Совершенствование системы разработки заводненных неоднородных терригенных коллекторов для увеличения степени нефтеизвлечения

Поздняя стадия разработки нефтяных месторождений неизбежно характеризуется снижением добычи, ростом обводненности продукции до предельных значений, изменением и ухудшением структуры запасов, а также изменением температурного режима и ухудшением свойств остаточной подвижной нефти. Экономические условия эксплуатации месторождения требуют обеспечения высокой эффективности капитальных вложений на всех стадиях производства. Поэтому существующие системы разработки нефтяных залежей, эффективные на ранних стадиях выработки запасов, на поздней стадии требуют совершенствования, которое предполагает использование новых технологических приемов и подходов. Создание и внедрение таких технологических подходов базируются, прежде всего, на использовании детальной геологической информации о строении объектов разработки, которая была накоплена за весь срок освоения, разбуривания и эксплуатации месторождения. Глубокий анализ всего банка данных позволяет установить зависимости по выявлению зон скопления остаточных запасов нефти и оценить их объемы, обеспечить наиболее рациональные подходы к созданию или выбору новых технологий воздействия на пласт. Достижение максимального нефтеизвлече-ния из неоднородных объектов, характеризующихся неравномерной вырабо-танностью запасов, на поздней стадии разработки приобретает особую актуальность.

Многочисленными исследованиями, проведёнными на нефтяных месторождениях, находящихся на поздней стадии разработки, доказана неравномерность выработки запасов и изменение их структуры в сторону увеличения доли в слабопроницаемых коллекторах, что обосновано при помощи переинтерпретации ГИС и моделированием температурного режима залежи. В этом случае правильность корректировки или изменения ранее существовавшей системы разработки залежи определяет эффективность выработки остаточных запасов и достижение максимального коэффициента извлечения нефти (КИН).

Данная работа посвящена обоснованию новых подходов к выявлению зон скопления остаточных запасов нефти, а также созданию новых методов воздействия на пласт с целью достижения максимального КИН на примере участка Ташлиярской площади Ромашкинского месторождения, находящегося на поздней стадии разработки.

Несмотря на высокую геологическую изученность, пашийский объект Ромашкинского месторождения продолжает оставаться в центре внимания геологов и разработчиков в связи со значительными остаточными запасами нефти. Разработка площади ведётся по рядной системе, принятой на первых этапах проектирования.

В настоящее время площадь находится на поздней стадии разработки и характеризуется снижением темпов отборов, ухудшением структуры запасов, значительным ростом обводнённости добываемой продукции, изменением гидродинамических параметров залежи и ухудшением свойств остаточной подвижной нефти. Разработка площади ведётся по рядной системе, принятой на первых этапах проектирования, когда ряды формировались параллельно рядам разрезания на центральных площадях без учёта структурного фактора. Тогда при ограниченном объеме геологической информации учёт многообразия условий залегания продуктивных пластов и их литолого-фациальных не-однородностей был невозможен.

В настоящее время с повышением степени разбуренности Ташлиярской площади и переинтерпретации данных ГИС с дискретностью 0,2 м по скважинам всего пробуренного фонда площади увеличился объем геологической информации.

В работе проведён анализ, выявлены закономерности, установлены зависимости по коллекторским свойствам, гидродинамическим параметрам, динамике добычи, накопленным отборам, степени выработанности, наличии остаточных запасов по основному объекту эксплуатации — пласту Д1-а для совершенствования существующей системы разработки с целью увеличения коэффициента нефтеизвлечения.

Целью работы является разработка и обоснование методов совершенствования действующей системы разработки пашийского горизонта Ташли-ярской площади с целью интенсивного освоения остаточных запасов и обеспечения увеличения степени нефтеизвлечения на поздней стадии разработки площади. Основные задачи, решаемые в работе это:

• Поиск закономерностей локализации остаточных запасов нефти и определение характера их распределения по площади и разрезу в зависимости от особенностей изменения фильтрационно-емкостных свойств (ФЕС) пласта-коллектора относительно структурного положения скважин в пределах поднятий, контролирующих залежи нефти или в прогибах и ложбинах.

• Изучение характера изменения температурного режима в пределах залежи относительно структурного фактора.

• Разработка методических рекомендаций по совершенствованию создания гидродинамической модели пласта Д1-а Ташлиярской площади, учитывающей характер локализации остаточных запасов нефти и особенности изменения температурного режима.

• Создание комплекса геолого-технологических мероприятий (ГТМ), направленных на совершенствование существующей системы воздействия на пласт и вовлечения в активную разработку зон и интервалов с остаточными запасами нефти в неоднородных глинистых коллекторах путём переноса фронта нагнетания в переклинальные области структур, контролирующих залежи, а отбор — в их сводовые и присводовые части.

• Оценка возможности применения комплекса геолого-технологических мероприятий, разработанных для пласта Д1-а участка Ташлиярской площади, на других площадях Ромашкинского месторождения с целью увеличения текущего и конечного КИН.

В работе доказана неравномерность степени выработанности запасов нефти Ташлиярской площади на основе детальной переинтерпретации данных геофизических исследований скважин (ГИС), с дискретностью 0,2 м, выявлена неоднородность пласта Д1-а.

Установлен характер влияния структурного фактора на динамику температурного режима залежи и зависимости накопленной добычи нефти от величины значения произведения толщин пласта на время работы скважин. На основе установленных зависимостей доказана необходимость трансформации системы разработки в однопластовом объекте с ВНЗ с учетом структурного фактора, позволяющей использовать гравитационные силы для увеличения нефтеизвлечения в неоднородных коллекторах на поздней стадии разработки.

Основными защищаемыми положениями в работе являются:

• Система дифференцированного вытеснения нефти, направленная на активную разработку остаточных запасов, основанная на детализации геологического строения объекта, температурного режима залежи и влияния структурного фактора.

• Комплекс геолого-технологических мероприятий (ГТМ) по совершенствованию действующей системы разработки пласта Д1-а пашийского горизонта Ташлиярской площади Ромашкинского месторождения.

В результате глубокого изучения строения площади определено влияние структурного фактора на локализацию остаточных запасов нефти и характер их распространения по площади и разрезу залежи. Доказано значительное их сосредоточение в ухудшенных глиносодержащих прослоях, примыкающих к кровельной и прикровельной частям пласта.

В работе обоснованы и разработаны практические рекомендации по совершенствованию действующей системы разработки пласта Д1-а пашийского горизонта Ташлиярской площади путём вовлечения в активную разработку интервалов с остаточными запасами нефти многопластового объекта на поздней стадии разработки путём переноса фронта нагнетания в периклинальные области структур, контролирующих залежи, а отбор — в их сводовые и присводовые части.

По рекомендации автора и непосредственном его участии были произведены следующие ГТМ:

1. Перевод скважин, находящихся в соответствии с базовой моделью в промытой зоне, из нагнетательных в добывающие и восстановление добычи в зоне дренирования в соответствии с патентами автора №№ 2 330 943, 2 330 945.

2. Ре ликвидация скважин и бурение скважин-дублёров в промытой зоне (по базовой модели), в результате освоения которых были получены притоки нефти от 6 до 8 т/сут с обводнённостью, соответственно, от 0 до 50%, что подтверждает вывод о неравномерности выработки и наличии остаточных запасов нефти в прикровельной слабопроницаемой части пласта.

3. Перевод нагнетательных скважин, расположенных в купольных зонах в добывающие путём постепенного уменьшения и прекращения закачки в них вытесняющего агента.

4. Разработаны геолого-технологические мероприятия по бурению боковых стволов из нагнетательного фонда под добычу в купольных частях поднятий.

Оценена возможность использования на смежных площадях Ромашкин-ского месторождения геолого-технологических приемов повышения КИН на основе структурного фактора, разработанных для пласта Д1-а конкретного участка Ташлиярской площади.

Результаты диссертационной работы и основные ее положения докладывались и обсуждались на Международной научно-практической конференции, посвященной добыче 3-миллиардной тонны нефти в Республике Татарстан (г.Казань, 2007г), на научно-технической конференции, посвященной 60-летию разработки Ромашкинского нефтяного месторождения (г. Лениногорск, 2008 год), на семинарах главных инженеров и главных геологов ОАО «Татнефть» (2005;2012 гг.).

По теме диссертации опубликовано 10 научных статей в ведущем рецензируемом журнале из Перечня ВАК РФ. На научно-производственные разработки, созданные по теме диссертационной работы, автором получено 6 патентов Российской Федерации на изобретение.

В рассматриваемых исследованиях автору принадлежат постановка задачи, полученные зависимости, разработанные критерии повышения эффективности ГТМ по оптимизации системы разработки залежей и повышению коэффициента нефтеизвлечения на поздней стадии.

Основные выводы и рекомендации.

Выявлены следующие особенности геологического строения и процесса разработки:

— залежи нефти на Ташлиярской площади контролируются мелкими структурами, сгруппированными в гряды и ориентированными параллельно ближайшим прогибам, которые отделяют площадь от соседних площадей Ромашкинского месторождения;

— выявлено влияние структурного фактора на эффективность извлечения нефти, которые подтверждают результаты сопоставительного анализа работы скважин в зоне прогибов и поднятий.

— установлена общая закономерность локализации остаточных запасов нефти по площади и разрезу пласта Д^ пашийского горизонта: в зонах повышенных гипсометрических отметок в направлении сводовых частей структур, контролирующих залежь;

— выведен коэффициент зависимости накопленных отборов от продуктивной толщины и времени эксплуатации скважины Куд=Ь*1;

— в купольных частях структуры удельная добыча нефти, определённая по Куд, в два и более раза превышает соответствующую величину добычи в пониженных частях структуры;

— определено, что наиболее рациональным по определению зон остаточных запасов нефти является вариант «деления» геологической модели Ташлиярской площади на участки размером 1/12 к площади нефтеносности, что максимально уменьшает время необходимых расчетов и упрощает поскважинный анализ результатов моделирования;

— установлен характер локализации остаточных запасов по площади и разрезу между добывающими скважинами на основе моделирования и анализа разработки, приуроченной к прикровельной менее проницаемой части пласта и сводам поднятий, контролирующих залежь;

— выявлено, что участки с пониженными абсолютными отметками кровли пласта по текущему состоянию разработки характеризуются высокой степенью выработанности;

— установлено, что перевод под нагнетание скважин, размещенных в сводовых частях поднятий, приводит к рассредоточению по разрезу пласта локализованной здесь нефти, перемещая её в промытые зоны.

Повышение эффективности системы заводнения предложено осуществить путем ее адаптации к структуре остаточных запасов:

• организация новых очагов системы заводнения с максимальным использованием фонда добывающих скважин, расположенных в пониженных частях структур, с пониженными абсолютными отметками кровли пласта;

• ограничение закачки с последующим переводом нагнетательных скважин в купольной части под добычу;

• перенос нагнетания в зоны, окаймляющие купола для более полного извлечения остаточных запасов;

• ввод в активную разработку зон, прилегающих к существующим разрезающим рядам.

Заключение

.

Таким образом, в работе в результате:

• детального изучения и переинтерпретации ГИС фонда скважин одного из участков Ташлиярской площади;

• выделения и корреляции пластови прослоев-коллекторов в продуктивном интервале пашийского горизонта;

• выявления закономерностей распределения ФЕС в пласте-коллекторе относительно структурного положения в пределах поднятий, контролирующих залежи нефти;

• анализа температурного режима залежи на основе исследований, проведённых автором по:

— распределению ФЕС по разрезу пласта-коллектора и определения закономерностей их изменения;

— связи между распределением ФЕС в пласте-коллекторе и структурной принадлежности в пределах поднятий, контролирующих залежи нефти;

— влиянию структурного фактора на локализацию остаточных запасов нефти и характер их распространения по площади и разрезу залежи;

— влиянию структурного фактора на распределение текущего пластового давления в пределах залежи разработана геологическая основа для пластов Д! пашийского горизонта Ташлиярской площади Ромашкинского месторождения, учитывающая всю накопленную геолого-геофизическую и промысловую информацию.

Определены:

— зависимость распределения ФЕС по площади и разрезу залежи относительно структурного фактора;

— влияние структурного фактора на распределение текущего пластового давления в пределах залежи;

— влияние структурного фактора на температурный режим залежи;

— влияние структурного фактора на локализацию остаточных запасов нефти и характер их распространения по площади и разрезу залежи.

Доказано, что коэффициент продуктивности при постоянных Ь^ зависит от структурного фактора, то есть положения скважины в своде, на склоне или в пере-клинальной зоне.

Разработаны рекомендации по:

— совершенствованию построения геологических и гидродинамических моделей, карт разработки, карт изобар, направленных на локализацию остаточных запасов и выбор технологий их извлечения;

— совершенствованию выбора технологий и объектов доизвлечения остаточных запасов на основе данных ФЕС и структурно-гидродинамических характеристик коллекторов;

— разработке комплекса геолого-технических мероприятий для совершенствования существующей системы воздействия на пласт и вовлечения в активную разработку зон и интервалов с остаточными запасами нефти.

Разработаны:

— оптимальный комплекс геолого-технических мероприятий по выработке остаточных запасов нефти из коллекторов с ухудшенными характеристиками с учетом новой геологической модели, построенной на базе данных переинтерпретации ГИС и ГДИ;

— практические рекомендации по совершенствованию существующей системы воздействия на пласт и вовлечения в активную разработку интервалов с остаточными запасами нефти на основе данных ФЕС и структурно-гидродинамических характеристик коллекторов.

Оценена возможность использования геолого-технологических приемов повышения КИН, разработанных для пласта Дга конкретного участка Ташлиярской площади, для всей площади и Ромашкинского месторождения в целом.