автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.06, диссертация на тему:Интенсификация выработки и повышение нефтеотдачи глинистых коллекторов

ВВЕДЕНИЕ.

1. ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ И ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССА ВЫРАБОТКИ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ КОЛЛЕКТОРОВ.

1 • 1 Краткая характеристика геологического строения основного продуктивного объекта - горизонта Д1 Ромашкинского месторождения.

1 -2 Особенности геологического строения Холмовской площади.

1 -3 Распределение и геологическое строение высокоглинистых и малопродуктивных коллекторов.

1 -4 Воздействие закачиваемых вод различной минерализации на фильтрационно-ёмкостные свойства коллекторов.

ВЫВОДЫ ПО 1 РАЗДЕЛУ.

2. ГЕОЛОГО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАЗРАБОТКИ, СТРУКТУРЫ ЗАПАСОВ ПРОДУКТИВНОГО

ГОРИЗОНТА Д1 ХОЛМОВСКОЙ ПЛОЩАДИ.

Распределение типов коллекторов по площади.

2-2 Основные технологические показатели разработки.

Развитие и текущее состояние системы поддержания пластового давления.

2-4 Характеристика текущей структуры запасов.

ВЫВОДЫ ПО 2 РАЗДЕЛУ.

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ И ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД ДЛЯ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ВЫРАБОТКИ И ПОВЫШЕНИЯ НЕФТЕОТДАЧИ ГЛИНИСТЫХ ПЛАСТОВ.

3 • 1 Краткий обзор методов воздействия на выработку глинистых коллекторов Ромашкинского месторождения.

Экспериментальное и теоретическое обоснование использования подземных вод нижних горизонтов для интенсификации выработки и повышения нефтеотдачи глинистых пластов.

ВЫВОДЫ ПО 3 РАЗДЕЛУ.

4- ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ МИНЕРАЛИЗОВАННЫХ ГАЗОНАСЫЩЕННЫХ ПЛАСТОВЫХ ВОД ДЛЯ УВЕЛИЧЕНИЯ ПРОДУКТИВНОСТИ ПЛАСТОВ ГОРИЗОНТА Д1.

4-1 Внедрение системы межскважинной перекачки пластовых вод на объектах разработки НГДУ "Азнакаевскнефть".

Развитие системы межскважинной перекачки пластовых вод на

Холмовской площади.

ВЫВОДЫ ПО 4 РАЗДЕЛУ.

Актуальность проблемы. На поздней стадии разработки неоднородных многопластовых объектов приращение извлекаемых запасов нефти возможно, в первую очередь, за счет оперативного регулирования процесса нефтеизвлечения. При этом разработка принципов и основных направлений регулирования выполняется на основе уточнения особенностей геологического строения и дифференциации остаточных запасов, обобщения комплекса геолого-промысловых, геофизических и гидродинамических исследований.

Заключительный этап разработки основного продуктивного объекта (горизонта Д1) Ромашкинского месторождения характеризуется большой степенью выработки запасов из высокопродуктивных коллекторов и крайне низкими темпами извлечения нефти из высокоглинистых и малопродуктивных коллекторов. Доля запасов, содержащихся в высокоглинистых и малопродуктивных коллекторах, выросла к настоящему времени до 80% от остаточных извлекаемых, что в целом определяет будущее разработки месторождения.

Методы по совершенствованию системы разработки, предпринимаемые на первых этапах, были ориентированы исключительно на интенсификацию добычи из высокопродуктивных коллекторов. На этапе, характеризующемся началом падения уровней добычи в целом по Ромашкинскому месторождению, был внедрен ряд методов воздействия на залежь, которые способствовали увеличению вовлечения в активную разработку пластов с низкими коллекторскими свойствами: циклическое заводнение минерализованными попутными водами; разукрупнение объектов разработки; повышение давления нагнетания попутных вод в зонах распространения сложнопостроенных коллекторов.

Но в целом и на данном этапе основная группа методов повышения нефтеотдачи пластов, базирующаяся на потокоотклоняющих технологиях, была направлена на довыработку высокопродуктивных коллекторов, что замедлило, но не остановило резкого падения уровней добычи.

Началом разработки методов научного подхода к извлечению запасов из глинистых коллекторов следует считать 1982-1985 годы, когда на основе систематизации и обработки всего имеющегося материала по Ромашкинскому месторождению «ТатНИПИнефть» был оценен характер воздействия заводнения на различные группы коллекторов. При этом было выявлено отсутствие воздействия пресных вод на вытеснение нефти из высокоглинистых и малопродуктивных коллекторов и крайне слабое воздействие минерализованных (попутных) вод на вытеснение нефти из малопродуктивных коллекторов^]

В этой связи проблема извлечения запасов нефти, сосредоточенных в глинистых коллекторах, является для Ромашкинского месторождения определяющей.

Перспективы прироста извлекаемых запасов по месторождению связаны в первую очередь с совершенствованием системы гидродинамического воздействия и развитием физико-химических методов увеличения нефтеотдачи. В связи с тем, что традиционно применяемые системы гидродинамического воздействия на нефтяные пласты на поздней стадии разработки становятся неэффективными, актуальной задачей становится их совершенствование с целью вовлечения в активную разработку запасов низкопродуктивных коллекторов, регулирование закачки воды с изменением направлений фильтрационных потоков, циклическое заводнение, а также создание новых комплексных технологий.

Цель работы: Интенсификация выработки и повышение нефтеотдачи глинистых коллекторов созданием и внедрением новых систем гидродинамического воздействия.

Основные задачи исследований.

1. Выявление особенностей, оценка характера выработки запасов и анализ структуры остаточных запасов по группам коллекторов.

2.Изучение физико-химических свойств и состава глинистых минералов песчано-алевролитовых пород, подземных вод и растворенных в них газов, используемых в системах заводнения продуктивных пластов.

3.Проведение имитационного моделирования по эффективности заводнения пластов с учетом набухания глин.

4.Разработка и внедрение технологий, позволяющих эффективно вести выработку низкопродуктивных коллекторов в условиях неоднородного объекта, находящегося на поздней стадии разработки.

Научная новизна.

1.Выявлен механизм воздействия глинистых минералов на изменение фильтрационных свойств коллекторов в процессе заводнения.

2.Промысловым экспериментом доказана обратимость процесса изменения фильтрационных свойств глинистых коллекторов.

3.Научно обоснована оптимальная система заводнения глинистых коллекторов.

Практическая ценность и внедрение результатов работы.

1 .Реализация системы интенсификации выработки и повышения нефтеотдачи глинистых коллекторов на поздней стадии разработки позволила значительно повысить эффективность разработки, степень извлечения запасов, снизить обводненность добываемой продукции, улучшить экологическую ситуацию и снизить степень техногенной нагрузки на окружающую среду.

2.Результаты диссертационной работы вошли в следующие руководящие документы: программу НГДУ «Актюбанефть» по совершенствованию системы ППДна 1995-1996 гг.; концепцию «Основные направления совершенствования системы 1II1Д в АО «Татнефть» и снижение затрат в этой области», 1994 г.; Бизнес-план «Технико-экономическое обоснование реконструкции и совершенствования системы 1111Д с целью повышения коэффициента нефтеизвлечения эксплуатационных объектов АО «Татнефть», 1995 г. Предложения к уточнению проектов разработки Холмовской площади 1989-2000 год.

3.Разработаны и внедрены в НГДУ «Азнакаевскнефть» технологии разработки и увеличения нефтеотдачи, в т.ч. на уровне изобретений (Положительное заключение о выдаче патентов РФ по заявкам № 99114181/03 (015435) от 08.07.99 и №99119340/03(020513) от 08.09.99).

4.Техно логическая эффективность от реализации разработанных технологий составила 305,3 тыс.т. дополнительно добытой нефти.

Апробация работы.

Материалы диссертационной работы докладывались на:

- научно-практической конференции «Приоритетные методы увеличения нефтеотдачи и роль супертехнологий (г.Бугульма, 1998 г.);

- научно-практической конференции «Опыт разведки и разработки Ромашкинского и других крупных нефтяных месторождений Волго-Камского региона» (г. Лениногорск, 1998 г.); 2-и региональной научно-практической конференции (Кремсовские чтения) «Актуальные проблемы геологии нефти и газа» (г. Ухта, 1999 г.); 5-и Международной научной конференции «Методы кибернетики химико-технологических процессов» (г. Уфа, 1999 г.);

- Международном семинаре-конференции «Освоение месторождений трудноизвлекаемых и высоковязких нефтей» (г. Краснодар, 1999); научно-технических совещаниях АО «Татнефть», НГДУ «Азнакаевскнефть» (гг. Альметьевск, Азнакаево, 1985-1998гг.);

- ученых советах ТатНИПИнефть и НИИнефтеотдача АН РБ (гг. Бугульма, Уфа, 1993-1999 гг.); научно-технической конференции «Проблемы строительства, эксплуатации и исследования горизонтальных скважин» (п.Актюба, 2-3 декабря 1999 г.).

Структура и объем работы.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов и основных выводов и рекомендаций. Работа изложена на 125 страницах машинописного текста и содержит 25 рисунков, 27 таблиц, список литературы из 43 наименований.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

Выполненный комплекс исследований позволяет сделать следующие выводы:

1. Выполненный геолого-промысловый анализ выявил основные недостатки существующей системы заводнения многопластового неоднородного объекта на поздней стадии эксплуатации:

- невозможность обеспечения интенсивного и эффективного вытеснения нефти из глинистых коллекторов;

- ухудшение фильтрационных свойств глинистых коллекторов на границе с высокопродуктивными.

2. С учетом изучения аналитическими методами физико-химических свойств и состава глинистых минералов песчано-алевролитовых пород, подземных вод и растворенных в них газов, выполнения имитационного моделирования эффективности заводнения подземными водами нижних горизонтов выработана стратегия по созданию системы вытеснения нефти из низкопродуктивных глинистых коллекторов в высокопродуктивные.

3. Разработан и обоснован комплекс технологий по регулированию процесса разработки, направленный на совершенствование системы заводнения:

- система разукрупнения объектов, геологические и гидрогеологические условия организации системы заводнения высоко - и низкопродуктивных объектов;

- технология заводнения межскважинной перекачкой пластовой воды;

4. Проведен крупномасштабный промышленный эксперимент по внедрению новых технологий, направленных на совершенствование системы заводнения по отдельным площадям Ромашкинского месторождения. Технологическая эффективность от реализации разработанных технологий составила 305 тыс.т дополнительно добытой нефти.

1. Муслимов Р.Х., Мухаметшин, P.3. Долженков В.Н. и др. «Оживлениеглиносодержащих пластов на Ромашкинском нефтяном месторождении».

2. Труды научно-практической конференции, посвященной 50-летию открытияразработки Ромашкинского месторождения, Лениногорск, 17-18.03.1998. С 207211.

3. Муслимов Р.Х., Шавалиев A.M., Хисамов Р.Б., Юсупов И.Г «Геология, разработка и эксплуатация Ромашкинского нефтяного месторождения».Том1. Москва. ВНИИОЭНГ. 1995 год

4. Чоловский И.П., Кинзикеева Н.П. «Методика выделения пластов горизонта Д1». «Татарская нефть» № 4. 1960 год.

5. Лиходедов, В.П. Орлинский Б.М., Гильманшин А.Ф. «Влияние особенностей залежей на форму поверхности ВНК и мощность переходной зоны». «Геология нефти и газа» №5. 1970год.

6. Хисамов Р.С. «Особенности геологического строения и разработки многопластовых нефтяных месторождений». Казань. 1996 год. С.56-73.

7. Данилова Т.Е. «О пелитовой и мелкоалевритовой фракциях в песчано-алевролитовых породах и их влияние на коллекторские свойства». «ТатНИПИнефть». Выпуск XXX. 1975 год.

8. Клубова Т.Т. «Глинистые минералы и их роль в генезисе, миграции и аккумуляции нефти». Москва, «Недра», 1973 год. С. 103-115.

9. Шустеф И.Н., Стадникова Н.Е., Балашова Н.Г. «Особенности выработки запасов нефти при различных системах заводнения». «Нефтепромысловое дело» № 7. 1984 год.

10. Орлов Г.А. «Проблемы сохранения, восстановления коллекторских свойств пласта при добыче нефти». Сборник докладов научно-практической конференции. г.Альметьевск. 1998 год.

11. Сонич В.П., Черемисин М.А., Батурин Ю.Е. «Влияние снижения пластового давления на фильтрационно-ёмкостные свойства пород. Нефтяное хозяйство №9, 1997г.

12. Клубова Т.Т. «Глинистые коллектора нефти и газа». Москва. Недра. 1988 год. С.20.

13. Хисамов Р.С., Хавкин А.Я. «Изменение напряженно-деформированного состояния в призабойной зоне скважин в процессе разработки месторождений. Сборник трудов УГНТУ, выпуск 2, Уфа, 1998г.С.Ю5.

14. Телин А.Г., Тахаутдинов Р.Ш. и др. «Влияние глинистости пласта-коллектора на его физико-гидродинамические характеристики». Статья Нефтепромысловое дело №11. ВНИИОЭНГ. 1999год.С. 20-21.

15. Захарченко В.Н. «Коллоидная химия». Высшая школа. Москва . 1989 год. С.129.

16. Гумаров Н.Ф. «Комплексное воздействие на слабодренируемые запасы и целью интенсификации выработки и увеличения нефтеотдачи пластов». Реферат диссертации. Азнакаево-1999 год.

17. Хусаинов В.М. «Геологические основы повышения эффективности выработки неоднородных пластов на поздней стадии разработки». Реферат диссертации. Азнакаево-1998 год.

18. Галеев Р.Г. «Повышение выработки трудноизвлекаемых запасов углеводородного сырья ». КубКа Москва. 1997 год.

19. Смирнов А.В., Исангулов К.И., Ишкаев Р.К. «Интенсификация добычи нефти с помощью материала «Полисил»». Труды научно-практической конференции «Новое знание». Казань 1998 год. С.225-230.

20. Свалов A.M., Хавкин А .Я., Хисамов Р.С. Оценка напряжений в цементном камне и горной породе при изменении гидродинамического давления вскважине.Геология, геофизика и разработка нефтяных месторождений. №9, 1998г., с.31.

21. Ишкаев Р.К., Тазиев М.М., Иванов А.И., Шнейдер И.Б. «Геолого-технические мероприятия по стимуляции притока нефти к добывающим скважинам ОАО «Татнефть» и пути повышения их эффективности». Нефтепромысловое дело №3. 1999 год. ВНИИОЭНГ. С.ЗЗ.

22. Хавкин А.Я., Табакаева Л.С. «Влияние состава глинистого цемента на проницаемость нефтяных коллекторов». Геология, геофизика и разработка нефтяных месторождений №8. 1998 год. С. 27-31.

23. Мирзаджанзаде А.Х., Хасанов М.М., Бахтизин Р.Н. «Этюды о моделировании сложных систем». Уфа. Гилем. 1999 год. С.464.

24. Зозуля Г.П., Подшибякин А.В., Паршукова Л.А. «К вопросу об устойчивости глинистых пород при бурении». Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России. Москва. ГАНГ. 1997 год. С.85.

25. Хавкин А.Я. «Влияние минерализации закачиваемой воды на показатели разработки низкопроницаемых пластов». Учебное пособие. М.РГУнефти и газа. 1998 год. С. 126.

26. Ентов В.М., Зазовский А.Ф. «Гидродинамика процессов повышения нефтеотдачи». Москва. Недра. 1989 год. С. 232.

27. Хавкин А.Я. «Расчет процесса фильтрации минерализованной воды в нефтесодержащих глинах». Государственный фонд алгоритмов и программ. СССР, П003958.1979 год. С. 12.

28. Федоров К.М. «Нестационарная фильтрация при наличии химических реакций с пористой средой». Изв. АН СССР, МЖГ №1 1987 год. С. 82-87.

29. Баренблатт Г.И., Ентов В.М., Рыжик В.М. «Движение жидкостей и газов в природных пластах». Москва. Недра. 1989 год. С.211.

30. Регулирование процесса нефтеизвлечения многопластовых неоднородных объектов на поздней стадии разработки». Учебное пособие (В.М.Хусаинов и др.). Уфа. УГНТУ. 1999 год.

31. Использование подземных вод для заводнения нефтяных месторождений. Выпуск 12 (119). Москва. ВНИИОЭНГ. 1986 год.

32. Совершенствование методов интенсификации разработки нефтяных месторождений Татарии». Сборник научных трудов ТГНИ и ПИНП. Альметьевск. 1974 год. С. 36.1. Ooduu M' 01113.П

33. РОССШ1СКОЕ АГЕНТСТВО ПО ПАТЕНТАМ И ТОЕЛРНЫМ ЗНАКАМ I" оС i ,.-\Tiin I '

34. ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ ПРОМЫШЛЕННОЙ СОБСТВЕННОСТИ12IS5E. Москва. Бег*:кховс'сзя наб. 30. корп. : Телефон 240 60 15. Тел;кс 114S18 ПЛЧ. Факс 2-12 23 21. Ha Xs; ОТ

35. П СВИДЕТЕЛЬСТВА НА ПОЛЕЗНУЮ МОДЕЛЬзаявкаГ 91 l-,.Si/u3(015435) (22) Дата поступления заявки 08.07.99.

36. Дата начала отсчета срока действия патента (СЕПлетельства) 08.07.99. (S5) Дата переБ:~а международной заявки на национальную фазу

37. Номер публикации и да та п\оликацин заявки PCT

38. Заявитель(и; Хусаннов В.М. Хаминов Н.И. Гумаров Н.Ф. Хангильднн P.f.RU

39. Аз~ср(ы) Ишкаев Р.К. Хусаинов В.М. Хаминов Н.И. Гумаров Н.Ф. Хангильднн Р.Г. RU

40. Патентообладатель(и). Хусаинов' Басил Муха^етови'-;, Хамякоэ Николай изанович, Гусаров Нагие Заритовкч, Хакгидъдик Радий ГабидуллоБлч,- RU /указать код спгг.нн •51. МПК7 Е21В 43/20

41. Название.Способ разработки нефтяной ;алежн1.M 4J ,,>.-rrv.'

42. Г1 * ^ 1 j Дом 2S. 10.99 031003120л1. Форма .Vu 01л21.99114181/°? (54)(57)

43. RU 2088752 Cl.27.08.1997. RU 20796639 С1, 20.05.1997 RU 2038464 С 1,27.06.1995

44. SU 1239276 А1, 23.06.I9o6 | RU 94033694 А1, 27.07.1996

45. RU 2047746 С1, 10.11.1995 RU 2088750 С1, 27.08.1997 RU 94007734 А 1? 10.12.19,95' US 4427067 А, 24.01.1984 US 4593761 А, 10.06.19S6

46. Для публикации принято описание заявителя.