ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2007, том 413, № 1, с. 68-70
ГЕОЛОГИЯ
УДК 622.276
ВЫРАБОТКА ЗАПАСОВ НЕФТИ В ЛИНЗОВИДНЫХ КОЛЛЕКТОРАХ
© 2007 г. С. Н. Закиров, А. А. Контарев
Представлено академиком А.Н. Дмитриевским 10.04.2006 г. Поступило 10.04.2006 г.
Средний по стране коэффициент извлечения нефти (КИН) в последние годы характеризуется устойчивой тенденцией к снижению. Одна из причин заключается в ухудшении структуры ресурсной базы, так как возрастает доля трудноизвлека-емых запасов нефти в разрабатываемых месторождениях - многие из вновь открываемых месторождений изначально отличаются запасами трудноизвлекаемой нефти.
Немалая доля в трудноизвлекаемых запасах принадлежит залежам нефти с линзовидными коллекторами. Они имеют место во всех нефтедобывающих регионах [1-3]. Общепризнана невысокая степень выработки запасов в линзовидных коллекторах. Например, в ТЭО КИН Аркутун-Дагинско-го месторождения (проект Сахалин-1) величина коэффициента извлечения нефти из линзовидных коллекторов оценивается на уровне 10%. Очевидно, что трудно согласиться с такой степенью эффективности освоения запасов нефти.
К сожалению, проблема повышения КИН линзовидных коллекторов рассмотрена в небольшом числе публикаций [3, 4]. Анализ этих и других работ показывает, что они не в полной мере решают проблему эффективной разработки линзовидных коллекторов.
В традиционном представлении каждая линза рассматривается в качестве изолированного объекта. Считается, что если в линзу попадает одна добывающая скважина, то извлекаемое количество нефти определяется ее упругим запасом. При вскрытии линзы двумя и большим числом скважин появляется возможность для организации добычи нефти за счет ее заводнения.
В любом случае внешняя граница линзы принимается как непроницаемая. Такая трактовка является субъективной. Ибо она связана с традиционной практикой установления кондиционных и некондиционных коллекторов. К последним, как правило, относятся такие, у которых коэффициент проницаемости равен или меньше 1 мД.
Авторы усомнились в справедливости отмеченных представлений и предприняли исследования, результаты которых описываются далее.
Было решено не исключать из рассмотрения некондиционные коллекторы и исследовать возможное их влияние на показатели разработки залежи с линзовидными коллекторами. Для определенности единичная линза представляется в виде круговой с диаметром 500 м и проницаемостью пласта 500 мД. Эта линза окружена массивом некондиционных коллекторов с проницаемостью 1 мД. Некондиционные коллекторы в плане имеют форму прямоугольника размером 10 х 20 км. Схема расчетной модели приведена на рис. 1.
Толщина пласта и коэффициент пористости везде одинаковы и равны 20 м и 0.2 соответственно. Коэффициент нефтенасыщенности в линзе и в некондиционных коллекторах составляют 0.8 и 0.5 соответственно. Начальное пластовое давление равняется 250 ат, давление насыщения нефти газом 150 ат. Вязкость нефти и воды в пластовых условиях - 1 и 0.5 сПз соответственно, газосодержание нефти - 172 м3/т, объемный коэффициент нефти - 1.4.
При таких исходных данных исследованию подвергнуты следующие варианты разработки.
Институт проблем нефти и газа, Москва
Рис. 1. Расчетная схема заводнения нефтенасыщен-ной линзы. Ь = 10 км, Б = 20 км.
ВЫРАБОТКА ЗАПАСОВ НЕФТИ
69
_i_i_i_i_i_i
0 1 2 3 4 5
Годы
Рис. 2. Зависимость от времени дебита нефти в вариантах 1 и 2 режима истощения.
Добыча нефти, тыс. т
Рис. 3. Динамика накопленной добычи нефти в вариантах 1 и 2 и притекшего объема нефти.
Первый вариант (базовый) отражает традиционный подход. Принимается, что линза - изолированная и дренируется при естественном режиме одной скважиной, расположенной в ее центре.
Во втором варианте, в отличие от первого, считается, что линза гидродинамически связана с окружающими ее некондиционными коллекторами.
Последующие четыре варианта предполагают, что линзу вскрыли две скважины. Одна из них становится добывающей, другая - нагнетательной. В вариантах 3 и 4 предполагается, что линза является изолированной. В вариантах 5 и 6 линза контактирует с окружающими ее некондиционными коллекторами. Иначе говоря, варианты 3 и 4 находятся в рамках традиционных представлений об изолированности рассматриваемой линзы; в вариантах 3 и 5 добывающая и нагнетательная скважины размещены симметрично относительно центра. Характерное расстояние d в вариантах 3 и 5 равняется 20 м (см. рис. 1); в вариантах 4 и 6 d = 60 м. В вариантах заводнения относительные фазовые проницаемости для нефти и воды заданы из условия, что коэффициент вытеснения нефти водой равняется 0.8.
Во всех вариантах добывающая скважина эксплуатируется при забойном давлении 150 ат, в нагнетательной оно поддерживается равным 250 ат. Прогнозные расчеты заканчиваются при достижении одного из следующих ограничений: обводненность добываемой продукции - 98 %; дебит по нефти - 1 т/сут; срок разработки - 75 лет.
Расчеты численно выполнялись с использованием программного продукта Eclipse фирмы Schlumberger в 2D-двуxфазной постановке.
Результаты расчетов приводятся на рис. 2-4. Они являются нетривиальными и свидетельствуют о следующих характерных моментах.
Начальные дебиты добывающей скважины по нефти в вариантах 1 и 2 равняются 400 т/сут. Од-
нако в обоих вариантах они быстро снижаются. В случае изолированной линзы добыча нефти прекращается через полгода. Это естественно, так как упругий запас нефти в линзе мал.
Второй вариант характеризуется выходом скважины на стабильный отбор нефти около 30 т/сут (см. рис. 2). Такая продуктивность продолжается и за пределами 5 лет. Это является следствием притока нефти в линзу из окружающих некондиционных коллекторов. Другими словами, линза по отношению к некондиционным коллекторам выступает в роли укрупненной скважины с радиусом 250 м. При этом со временем устанавливается баланс отбора нефти из линзы с притоком нефти из окружающего массива.
На рис. 3 дается сопоставление накопленных объемов добытой нефти в вариантах 1 и 2. Масштаб рисунка практически не позволяет отразить исчезающе малый объем нефти в варианте 1. Из рис. 3 видно, что в показателях добычи нефти в варианте 2 основную долю составляет притекающая из некондиционных коллекторов нефть.
На рис. 4 приведена динамика КИН для вариантов 3-6, когда добыча нефти из линзы осуществляется за счет ее заводнения. Эти данные дают возможность отметить следующие интересные особенности.
Во-первых, заводнение линзы, казалось бы, характеризуется высокой результативностью. Так, добыча из нее заканчивается за срок менее 5 лет. При этом все варианты демонстрируют высокий конечный КИН - от 75 до79%.
Во-вторых, кажущееся благополучие традиционного подхода является ошибочным, поскольку варианты с учетом и без учета сообщаемое™ линзы с некондиционными коллекторами мало различаются по конечным величинам КИН. Это говорит о том, что быстро текущий процесс заводнения лишает возможности притекающей неф-
70
ЗАКИРОВ, КОНТАРЕВ
КИН, % 100 г
Годы
Рис. 4. Зависимость от времени КИН при заводнении линзы в вариантах 3-6.
ти из некондиционных коллекторов оказать существенное влияние на накопленную добычу нефти из линзы. Так, накопленная добыча нефти при заводнении находится в пределах 8 тыс. т. В случае же дренирования линзы при естественном режиме и "привлечении" некондиционных ресурсов (вариант 2) накопленная добыча нефти составляет 484 тыс. т.
Таким образом, выполненные исследования позволяют высказать следующие выводы принципиального характера.
1. Современная модель изолированных линз в массиве так называемых неколлекторов является некорректной. Нефизичность ее объясняется также отсутствием ответа на вопрос: как нефть в линзу попала?
2. Традиционное представление об эффективности заводнения нефтенасыщенных линз также некорректно.
3. Линзовидные коллекторы целесообразно разрабатывать с точностью до наоборот по отношению к традиционным подходам. Во-первых, необходимо учитывать сообщаемость линз с некондиционными коллекторами. Во-вторых, линзы следует рассматривать в качестве укрупненных скважин в массиве некондиционных коллек-
торов. В-третьих, целесообразно их не заводнять, а добывать нефть в режиме истощения пластовой энергии. Это позволит подключать к дренированию некондиционные запасы нефти.
При иных исходных данных, естественно, возможен анализ вариантов с уточняющими технологическими решениями.
Авторы признательны акад. А.Н. Дмитриевскому за конструктивные обсуждения результатов исследований.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Гузеев ВВ., Садыков М.Р., Пустовалов М.Ф. и др. // Нефт. хоз-во. 2004. № 6. С. 26-31.
2. Варламов С.Н, Ухлова Г.Д, Галлямов К.К. В сб.: Пути реализации нефтегазового потенциала ХМАО. Ханты-Мансийск: ИздатНаукаСервис, 2005. Т. 2. С. 186-196.
3. Каюмов М.Ш., Салихов М.М., Владимиров ИВ. и др. // Нефтепромысловое дело. 2005. № 8. С. 1016.
4. Справочное руководство по проектированию разработки и эксплуатации нефтяных месторождений. Проектирование разработки. Коллектив авторов / Под ред. Ш.К. Гиматудинова. М.: Недра, 1983. 463 с.
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.