УДК 622.276.6 Пр.М
Повышение нефтеотдачи пластов с трудноизвлекаемыми запасами с использованием физических методов в поле нестационарного заводнения
B.П. Дыбленко, В.С. Евченко,
C.Н. Солоницин
(ООО «НПП «Ойл-Инжиниринг»), О.Л. Кузнецов (ГНЦ РФ «ВНИИГеосистем»), Г.Х. Габитов, Ю.В. Лукьянов, И.М. Назмиев (ОАО «АНК «Башнефть»)
© Коллектив авторов, 2005
Oil recovery increase of hard-recoverable reserves layers with use of physical methods in a field of non-stationary flooding
V.P. Dyblenko, V.S. Evchenko, S.N. Solonitsin (Oil-Engineering NPP OOO),
O.L. Kuznetsov (VNIIGeosystem GNTs RF), G.Kh. Gabitov, Yu.V. Lukjanov, I.M. Nazmiev (Bashneft ANK OAO)
Современное состояние сырьевой базы нефтяной отрасли России характеризуется ухудшением структуры и качества запасов [1]. Это обусловлено, во-первых, увеличением доли трудноизвлекаемых запасов, а во-вторых, ростом числа небольших месторождений, доля которых за последние годы в структуре текущих запасов нефти значительно возросла и для Урало-По-волжья превышает 30 % [2]. Разработка указанных объектов по обычным технологиям малоэффективна. Закачка различных химических реагентов и их композиций для повышения нефтеотдачи пластов связана с большими затратами. Кроме того, их применение имеет свои ограничения, а результаты не всегда убедительны [3].
Данные теоретических исследований, экспериментальных и промысловых испытаний свидетельствуют об эффективности физического воздействия на нефтяной пласт с применением вибросейсмического и виброволнового методов [4]. При этом установлено, что порово-энергетический критерий возникновения эффектов в продуктивных пластах при воздействии упругими колебаниями определяется колебательным ускорением и смещением среды, в области частот 20-400 Гц достигается при низкой интенсивности колебаний около 5-10 Вт/м2 и вполне реализуем на практике наземными и скважинными источниками. Полученные в последние годы многочисленные свидетельства о «подпитке» и регенерации нефтяных месторождений осадочного чехла «углеводородным дыханием» глубинных слоев по разломам, трещинам, зонам деструкции (разуплотнения) пород [5], вдоль которых формируются зоны нефтегазонакопления [6], открывают новые перспективы повышения нефтеотдачи пластов физическими методами. В этом аспекте становится правомерной постановка задачи искусственного инициирования или ускорения подобных процессов для повышения нефтеотдачи.
Объективной предпосылкой возможности их реализации является то, что образование разломов, трещин и зон деструкции в основном обусловливается периодической сменой режимов сжатия - растяжения пород [7], в той или иной мере проявляющихся при разработке нефтегазовых месторождений, особенно при нестационарном (циклическом) заводнении.
Сотрудниками НПП «Ойл-Инжиниринг» и ОАО «АНК «Башнефть» предложен метод повышения нефтеотдачи пластов с тру-дноизвлекаемыми запасами, предусматривающий сочетание дли-
The combination of long-term elastic vibrations actions on a layer simultaneously trough bottomholes of injection and producing wells in a field of non-stationary (cyclic) flooding for oil-recovery increase of hard-recoverable reserves layers is offered. Results of trial works on some petroleum deposits of Bashneft ANK OAO are given.
2 3 f
Рис. 1. Принципиальная схема комплексного виброволнового и вибросейсмического воздействия:
1 - забойный виброволновой генератор на постоянной подвеске; 2 - нагнетательная скважина; 3 - платформа для вибросейсмического воздействия на пласт с поверхности; 4 - добывающая скважина; 5 - импульсная насосная установка; 6 - продуктивный пласт
тельных воздействий на пласт упругими колебаниями одновременно через забой нагнетательных и добывающих скважин в поле нестационарного заводнения, а при необходимости - и вибросейсмического воздействия с поверхности [8]. Принципиальная схема комплексного воздействия представлена на рис. 1.
Нестационарное заводнение включает периодические изменения режимов работы нагнетательных, а в общем случае - части добывающих скважин. В комплексе с упругими колебаниями оно способствует снижению необходимых для достижения порогового уровня мощностей забойных волновых генераторов, так как создает фоновое знакопеременное поле давления, в котором породы пласта в межскважинном пространстве испытывают чередующиеся сжатие - растяжение. Воздействие упругими колебаниями с относительно малой интенсивностью в поле нестационарного заводнения может служить своеобразным «спусковым
крючком», влияющим на изменение фильтрационных процессов в пористых средах, структурно-механического состояния породы пласта и насыщающих его компонентов. В результате присущие циклическому заводнению эффекты капиллярной пропитки и изменения направления фильтрационных потоков интенсифицируются и дополняются включением через активизированные зоны деструкции и трещины в процесс фильтрации слабодренируемых и застойных, а также гидродинамически изолированных ранее полей, что обеспечивает синергетический эффект.
Для технического обеспечения указанного комплексного воздействия в НПП «Ойл-Инжиниринг» конструктивно разработаны и изготовлены скважинные гидродинамические генераторы колебаний на постоянной подвеске типа ГД2В-Ш для нагнетательных скважин, действующие от напора КНС, импульсные насосные установки УНИС-1 для добывающих скважин, а также скважинные импульсные электродинамические устройства. Опытно-промысловые работы (ОПР) по испытанию оборудования и технологии комплексного воздействия включают три этапа.
На первом этапе на основе анализа результатов выработки запасов сейсмолокацией разреза и другими специализированными и косвенными способами выявляются слабовы-работанные участки и целики нефти, структурно-тектонические особенности залежи, участки и направления развития трещиноватости, участки напряженного состояния горных пород, чтобы обоснованно расположить на площади месторождения генераторы ГД2В-Ш, установки УНИС-1 и сква-жинные импульсные устройства, определить надежность их работы, исследовать технические режимы работы оборудования. На этом этапе предусматривается проведение нестационарного заводнения по специально разработанной методике.
На втором этапе выполняются испытания виброволнового воздействия генераторами ГД2В-Ш через забои нагнетательных и установками УНИС-1 в компоновках со штанговыми насосами в добывающих скважинах. По результатам первого этапа могут быть увеличены масштабы воздействия упругими колебаниями одновременно в нагнетательных и добывающих скважинах в поле нестационарного заводнения.
На третьем этапе ОПР проводятся на различных режимах комплексного воздействия для определения рациональных режимов и последующего обобщения накопленных данных с целью подготовки соответствующего проекта технологического регламента.
Первый этап ОПР проводился на втором участке Югомашев-ского месторождения ОАО «АНК «Башнефть». Самостоятельными объектами разработки являются пласты песчаников терриген-ной толщи нижнего карбона (ТТНК) и карбонатов среднего карбона каширского, верейского горизонтов и башкирского ярусов. Основным по продуктивности и запасам объектом является ТТНК (рис. 2). По проекту 1987 г. по участку балансовые запасы составляли 19376 тыс. т, извлекаемые - 7171,1 тыс. т, средняя неф-тенасыщенная толщина пластов равнялась 0,8-2,2 м; пористость изменялась от 0,18 до 0,24; проницаемость - от 0,09 до 1,34 мкм2 (пласт VI). Плотность нефти в пластовых условиях составляла 887-910 кг/м3, вязкость 13-34 мПа-с, давление насыщения -7 МПа, глубина до кровли пластов 1250-1300 м. В каширском горизонте нефтеносны пористо-трещиноватые известняки и доломиты толщиной до 4,4 м, пористостью 14 %, проницаемостью 0,01 мкм2. В башкирском ярусе нефтенасыщены пористые прослои суммарной толщиной до 10,5 м, пористостью 0-13 %, средней проницаемостью 0,05 мкм2. Пористость известняков верей-
Рис. 2. Схема размещения скважин второго участка Югомашевского месторождения
ского горизонта равнялась 11-15 %, проницаемость - 0,06 мкм2.
Югомашевское месторождение введено в разработку в 1966 г. На 01.01.05 г. по ТТНК общий эксплуатационный фонд составлял 98 скважин, в том числе нагнетательных - 13, по среднему карбону - соответственно 106 и 18 скважин. Обводненность равнялась соответственно 92 и 70 %.
Для эффективного применения описываемого комплекса, как и других методов увеличения нефтеотдачи (МУН) пластов, важным является определение текущего положения слабодренируе-мых и застойных зон, степени выработки запасов для последующего целенаправленного воздействия на них. Наиболее кардинальным решением является создание на основе информационных технологий постоянно действующей геолого-технологической модели. Однако ее применение на поздней стадии разработки из-за недостаточности информации нецелесообразно [9, 10]. Приемлемым выходом из такой ситуации является использование инженерных методик, основанных на обобщении опыта разработки, в частности, построении интегральных характеристик вытеснения [11]. Их преимущество заключается в том, что по некоторым методикам определяются подвижные (дренируемые) запасы нефти (добыча нефти при бесконечной промывке). По нашему мнению, подвижные запасы нефти содержат значительно больше информации в отношении дифференцированной оценки степени выработки запасов, чем просто как промежуточный параметр для количественного прогнозирования добычи нефти. Отнесение их к балансовым запасам или добытой
Таблица 1
Характеристика вытеснения
. Аналитическая
А.М. Пирвердян
Д. К. Гайсин иЭ.М. Тимашев
Д.С. Гайсин
Г.С. Камбаров
С.Н. Назаров и Н.В. Сипачев
Б.Ф. Сазонов
М.И. Максимов
6н=А-
е„=
4Эж
1+Яйк
()И=А-В/<2Ж
ОЛОлгА+ВО»
о^л+тпо,
а
Л
1_ (А-Ц/= 1-Л
ЙН=А+Я1п—
/н
/н
Примечание. 0ж, 0в - накопленная добыча соответственно жидкости и воды; Л, В - постоянные коэффициенты.
|| 1Л
5 о =4 и
' Е 5 « § -е- С I
! £ М
с « Р 5
1 5 I Е
о >5 9- 3
Я и
£ I £
I * I б1а
ы
а
в:
§
я
§
нефти по участку либо отдельным скважинам дает сравнительную оценку выработки запасов между скважинами, в отдельных скважина
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.