РАЗРАБОТКА И ЭКСПЛУАТАЦИЯ НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
УДК 622.276.43"5"
© Коллектив авторов, 2015
Выбор объектов и перспективных участков для применения циклического заводнения
М.В. Чертенков, А.И. Чуйко, А.Р. Аубакиров
(ООО «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг»),
П.В. Пятибратов, к.т.н.
(РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина)
Адреса для связи: Artur.Aubakirov@lukoil.com, pyatibratov.p@gmail.com
Ключевые слова: оптимальная технология циклического заводнения, алгоритм выбора объектов и участков для применения циклического заводнения, эксперименты на синтетических гидродинамических моделях.
Zones and regions selecting for cyclic waterflooding
M.V. Chertenkov, A.I. Chuiko, A.R. Aubakirov (LUKOIL Engineering LLC, RF, Moscow),
P.V Pyatibratov (Gubkin Russian State University of Oil and Gas, RF, Moscow)
E-mail: Artur.Aubakirov@lukoil.com, pyatibratov.p@gmail.com
Key words: cyclic waterflooding, cyclic waterflooding optimal technology, zones and regions selecting algorithm for cyclic waterflooding, synthetic hydrodynamic models experiments.
The problem of maintaining oil production levels shouldn't only be related to oil production intensification or increasing the reserves by geological exploration and new fields commissioning, but also due to the large-scale application of enhanced oil recovery. One of the well-known and relatively cheap to implement hydrodynamic methods of enhanced oil recovery technology is cyclic waterflooding. The technology consists of creating in a formation unsteady pressure differentials between layers and regions of different permeability via systemic change in well operating mode. The mechanism of enhanced oil recovery consists of water injection into stagnant oil-saturated low-permeability layers during increased water injection and displacing oil along with a part of the penetrated water into active drainage zones during reduced injection. Further development of cyclic waterflooding method involves the use of three-dimensional hydrodynamic modeling for zones and regions selection and development of well operating strategy Based on multivariate three-dimensional hydrodynamic modeling of cyclic waterflooding for different oil field conditions a normalized criteria for the technology applicability is obtained. Map constructing algorithm to locate favorable areas and wells for the implementation of the technology is proposed.
Длительное время в нефтедобывающей отрасли России формировались отрицательные тенденции ее развития, связанные с увеличением доли трудноизвлекаемых запасов, поздней стадией разработки большинства месторождений, незначительными объемами применения методов увеличения нефтеотдачи (МУН) и массовым использованием технологий интенсификации добычи нефти. Очевидно, что решение проблемы поддержания добычи нефти должно быть связано не только с ее интенсификацией на разрабатываемых месторождениях, приростом геологических запасов за счет поиска, разведки и ввода в разработку новых месторождений, но и с масштабным применением МУН.
В настоящее время большинство разрабатываемых нефтяных месторождений характеризуется высокой степенью выработки запасов - более 60 %. При этом наиболее распространенным способом разработки остается заводнение. Конечный коэффициент извлечения нефти (КИН) при заводнении существенно зависит от геологического строения пласта, его фильтра-ционно-емкостных свойств (ФЕС), вязкости нефти, принятых проектных и реализуемых решений и варьируется в широких пределах - от 30 до 60 %. Многие месторождения характеризуются низким коэффициентом охвата пласта воздействием, обусловленным высокой неоднородностью ФЕС. В сложившихся усло-
виях возрастает актуальность поиска и применения эффективных и рентабельных МУН.
Одним из относительно малозатратных гидродинамических МУН является циклическое заводнение [1]. Результаты теоретических и экспериментальных исследований свидетельствуют о том, что условия его применимости по существу совпадают с условиями реализации обычного заводнения. Для определения области эффективного использования технологии в работах [1, 2] были выделены две группы критериев применимости: геологические и промыслово-технологические. Среди геологических критериев выделяют слоистую (проницаемостную) неоднородность пласта, гидродинамическую связность прослоев, трещиноватость пластов, вязкость нефти, площадную неоднородность, упругоемкость пластовой системы, текущую нефтенасыщенность на момент применения технологии. К промыслово-технологическим критериям относят амплитуду и период высокочастотных колебаний давления, сочетание циклического заводнения с методом изменения направления фильтрационных потоков, сформиро-ванность систем разработки и размещения скважин.
Процесс планирования циклического заводнения включает несколько этапов:
- выбор объектов для применения заводнения;
- выбор участков на конкретном объекте;
- обоснование параметров технологии.
В ОАО «ВНИИнефть» и ООО «КогалымНИПИнефть» разработаны методические подходы к выбору объектов и участков воздействия при циклическом заводнении, которые нашли широкое применение на практике [2, 3]. При создании этих методик использовались результаты теоретических и экспериментальных исследований, расчетные зависимости, приведенные в работах [1, 2], а также накопленный опыт реализации циклического заводнения.
В настоящее время проектирование разработки нефтяных месторождений осуществляется на основе трехмерного компьютерного моделирования, позволяющего проектировать различные системы размещения скважин, изменять режимы их работы и учитывать основные факторы, влияющие на эффективность циклического заводнения: слоистую и зональную неоднородность пласта с высокой степенью детализации; соотношение подвижностей нефти и воды; сжимаемость нефти, воды и породы; влияние капиллярных и гравитационных сил.
По мнению авторов, логичным этапом развития методических подходов к проектированию циклического заводнения являются разработка алгоритмов выбора соответствующих объектов и участков, а также планирование режимов работы скважин с использованием трехмерного гидродинамического моделирования.
Разработка алгоритма выбора объектов и локализации конкретных участков для применения циклического заводнения включала следующие стадии:
- исследование влияния критериев применимости циклического заводнения на эффективность выработки запасов с использованием синтетических гидродинамических моделей;
- формирование комплексного критерия применимости циклического заводнения;
- выбор объектов и участков для реализации циклического заводнения.
Влияние критериев применимости циклического заводнения на эффективность выработки запасов исследовалось с использованием трехмерного гидродинамического моделирования технологий циклического заводнения на элементах симметрии систем размещения скважин. При проведении численных исследований применялись трехмерные гидродинамические модели элементов симметрии систем размещения скважин Лас-Еганского (пласты АВ2, БВб), Западно-Шумовско-го (пласт Бш) и Харьягинского (пласт Т1-1) месторождений. На данном этапе был сформирован следующий набор критериев:
1) геолого-физические, учитывающие влияние:
- соотношения проницаемостей высоко- и низкопроницаемого гидродинамически связанных коллекторов
- соотношения толщин низко- и высокопроницаемых гидродинамически связанных коллекторов F-h;
- соотношения вязкостей нефти и воды Fv;
- сжимаемости пластовой системы Fc;
2) промыслово-технологические, отражающие влияние:
- относительной амплитуды расхода воды по нагнетательным скважинам Fa;
- степени выработки начальных извлекаемых запасов (НИЗ) Fr.
Исследование выполнялось в несколько этапов.
1. Анализ полноты геолого-физической информации об изучаемом объекте.
2. Формирование набора трехмерных гидродинамических моделей элементов симметрии систем размещения скважин, геолого-физические характеристики которых варьируются в диапазоне значений, характерных для рассматриваемого пласта.
3. Расчеты технологических показателей разработки при стационарном заводнении для рассматриваемого набора гидродинамических моделей.
4. Расчеты технологических показателей разработки при заданных параметрах технологии циклического заводнения на рассматриваемом наборе гидродинамических моделей для оценки влияния критериев применимости на эффективность заводнения.
5. Анализ результатов гидродинамического моделирования, включающий построение зависимостей относительного прироста накопленной добычи нефти от заданных геолого-физических свойств пласта и параметров технологии циклического заводнения.
Формирование набора трехмерных гидродинамических моделей элементов симметрии систем размещения скважин выполнялось в соответствии со следующими основными принципами:
- при моделировании слоистой неоднородности принят подход, изложенный в работе [1] и предполагающий схематизацию слоисто-неоднородного пласта в виде двухслойного пласта (низко- и высокопроницаемый слои);
- наборы гидродинамических фильтрационных моделей элементов симметрии системы размещения скважин представляют собой слоисто-неоднородные модели с толщиной слоев 0,2 м;
- многовариантность комбинаций различных свойств обеспечивается использованием аппроксимирующих зависимостей (остаточной водонасыщенности от проницаемости, остаточной нефтенасыщенности от абсолютной проницаемости, проницаемости от пористости);
- изменение концевых точек относительных фазовых проницаемостей (ОФП) выполняется на основе зависимостей остаточной нефте- и водонасыщенности от проницаемости;
- при исследовании влияния соотношения эффективных нефтенасыщенных толщин низко- и высокопроницаемого слоев учитывается их взаимное расположение, т.е. расчеты проводятся для случая, когда низкопроницаемый слой находится выше высокопроницаемого и наоборот;
- система размещения скважин и расстояние между ними соответствуют размещению и плотности сетки скважин, реализованной на рассматриваемом объекте;
- забойные давления добывающих скважин принимаются равными давлению насыщения;
- забойные давления нагнетательных ск
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.