РАЗРАБОТКА И ЭКСПЛУАТАЦИЯ НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
УДК 622.276.031.011.43:622.83
© Коллектив авторов, 2015
Особенности влияния техногенных геодинамических напряжений на свойства сложнопостроенных карбонатных коллекторов Припятского прогиба
А.М. Ковхуто, к.г.-м.н., М.Ф. Кибаш, к.г-м.н., А.И. Зайцев, Н.Н. Евтушенко
(Гомельский отдел БелНИГРИ), Н.Л. Лобова, К.А. Лобов
(БелНИПИнефть)
Адрес для связи: k.lobov@beloil.by
Ключевые слова: коллектор, эффективные давления, деформации, керн, разработка залежей.
Одним из факторов, определяющих добычные возможности нефтяных скважин, является влияние напряжений на фильтрационные свойства коллекторов. Для месторождений Припятского прогиба, где эксплуатируемые залежи нефти практически истощены, а вновь открываемые объекты обладают низкими фильтрационно-емкостными свойтсвами (ФЕС), учет влияния напряженно-деформированного состояния на фильтрационные характеристики коллекторов приобретает первостепенное значение. Освоение скважин и разработка глубокозалегающих пластов сопровождаются быстрым снижением пластовых давлений и ростом эффективных давлений на породы-коллекторы, что приводит к упругопластическим деформациям пород и снижению добычных возможностей скважин. Особенностями карбонатных коллекторов являются латеральная дифференциация коллекторских свойств как в региональном плане, так и в пределах одной структуры, а также вертикальная зональность, выражаемая в спорадическом распределении каверн и трещин по толщине пласта или в пределах одного и того же образца керна, литологический состав которого не меняется.
Отличительным признаком карбонатных каверново-по-рово-трещиноватых коллекторов можно считать резко выраженную неоднородность структуры емкостного пространства, состоящего из пор, каверн, трещин и различного рода пустот выщелачивания. Первичная емкость практически отсутствует, отмечается высокая зональная неоднородность распределения ФЕС в пределах залежи как по площади, так и по разрезу. Межблоковая трещинная проницаемость доминирует в гидропроводности пласта. Проницаемость трещинной среды существенно зависит от напряженного состояния пород-коллекторов продуктивных пластов.
Рассмотрим характеристики карбонатных трещиноватых коллекторов на примере межсолевых, подсолевых и внутрисолевых продуктивных отложений месторождений
Features of the influence of man-caused geodynamic stresses on permeability and porosity of complex structure carbonate reservoirs of Pripyat foredeep
А.М. Kovkhuto, М.Р Kibash, А! Zaitsev, N.N. Yevtushenko (BelNIGRI, the Republic of Belarus, Minsk),
N.L. Lobova, К.А. Lobov (BelNIPIneft, the Republic of Belarus, Gomel) E-mail: k.lobov@beloil.by
Key words: reservoir, effective pressure, deformations, core sample, the development of deposits.
According to the results of analysis of main geodynamic parameters (rock, breakdown, formation pressures, oil and fluid production rates) were calculated the compensation factors of rock pressure, deformation loss, productive capacity for over 23 oil fields, 29 accumulations and more than 600 oil wells in Rechitsko-Vis-hanskaya area of Pripyat foredeep. The classification of accumulations by stress -strain state was developed for the whole period of well operation. Constant monitoring of changes in stress - strain state of complex structure reservoirs during drilling process, testing, deployment, developing and production of oil will allow us to manage these processes in a timely manner and increase oil recovery
Припятского прогиба. Пласты представлены чередованием различных по литологическому составу карбонатных отложений с преобладанием трещиноватых и кавернозных тонко- и крупнозернистых доломитизирован-ных и псевдобрекчиевидных с различной степенью глинистости известняков и доломитов. Их полезная емкость и удовлетворительная проницаемость сформированы в результате доломитизации, перекристаллизации, выщелачивания и трещинообразования, что обусловливает неоднородность структуры емкостного пространства и ФЕС по площади и разрезу.
В сложнопостроенных карбонатных коллекторах двойная система проницаемости (относительная низкая в системе блоков матрицы и существенно более высокая межблоковая, обусловленная тектоническими микро- и макротрещинами) обеспечивает двойной переток жидкости в скважину. При дренировании коллектора пластовые флюиды по межзерновым каналам и микротрещинам поступают в систему более крупных трещин и по ним к забою скважины. Оценить влияние напряженно-деформированного состояния на проницаемость породы, фильтрационный процесс и в конечном счете на дебит скважин невозможно без проведения экспериментальных исследований пород и определения их свойств.
Результаты изучения геомеханических свойств карбонатных коллекторов месторождений Припятского прогиба анализировались многими авторами. ФЕС основных нефтеносных комплексов Припятского прогиба детально освещены в работах А.А. Демидовича, А.А. Мах-нача, Н.В. Веретенникова, В.А. Москвича, Т.А. Шевченко и целого ряда других исследователей. Экспериментальные исследования проницаемости при изменяющихся давлениях обжима, имитирующих пластовые условия, выполнены в Гомельском комплексном отделе БелНИГРИ на лабораторной установке УИПК-1 с использованием керна большого диаметра.
Процесс деформации образца под действием внешнего давления обжимаробж с дальнейшим измерением проницаемости по газу проходил по следующей технологической схеме. За начало измерения принято робж = 3 МПа, соответствующее началу исследования энергетической системы пласта. Ступенчато давление увеличивалось до 18 МПа с интервалом 3 МПа. При этом с каждым изменением давления образец выдерживался в течение 2 ч, затем измерялась проницаемость по газу. При давлении от 18 до 30 МПа исследования проводились по той же схеме с интервалом изменения давления 9 МПа. Снижение внешнего давления с 30 до 18 МПа и с 18 до 3 МПа (обратный ход) проводилось аналогично приведенному выше. В общей сложности образец находился под нагрузкой 76 ч. Лабораторные исследования выполнялись на образцах керна из скв. 604 Зуевская (семилукские отложения) и скв. 114 Ново-Давыдовская (межсолевые отложения).
В результате экспериментальных исследований установлено, что под воздействием знакопеременных нагрузок (рост и сброс давления обжима) в коллекторах трещинного типа протекают два взаимопротивоположных процесса: с одной стороны, происходит смыкание трещин, что ухудшает проницаемость или приводит даже к полной потере фильтрационной способности, с другой - деформация блоков трещинного коллектора, вызывающае развитие имеющихся микротрещин и образование новых, т.е. формирование новой системы фильтрации (рис. 1).
Авторами проанализированы основные геодинамические параметры (горное, критическое, пластовое давления, дебиты нефти и жидкости, рассчитаны коэффициенты компенсации горного давления, деформационных потерь, продуктивности) по 23 месторождениям, 29 залежам и более 600 скважинам залежей Речицко-Вишан-ской зоны за весь период эксплуатации и разработана классификация пластов по напряженно-деформированному состоянию (см. таблицу). Детальный анализ распределения эффективных давлений в продуктивных отложениях Речицко-Вишанской зоны свидетельствует о том, что их исходное напряженно-деформированное состояние соответствует в основном П^ классам напряженности и характеризуется эффективным давлением от 10-20 до 50 МПа и более. Основная доля залежей относится к III и IV классам, однако, например, межсолевые залежи Славаньского и Чкаловского месторождений и семилукская залежь Тишковского - к V классу.
Покажем влияние изменения эффективных давлений на состояние разработки на примерах межсолевых залежей Ново-Давыдовского и Славаньского месторождений. Нефтяная залежь Ново-Давыдовского месторождения приурочена к елецкому и задонскому горизонтам, представленным доломитами, мелко- и скры-токристаллическими, органогенными пористо-кавернозными известняками, мергелями в различной степени глинистыми, глинами и ангидритами. Уже к 2004 г. эффективное давление в залежи увеличилось от 26-28 до 40-44 МПа, причем ее центральная (скв. 112, 130) и восточная (скв. 107, 149s2, 150, 15^3) части характеризовались повышенными рэф (рис. 2), что связано с увеличением отборов и снижением пластовых давлений (рис. 3). С внедрением системы поддержания пластового давления (ППД) ситуация улучшилась, однако центральная часть залежи находится в поле высоких эф-
Рис. 1. Зависимость проницаемости кпр от давления обжима Робж по скв. 604 Зуевская, образец 4 (а) и скв. 114 Ново-Давы-довская, образец 17 (б) при повышении (прямой ход) (1) и снижении (обратный ход) (2) робж
Диапазон Класс эффектив-
напряженности ного давления Р,ф, МПа
Месторождение (залежь)
I. Очень слабо напряженный
II. Слабо напряженный
II. Напряженный
IV. Сильно напряженный
V. Предельно напряженный
< 10
10 - 20
20 - 30
30 - 50
> 50
Восточно-Дроздовское (семилукская) Речицкое (межсолевая ^пачка)
Ново-Кореневское (внутрисолевая), Мармовичское (межсолевой V блок),
Пожихарское (межсолевая), Осташковичское (межсолевая), Речицкое(межсолевая VIII пачка)
Ново-Давыдовское
(межсолевая),
Давыдовское (межсолевая,
семилукская),
Зуевское (семилукская),
Сосновское (межсолевая,
семилукская),
Мармовичское (межсолевая, I, II, V блоки),
Мармовичское (подсолевая),
Полесское (внутрисолевая),
Хуторское (внутрисолевая),
Южно-Сосновское
(межсолевая),
Борисовское (семилукская),
Южно-Осташковичское
(межсолевая),
Осташковичское
(семилукская),
Вишанское (подсолевая)
Славаньское (межсолевая), Чкаловское (межсолевая), Тишковское (семилукская)
фективных напряжений, что снижает добычные возможности скважин.
По формуле предложенной в работе [1], определим критическое пластовое давление
(1+Ю • Ргор _
Ркр =-
3(1- ц)
где ц - коэффициент Пуассона, который для условий Припятского прогиба можно принять равным 0,35; ргор, ртек - соответственно горное и текущее давление.
При рпл < ркр в пластах развиваются упруго-пластические деформации. Если к началу организации закачки в залежи были развиты
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.