валанжинских залежей Уренгойского месторождения на основе проведенных лабораторных термодинамических исследований.
Научная новизна
1. Выявлены закономерности изменения величины конденсатоотдачи на
основе технологических показателей разработки валанжинских залежей на
расхождение фактической и прогнозной величины КИК.
2. Определена экспериментальными методами зависимость пластовых
потерь конденсата от содержания паров воды и наличия нефти в углеводородной
смеси, которая позволит повысить точность оценки КИК на стадии
проектирования разработки.
3. Установлено, что для нефтегазоконденсатных залежей Уренгойского
месторождения на величину КИК существенное влияние оказывает
разновременный ввод объектов в разработку по причине проявления эффекта
контактной конденсации.
Основные защищаемые положения
1. Экспериментальное обоснование влияния на КИК содержания в
газоконденсатной системе паров воды и наличия примеси нефти.
2. Зависимость коэффициента извлечения конденсата от процессов
неравномерности ввода объектов разработки в эксплуатацию.
3. Результаты исследования влияния термодинамических процессов на
прогнозную величину КИК на основе обобщения экспериментальных
результатов для реализуемой системы разработки.
Теоретическая и практическая значимость работы
-
С учетом особенностей термодинамических процессов выполнена обобщенная оценка экспериментальных результатов изменения КИК, определены пластовые потери конденсата и обоснованы уточненные прогнозные значения КИК для реализуемой системы разработки.
-
Полученные результаты экспериментальных РVТ-исследований и предложенный подход к учету факторов, влияющих на значения коэффициента извлечения конденсата, позволят уточнить уровни добычи конденсата с учетом текущего состояния разработки нефтегазоконденсатных залежей и использовать результаты при выборе оптимального варианта разработки.
Степень разработанности темы исследования
В развитие теоретических и экспериментальных исследований
термодинамических процессов углеводородных систем, в изучение свойств многокомпонентных смесей большой вклад внесли многие отечественные ученые: З.С. Алиев, Г.И. Баренблат, К.С. Басниев, А.И. Брусиловский, Т.А. Ботнева, А.С. Великовский, А.И. Гриценко, Н.А. Гужов, Г.Р. Гуревич, А.И. Дзюбенко, А.Г. Дурмишьян, Н.А. Еременко, О.М. Ермилов, А.И. Ермолаев, К.Е. Зинченко, С.Н. Закиров, Э.С. Закиров, Л.М. Зорькин, JI.A. Ильченко, В.В. Истомин, Ю.М. Корчашкин, Ю.П. Коротаев, В.И. Лапшин, Ю.Ф. Макогон, А.Х. Мирзаджанзаде, А.А. Мосин, А.Ю. Намиот, А.И. Пономарев и др.
В работах Т.Д. Островской, В.И. Петренко, Е.И. Петрушевского, В.В. Радченко, Г.С. Степановой, Р.М. Тер-Саркисова, H.A. Тривуса, О.Ф. Худякова, А.Б. Цатурянца, П.Т. Шмыгли, В.В. Юшкина, C.М. Лютомского и др. рассмотрены способы расчета физико-химических свойств пластовых газов и термодинамические аспекты конденсации углеводородов и прогнозирование коэффициента извлечения конденсата.
Среди зарубежных исследователей можно выделить работы Д. Катца, К. Додсона, М. Стендинга, И. Мак-Кетта, Е. Мак-Карти, В. Бойда.
Анализ имеющейся информации, посвященной вопросам исследования, показал, что при решении данной задачи экспериментальное термодинамическое моделирование позволяет прогнозировать динамику добычи углеводородного сырья (УВС) и текущего значения КИК для реализуемых систем разработки нефтегазоконденсатных месторождений. Кроме этого, необходимо определить основные проблемы и сложности, которые препятствуют прогнозированию конденсатоотдачи валанжинских залежей стандартными и общепринятыми подходами.
Объект и предмет исследования
Объектом исследования являются нефтегазоконденсатные смеси
углеводородов валанжинских залежей Уренгойского месторождения; предметом – термодинамические процессы, проходящие в пластовой газоконденсатной системе при наличии паров воды и остаточной нефти.
Методология и методы исследований
Для получения результатов исследования в диссертационной работе использована совокупность научных методов:
-
Статистические методы обработки результатов промысловых данных.
-
Экспериментальные исследования углеводородных смесей методами контактной, дифференциальной и контактно-дифференциальной конденсации с последующим изучением их компонентного состава.
Соответствие диссертации паспорту научной специальности
Область исследования включает проведение экспериментальных
термодинамических исследований нефтегазоконденсатных систем с
использованием комплексного лабораторного оборудования и современных
объемно-метрических РVТ-установок с применением компьютерных
технологий.
Указанная область исследования соответствует паспорту специальности
25.00.17 - Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений, а
именно: пункту 2 «Геолого-физические и физико-химические процессы,
протекающие в пластовых резервуарах и окружающей геологической среде при
извлечении из недр нефти и газа известными и создаваемыми вновь
технологиями и техническими средствами для создания научных основ
эффективных систем разработки месторождений углеводородов и
функционирования подземных хранилищ газа» и 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».
Степень достоверности работы
Достоверность научных положений подтверждена промысловыми
данными и экспериментальными исследованиями термодинамических
процессов нефтегазоконденсатных систем. Результаты, полученные автором в работе, согласуются с опубликованными данными по теме диссертации.
Апробация результатов исследований
Основные аспекты диссертационной работы и ее основные положения докладывались на Международной научно-практической конференции «Нефтегазовые горизонты» (г. Москва, 2010-2012, 2014 гг.), Европейском нефтяном конгрессе «Восток встречает Запад», (г. Краков, 2011, 2013 гг.); IV Всероссийской научно-технической конференции «Современные технологии
8
для ТЭК Западной Сибири», (г. Тюмень, 2011-2012 г.); XVI Международном
научном симпозиуме им. академика М.А. Усова «Проблемы геологии и освоения
недр» (г. Томск, 2012 г.); Международной научно-практической конференции
«Технологии в нефтегазовой инженерии» (г. Ивано-Франковск, 2012 г.); VIII
Всероссийской научно-технической конференции (посвященная 100-летию со
дня рождения В.И. Муравленко) «Геология и нефтегазоносность Западно
Сибирского мегабассейна» (опыт, инновации), (г. Тюмень, 2012 г.),
V Международной научно-практической конференции "Проблемы
инновационного развития нефтегазовой индустрии", (г. Алматы, КБТУ, 2013 г.),
II Научно-технической конференции молодых специалистов ОАО «Ру-
Энерджи Групп», (г. Тюмень, 2013 г.), IV Конференции молодых ученых и
специалистов ООО «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг», (г. Москва, 2014 г.), Российской
технической нефтегазовой конференции по разведке и добыче SPE ROG
(г. Москва, 2014 г.), IX научно-практической конференции молодых ученых и
специалистов «Салмановские чтения» (г. Тюмень, 2015 г.), Международной
конференции «Фазовые превращения в углеводородных флюидах: теория и
эксперимент», (г. Москва, 2016 г.), II Всероссийской конференции молодых
ученых, специалистов и студентов «Новые технологии в газовой
промышленности» (газ, нефть, энергетика), (г. Москва, 2017 г.), семинарах
кафедры «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений» ТИУ
(г. Тюмень, 2013-2017 гг.), кафедры «Разработка и эксплуатация газовых и
газоконденсатных месторождений» РГУНГ им. И.М. Губкина, (г. Москва, 2016-
2017 гг).
Реализация работы
Результаты диссертационного исследования использовались в
НАО «СибНАЦ» во внутренней научно-исследовательской и опытно-конструкторской работе (НИОКР).
Учет влияния термодинамических процессов на кондесатоотдачу используется в учебном процессе Тюменского индустриального университета при подготовке бакалавров направления 21.03.01 «Нефтегазовое дело», профиля
9 «Эксплуатация и обслуживание объектов добычи газа, газоконденсата и подземных хранилищ».
Публикации
Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 14 печатных работах, в том числе в трех статьях в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Cтруктура и объем работы
Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, основных выводов и рекомендаций, библиографического списка из 130 наименований. Работа изложена на 109 страницах машинописного текста, включая 28 рисунков и 28 таблиц.