Повышение нефтепродукта на завершающей стадии разработки
Содержание работы
Во введении обусловлена актуальность работы, поставлены цели и задачи исследования.
Первая глава представляет собой литературный обзор, описано современное состояние разработки месторождений Казахстана. Приводится обзор исследований по применению и выбору методов интенсификации в мире и Казахстане.
Вторая глава посвящена анализу состояния фонда скважин месторождения Узень, проводится характеристика энергетического состояния залежей рассматриваемого месторождения.
График 1 - Средний дебит на скважину по данным АО Озенмунайгаз
График 2 - Расхождение факта добычи от плана по данным АО Озенмунайгаз
График 3 - Возраст эксплуатационного фонда скважин по данным АО Озенмунайгаз
Третья глава освещает вопросы проведения интенсификации добычи нефти, в частности предлагается проведение ремонтно-изоляционных работ с применением гелеобразующего состава на основе силиката натрия. Рассматривается целесообразность технологии, приводится экономическая эффективность использования данной технологии. Для более подробного и детального рассмотрения проводилась симуляция модели проведения технологии РИР с подробным анализом проведенных обработок.
Таблица 1 - Расчет экономической рентабельности проводимой технологии ремонтно-изоляционных работ
Месторож-дение
Гори-зонт
Кол-во скважин
Срсут. дебит до РИР
Срсут. дебит после РИР
Отклонение
Qж, м³сут
%
Qн, тсут
Qж, м³сут
%
Qн, тсут
Qж, м³сут
Qн, тсут
Узень
XIII
36
1800
97
41,5
1264,7
86
151,2
-535,3
109,7
XIV
54
2104
96
63,3
1465,9
85
184,5
-638,1
121,2
XV
13
578
96
20,9
350,5
86
41,9
-227,5
21
XVI
7
263
96
7,9
245,3
86
28,2
-17,7
20,3
XVII
3
66
97
1,6
32,6
69
8,4
-33,4
6,8
XVIII
1
85
96
2,7
79,4
88
8,1
-5,6
5,4
Караман-
дыбас
XIII
3
103
97
2,5
79,7
86
9,2
-23,3
6,7
XIV
3
115
97
2,5
120,1
83
17,3
5,1
14,8
Всего
120
5114
97
142,9
3638,2
84
448,8
-1475,8
305,9
В заключении подведен итог проведенной работы, в том числе сделаны выводы по полученным результатам экспериментов и экономической эффективности и рентабельности проведения технологии на месторождении Узень.
Практическая значимость работы состоит в том, что поздняя стадия разработки месторождений характеризуется наличием обширных промытых высокопроницаемых зон, по которым фильтруются основные массы закачиваемой воды, не оказывая существенного влияния на выработку менее проницаемых участков и пропластков. Соответственно, для решения этой проблемы широко применяются методы повышения нефтеотдачи пластов, основанные на повышении фильтрационного сопротивления обводненных зон нефтеводонасыщенного коллектора.
По итогам проведенных исследований сделаны следующие выводы:
1. Показано, что проведение РИР позволило почти в 3 - 4 раза (с 41,5 до 151,2 тсут) увеличить значение средне суточного дебита скважин.
2. Средняя обводненность обработанных скважин по месяцам варьирует в диапазоне от 80 до 92 % и в среднем равно 85 %.
3. За анализируемый год, за счет ремонтно-изоляционных работ, накопленная дополнительная добыча составила 48701 тонн нефти, прирост добычи нефти в среднем составил 4,2 тсут. Успешность по обработке жидким стеклом составила около 81 %.
Рекомендации и исходные данные по конкретному использованию полученных результатов.
1. Средняя обводненность до обработки скважин по всем горизонтам составляет примерно 97%. Таким образом, после обработки обводненность продукции была снижена примерно на 12% и в среднем составила 85%. Кроме этого, зафиксировано снижение дебита жидкости и увеличение доли нефти в продукции скважины.
2. Полученные результаты могут быть использованы на месторождении Узень для дальнейшей поддержки получаемого среднесуточного дебита нефти и уменьшения обводненности скважинной продукции.
3. Дальнейшее изучение данной технологии позволит использовать его на других месторождениях Казахстана для изоляции водопроницаемых зон.
По результатам исследований были опубликованы следующие труды:
1. Коробкин В.В., Трипольский В.П., Тулемисова Ж.С., Алшимбаева Д.У. Геофизические методы исследований на региональном и поисковом этапах оценки перспектив территории на углеводородное сырье. - Шестой Международный симпозиум Проблемы геодинамики и геоэкологии внутриконтинентальных орогенов, г. Бишкек, 23-29 июня 2014 г.
2. Кабдулов С.З., Алшимбаева Д.У., Жумаханова Н.Е. Интенсификация добычи нефти на поздней стадии разработки. - Научно-практический журнал АльПари, № 1, 2015 г.
РЕФЕРАТ
Игерудің соңғы сатысында мұнай өнімін арттыру тақырыбындағы диссертациялық жұмыс 2 негізгі бөлімнен, қорытындыдан, пайдаланылған әдебиет тізімінен және қосымшалардан тұрады. Жалпы көлемі - 82 бет.
Бұл жұмыста 6 иллюстрация, 13 график, 24 кесте, 18 пайдалынылған әдебиет көзі ұсынылған.
Берілген жұмысқа кілт сөздер: ЖОЖ, жөндеу-оқшаулау жұмыстары, натрий силикаты, силикагель, ҚМҰ, қабаттың мұнайбергіштігін ұлғайту, МӨҚ, мұнай өндіруді қарқындандыру, Өзен кенорны.
Жұмыстың өзектілігі. Батыс Қазақстандағы мұнай кенорындарын белсенді түрде игеру, олардың өндірілетін қорының азаюына әкеледі. Сонымен қатар, қабатта үлкен көлемде өндірілуі қиынға соғатын мұнай қалады. Ғалымдар мен мұнайшылардың негізгі міндеті өндірілетін мұнай мен газдың көлемін ұлғайтуға немесе басқа сөзбен айтқанда қабаттың мұнайбергіштігін арттыруға бағытталған (ҚМА). Бұл жұмыс натрий силикаты негізіндегі гель түзуші құрамды пайдаланып жөндеу-оқшаулау жұмыстарын зертеуге арналған.
Зерттеудің мақсаты. Диссертациялық жүмыстың мақсаты натрий силикаты негізіндегі гель түзуші құрамды пайдаланып жөндеу-оқшаулау жұмыстарының технологиясын жақсарту бойынша ұсыныстар беру және Өзен кенорнындағы қабаттың мұнайбергіштігін ұлғайту болып табылады.
Зерттеу объектісі Маңғыстау облысындағы Өзен кенорнында қабаттың мұнайбергіштігін ұлғайту үшін қолданылатын технологиялар болып саналады.
Зерттеу әдістері - игерудің соңғы сатысындағы қабаттың мұнайбергіштігін қарқындату бойынша әлемдік әдебиетке шолу; Өзен кенорны мысалында натрий силикаты негізіндегі гель түзуші құрамды пайдаланып жөндеу-оқшаулау жұмыстарының технологиясын зерттеу және талдау жасау.
Нәтижелер:
1. Жөндеу-оқшаулау жұмыстарын жүргізу нәтижесінде ұңғының орташа тәуліктік көрсеткіші 3-4 есеге (41,5 - 151,2 ттәул.) артқаны көрсетілді.
2. Өңделген ұңғылардың айлық орташа суланғыштығы 80-нен 92 % шамасында өзгерді және орташа мәні 85 % тең.
3. Талданған жыл бойынша жөндеу-оқшаулау жұмыстары негізінде қосымша жиынтық өндіру 48701 тонна мұнайды құрады, мұнай өндірудің орташа көрсеткіші 4,2 ттәул. Сұйық шыны бойынша өңдеудің табыстылығы шамамен 81%-ға тең.
Зерттеу нәтижелерінің негізінде келесі еңбектер жарияланды:
1. Коробкин В.В., Трипольский В.П., Тулемисова Ж.С., Алшимбаева Д.У. Геофизические методы исследований на региональном и поисковом этапах оценки перспектив территории на углеводородное сырье. - Алтыншы Халықаралық симпозиум Құрлықтың ішіндегі орогендердің геодинамика және геоэкология мәселесі, Бишкек қ., 23-29 маусым 2014 ж.
2. Кабдулов С.З., Алшимбаева Д.У., Жумаханова Н.Е. Игерудің соңғы сатысында мұнай өнімін арттыру. - Ғылыми-тәжірибелік журнал АльПари, № 1, 2015 ж.
ABSTRACT
Master Diploma Project "Intensification of oil production at the late stage of development " consists of introduction, 2 chapters, conclusion, list of references and appendixes. Full volume is 82 pages.
There are 6 pictures, 24 tables, 18 of used references.
Key words of the diploma project are Repair and sealing, Sodium silicate, Silica gel, EOR, Enhanced oil recovery, Intensification of oil production, The Uzen field.
The relevance of the study is: Active development of the majority of oil fields in Western Kazakhstan leads to a natural decrease in their recoverable reserves. However, in the layers still remains a large amount of oil which are difficult to recover. The main task of scientists and fishermen oil aims to increase recoverable reserves of oil and gas, or in other words the enhancement of oil recovery. This dissertation work is devoted to the study of technology of squeeze cementing operations using gel-forming composition based on sodium silicate.
The aim of the research - to issue recommendations for improving technology of squeeze cementing operations using gel-forming composition based on sodium silicate and increase oil recovery in the Uzen field.
The objects of research are the technologies used in the Uzen field in the Mangistau region to enhance oil recovery.
The methods of research - review the world literature regarding the intensification of oil production at the late stage of development; study and analysis of technology of repair and insulation works with application of the gel-forming composition on the basis of sodium silicate on the example of the Uzen field.
Results:
1. The average water content prior to processing of wells in all aquifers is approximately 97%. After treatments the water cut was reduced by about 12 % and averaged 85 %. In addition, recorded a decrease of flow rate of liquid and increasing the share of oil in production wells.
2. The results can be used in the Uzen field for further support we receive an average daily production of oil and reducing the water cut of well production.
3. Further study of this technology will allow its use at other fields of Kazakhstan for isolation of permeable zones.
Based on results of research next articles were published:
1. Korobkin V.V., Tripolskyi V.P., Tulemissova Zh.S., Alshimbayeva D.U. Geophysical methods of research on regional search and evaluation stages of the prospects of the territory hydrocarbon. - 6th International Symposium Problems of Geodynamics and Geoecology of Intracontinental Orogens, Bishkek, 23-29 June, 2014.
2. Kabdulov S.Z., Alshimbayeva D.U., Zhumakhanova N.E. Intensification of oil production at the late stage of development. - Scientific and practical journal AlPari, № 1, 2015.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 18
1 СОСТОЯНИЕ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ КАЗАХСТАНА 20
1.1 Обзор исследований по применению и выбору методов повышения нефтеотдачи в мире и Казахстане 22
1.2 Выбор наиболее эффективных методов увеличения нефтеотдачи (МУН). Критерии применимости методов увеличения нефтеотдачи ... ... ... ... ... ... ... 26
2 ГЕОЛОГО-ФИЗИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕСТОРОЖДЕНИЯ УЗЕНЬ 29
2.1 Общие сведения о месторождении 29
2.2 Геологическое строение месторождения 30
2.3 Стратиграфия 31
2.4 Нефтегазоносность 37
2.5 Характеристика энергетического состояния залежи 38
2.6 Состояние и особенности разработки нефтяного месторождения Узень 39
2.8 Состояние добывающего и нагнетательного фонда скважин месторождения Узень 46
3 ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ДОБЫЧИ НЕФТИ НА МЕСТОРОЖДЕНИИ УЗЕНЬ 48
3.1 Ремонтно-изоляционные работы с применением гелеобразующего состава на основе силиката натрия 49
3.1.1 Технологический процесс проведения РИР с применением гелеобразующих составов на основе силиката натрия 52
3.1.1.1 Объем реагентов, подготовка необходимых материалов и растворов к работе, порядок их закачки 54
3.1.2 Симуляция модели полимерного заводнения 57
3.1.3 Анализ проведенных обработок по технологии РИР с применением гелеобразующих составов на основе силиката натрия 61
3.2 Эксплуатационные затраты 70
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 76
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 77
ПРИЛОЖЕНИЕ А 78
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 79
ПРИЛОЖЕНИЕ В 80
ПРИЛОЖЕНИЕ Г 81
ПРИЛОЖЕНИЕ Д 82
НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ
В настоящей диссертации использованы ссылки на следующие стандарты:
СТ РК 1.12 - 2000 Документы нормативные текстовые. Общие требования к построению, изложению, оформлению и содержанию.
ГОСТ 2.105 - 95 ЕСКД. Общие требования к текстовым документам.
ГОСТ 6.30 - 2003 Унифицированная система организационно-распорядительной документации. Требования к оформлению документов.
Единые правила разработки РК №745 от 18.06.1996г.
РД 39 - 0147035-207-86. Регламент составления проектов и технологических схем разработки нефтяных и газонефтяных месторождений. Москва, 1986г.
ОПРЕДЕЛЕНИЯ
В настоящей диссертации применяются следующие определения:
Повышение нефтеотдачи пластов (ПНП) - мероприятия, направленные на увеличение извлекаемых запасов нефти и газа.
Ремонтно-изоляционные работы (РИР) - технологии, применяемые для изоляции водоносных зон в продуктивной части нефтяного пласта в призабойной зоне скважин, а также устранения заколонных и межпластовых перетоков.
Кольматация - процесс естественного проникновения или искусственного внесения мелких частиц и микроорганизмов в поры и трещины горных пород, в фильтры очистных сооружений и дренажных выработок.
Интенсификация добычи нефти (ИДН) - комплекс геологических, технологических и технических мероприятий, направленных на увеличение добычи нефти из скважин.
ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
В данной диссертации применяются следующие сокращения:
РК Республика Казахстан
КРС Капитальный ремонт скважин
РИР Ремонтно-изоляционные работы
ПЗП Призабойная зона пласта
ФОЖ Форсирование отбора жидкости
УВ Углеводороды
ПНП Повышение нефтеотдачи пласта
ИДН Интенсификация добычи нефти
КИН Коэффициент извлечения нефти
МУН Методы увеличения нефтеотдачи
СКО Соляно-кислотная обработка
ГРП Гидравлический разрыв пласта
СНИП Строительные нормы и правила
ЦА-320 Цементный агрегат
УНЦ 125х50 Установка насосная кислотная
ВВЕДЕНИЕ
Нефтегазовый сектор имеет ключевое значение для экономики Республики Казахстан - формирует почти одну треть ВВП Казахстана. Помимо стабильных денежных поступлений в экономику страны, нефтегазовый сектор обеспечивает развитие смежных отраслей экономики, таких как машиностроительный, сервисный, строительный и транспортный сектора, включая производство и обслуживание техники и оборудования для нефтегазовой отрасли Казахстана, равно как и инфраструктурные преобразования в районах проведения нефтяных операций.
Согласно ежегодному Статистическому обзору мировой энергетики (StatisticalReviewofWorldEnergy), опубликованному 12 июня 2013 года британской компанией BritishPetroleum (BP), Казахстан по итогам 2012 года занял 12-е место по запасам нефти (3,9 млрд. тонн, 1,8% мировых запасов, коэффициент RP - 47,4 лет) и 21 место по запасам газа (1,3 трлн.куб.м., 0,7% мировых запасов, RP - 65,6).
По уровню добычи жидких углеводородов Казахстан занял 17 строчку в списке мировых лидеров (81,3 млн.тонн, 2% мировой добычи), а по добыче природного газа - 29 место (17,7 млн.тонн н.э., 0,6% мировой добычи).
По оценке ведущих международных агентств к 2020 году тенденция роста спроса на нефть будет сохраняться. Так, по прогнозам экспертов Управления энергетической информации США (EIA) мировое потребление нефти вырастет до 97 млн. баррелей в сутки к 2015 году и до 115 млн. баррелей в сутки к 2040 году, при этом на традиционные виды топлива до 2040 года будет приходиться 80% потребляемых энергоносителей, в частности, на жидкие виды топлива придется 28%. Потребление газа будет расти на 1,7% в год, а потребление энергии, полученной на АЭС и из возобновляемых источников, увеличится на 2,5%.
Таким образом, сохраняют свою значимость традиционные виды топлива, несмотря на свою ограниченность, и усиливается роль масштабного внедрения новых технологий для поддержания добычи нефти на зрелых месторождениях и расширения поиска и разведки новых нефтеносных блоков.
В настоящее время большинство разрабатываемых месторождений нефти и газа Республики Казахстан находятся на зрелой стадии разработки. В этой связи, проводятся работы по решению наиболее актуальных вопросов в секторе добычи жидких углеводородов: повышение нефтеотдачи пласта, интенсификации добычи, устранение осложнений при подземном ремонте скважин (соле- и парафиноотложения на промысловом оборудовании, механические примеси, частый выход из строя оборудования из-за агрессивности сред), а также осложнений при транспортировке технологических жидкостей (высокое содержание парафинов, необходимость постоянно поддерживать высокотемпературный режим, обводненность скважин).
Активная разработка большинства нефтяных месторождений Западного Казахстана приводит к закономерному уменьшению их извлекаемых запасов. Однако в пластах остается еще большое количество нефти, которые относятся к трудноизвлекаемой. Основная задача ученых и промысловиков нефтяников направлена на увеличение извлекаемых запасов нефти и газа или иными словами повышении нефтеотдачи пластов (ПНП). Помимо истощения сырьевой базы месторождения нефти существует множество проблем. Среди которых: высокая неоднородность коллекторских свойств продуктивных пластов, низкая проницаемость коллекторов, высокая обводненность продукции скважин, кольматация и, как следствие, снижение коллекторских свойств призабойной зоны и многие другие. Следствием этого является снижение рентабельности эксплуатации нефтяного месторождения.
В связи с этим необходимо направить усилия на повышение рентабельности эксплуатации уже существующего фонда, т.е. добиваться повышения коэффициента извлечения нефти. А это возможно только с применением новых методов повышения нефтеотдачи пластов и интенсификации добычи нефти.
С каждым годом на месторождениях полуострова Мангышлак расширяется как испытание, так и внедрение новых технологий с применением высокоэффективных методов воздействия на нефтяные пласты, направленных на максимальное извлечение нефти с минимальными отрицательными экологическими последствиями.
В диссертации рассматриваются технологии, направленные на решение проблемы повышения нефтеотдачи пластов и интенсификации добычи нефти на месторождении Узень, приводится анализ предлагаемых методик и выбор наиболее эффективного метода интенсификации добычи нефти с предлагаемой рекомендацией.
1 СОСТОЯНИЕ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ КАЗАХСТАНА
Проблема повышения нефтеизвлечения стоит довольно остро в условиях непрерывного ухудшения ресурсной базы и небольших приростов запасов нефти за счет открытия новых месторождений в основном с тяжелыми высоковязкими нефтями и низкопроницаемыми коллекторами.
Большинство нефтяных месторождений вступило в стадию разработки характеризующуюся снижением пластового давления, дебита нефти и увеличением обводненности продукции, вследствие чего на многих месторождениях подавляющее большинство скважин переведено на механизированную и периодическую эксплуатацию.
Соответственно все вновь вводимые в разработку месторождения имеют, как правило, трудноизвлекаемые запасы. Поэтому добыча на многих нефтяных месторождениях в настоящее время становится малоэффективной и требует изменений в ранее освоенной системе разработки.
Поздняя стадия разработки месторождений характеризуется наличием обширных промытых высокопроницаемых зон, по которым фильтруются основные массы закачиваемой воды, не оказывая существенного влияния на выработку менее проницаемых участков и пропластков. Для решения этой проблемы широко применяются методы повышения нефтеотдачи пластов, основанные на повышении фильтрационного сопротивления обводненных зон нефтеводонасыщенного коллектора [1].
Высокий темп отбора запасов в начальный период разработки, как правило, ведется при недостаточной изученности геологического объекта. В результате разноскоростной выработки запасов в разработку не вовлекаются более низкопроницаемые участки, а высокопроницаемые приводятся к преждевременному обводнению. Таким образом активно формируются трудноизвлекаемые запасы.
Нефть оставшаяся в промытых зонах и пропластках из-за техногенных воздействий преобразована. Кроме того, на оставшуюся в пласте нефть отрицательное влияние оказывают гидрофобные взаимодействия.
Неоднородность коллекторских свойств, как по разрезу, так и по простиранию, приводит к неравномерному нефтеизвлечению и снижению коэффициента нефтеизвлечения по пласту в целом. В процессе длительной эксплуатации скважины происходит кольматация околоскважинного пространства продуктивного пласта, снижающая продуктивность скважины и работающую мощность интервала перфорации, что требует периодической очистки прискважинной зоны пласта.
На поздних стадиях разработки месторождений мы имеем дело с практически новыми коллекторскими свойствами пласта, новыми гидрогеологическими, гидродинамическими, тепловыми и физико-химическими режимами, с измененным составом флюидов пласта.
Научные исследования показывают: чем позднее будет осуществляться корректировка системы, тем ниже будут промысловые результаты. При этом необратимо ухудшаются не только общие технико-экономические показатели, но и снижается величина экономически оправданного коэффициента извлечения в сравнении с потенциально достигаемым при использовании новых технологий. Возможные потери нефтеотдачи могут достигать 10% и более.
В этих условиях более чем когда-либо актуальна задача повышения эффективности использования действующих месторождений за счёт обеспечения потенциальных возможностей каждой скважины вне зависимости от срока эксплуатации [http:www.progressultrasonicsgrou p.comrussianindex.html].
Поздняя стадия разработки месторождений характеризуется наличием обширных промытых высокопроницаемых зон, по которым фильтруются основные массы закачиваемой воды, не оказывая существенного влияния на выработку менее проницаемых участков и пропластков. Для решения этой проблемы широко применяются методы повышения нефтеотдачи пластов, основанные на повышении фильтрационного сопротивления обводненных зон нефтеводонасыщенного коллектора [1].
Проектирование разработки малых по запасам залежей углеводородного сырья с извлекаемыми запасами менее 10 млн. тонн нефти и 10 млрд. м3 газа, а также истощенных месторождений, находящихся на поздней стадии разработки является актуальной проблемой в Казахстане, поскольку разрабатывать подобные месторождения экономически не рентабельно без подходов рациональной разработки. Для подобных месторождений экономическая составляющая системы разработки месторождения и обоснования темпов отбора выходит на первое место, а наличие или отсутствие инфраструктуры в значительной мере определяет рентабельность разработки месторождения. Неоднородные или невысокие фильтрационно-емкостные свойства коллекторов, наличие переходной зоны, опасность прорыва газа или воды к нефтяной скважине требуют системного подхода к освоению месторождений [2 - 5].
Актуальность исследований обусловлена тем, что нефтяная отрасль Казахстана - одна из основных отраслей экономики Казахстана. Казахстан планирует ежегодно наращивать объемы своей нефтедобычи и к 2015 году добывать 120 - 150 млн. тонн нефти и более 60 млрд. м3 газа. В связи с этим, проблема интенсификации нефтедобычи наиболее остро стоит перед нефтедобывающими предприятиями. В нефтяной промышленности выполняется комплексная программа работ по увеличению продуктивности пластов и производительности скважин.
Одним из решений данной проблемы могут быть методы интенсификации добычи нефти.
Интенсификация добычи нефти - комплекс мероприятий, имеющих целью, с одной стороны, сокращение сроков разработки и эксплуатации нефтяных залежей и, с другой, наиболее полное извлечение нефти из пластов (достижение максимального коэффициента нефтеотдачи).
Мероприятия подразделяются на две группы:
oo методы поддержания давления, имеющие целью наиболее активный и полный отбор нефти из нефтесодержащих пластов (коллекторов);
oo вторичные методы, направленные к извлечению дополнительных количеств нефти из залежей, пластовая энергия в которых истощена или близка к истощению в результате первичной стадии их эксплуатации.
Несколько особняком стоит группа методов интенсификации притока нефти и газа к скважинам, направленных на увеличение проницаемости призабойной зоны скважин при помощи кислотной обработки, термохимической обработки или торпедной перфорации призабойной зоны пласта [6].
1.1 Обзор исследований по применению и выбору методов повышения нефтеотдачи в мире и Казахстане
Во всем мире с каждым годом возрастает интерес к методам повышения нефтеотдачи пластов, и развиваются исследования, направленные на поиск научно обоснованного подхода к выбору наиболее эффективных технологий разработки месторождений.
Исследования в области увеличения нефтеотдачи пластов устремлены на уменьшение остаточных запасов нефти, на извлечение экономически рентабельной их части, особенно в сложных горногеологических условиях (малопроницаемые, неоднородные, расчлененные, заводненные пласты, карбонатные коллекторы, нефтегазовые залежи и т.д.), которые освоенными методами разрабатываются неэффективно.
Классификация методов увеличения нефтеотдачи, принятая в международном общении представлена на рисунке 1. Следует обратить внимание, что классификация методов разработки, в основном, определяется экономическими соображениями. В частности, в целях повышения экономической эффективности разработки, снижения прямых капитальных вложений и максимально возможного использования для этих целей реинвестиций, весь срок разработки месторождения разбит на три основных этапа [7] (методы извлечения УВ): естественный режим (фонтанная добыча; механизированная добыча) - нефтеотдача 5 - 15 %, вторичные методы (заводнение; заводнение и гидродинамические методы) - 20 - 60 %, третичные методы (термические, газовые, физико-химические методы) - 35 - 75 %.
На первом этапе для добычи нефти по возможности используется естественная энергия месторождения (пластовое давление), в том числе упругая энергия, энергия растворенного газа, законтурных вод, газовой шапки, а также потенциальная энергия гравитационных сил. На практике при разработке месторождений в естественном режиме объем нефтеотдачи варьируется от 5 % до 15 %.
На втором этапе реализуются методы поддержания пластового давления путем закачки воды, которые обеспечивают нефтеотдачу на уровне от 20 % до 60 %.
На третьем этапе, когда месторождение уже характеризуется высокой степенью обводненности и истощенности, для повышения эффективности разработки применяются методы увеличения нефтеотдачи, которые и являются целевым объектом нашего исследования. Именно эти методы повышают уровень нефтеотдачи пласта на 35 - 75 %.
Широко распространенная в мире классификация методов увеличения нефтеотдачи приведена ниже [8]:
oo термические методы (вытеснение нефти теплоносителями, воздействие с помощью внутрипластовых экзотермических окислительных реакций);
oo физико-химические методы (заводнение с применением поверхностно-активных веществ, полимерное заводнение, мицеллярное заводнение и т.п.);
oo газовые методы (закачка углеводородных газов, жидких растворителей, углекислого газа, азота, дымовых газов);
oo микробиологические методы (введение в пласт бактериальной продукции или ее образование непосредственно в нефтяном пласте);
oo бурение горизонтальных боковых стволов.
Кроме того, для увеличения продуктивности добывающих скважин широко применяются различные методы интенсификации притока нефти и газа к скважинам, направленные на увеличение проницаемости призабойной зоны скважин:
oo соляно-кислотная обработка (СКО);
oo гидравлический разрыв пласта (ГРП);
oo закачка вязко-упругого состава (ВУС);
oo прострелочно-взрывные работы (ПВР).
В качестве критерия эффективности ИДН можно привести следующие показатели: средний прирост дебита нефти по одной скважине, измеренный в тоннах; суммарный прирост дебита нефти по всем скважинам за определенный период; средняя прибыль, измеренная в тенге на 1 тенге затрат.
В бывшем Советском союзе (России и странах СНГ) применялись такие МУН, как термические, химические, закачка газа [6]. Основные месторождения, на которых проводилось тепловое воздействие находились на территории Казахстана, в частности месторождение Узень. На месторождении Узень производилась закачка воды с Каспийского моря подогретая до 90 °С (350 нагнетательных и 980 добывающих). Также два проекта по тепловому воздействию проводились на месторождении Каражанбас, включающие внутрипластовое горение и закачку пара, прикоторых были достигнуты объемы добычи 1,5 и 2,5 млн. тонн нефти, соответственно.
Третичные методы увеличения нефтеотдачи успешно применяются крупными нефтегазовыми компаниями, такими как ExxonMobil, Shell, Chevron, ConocoPhillips, Petrobras, Wintershall и TPAO и др. Например, компания ExxonMobil в ходе проекта в LaBarge, Wyoming недавно расширила мощности (около 7,5 млн тонн) по сбору СО2, часть которого используется в рамках проекта по повышению нефтеотдачи [11].
Инновационные МУН эффективно и успешно применяются в Омане на месторождениях Карн-Алам, Фахуд и Амал, где активно ведется закачка пара, на участках недр Аль-Нур и Харвил -- закачка растворенного газа, а на месторождениях Мармул, Нимр и Амин используются химические методы. Тепловые (термические) МУН применяются по проекту Aera в Калифорнии, а также на месторождении Скунебик в Нидерландах.
Исследованиями в области повышения эффективности разработки нефтяных и газовых месторождений, увеличения конечной нефте- и газоотдачи пластов и интенсификации добычи нефти и газа в разные годы занимались такие ученые и исследователи как Алиев З.С., AwanA.R., Aladasani A., Басниев К.С., Батурин Ю.Е., Борисов Ю.П., Бриллиант Л.С., Горбунов А.Т., Гриценко А.И., Желтов Ю.П., Закиров С.Н. , Закиров И.С., Золотухин А.Б., Крылов В.И., Крянев Д.Ю., Курамшин Р.М., Лапердин А.Н., Лисовский Н.Н., Лысенко В.Д., Маслов В.Д., Медведский Р.И., Мирзаджанзаде А.Х., Мищенко И.Т., Мухаметзянов Р.Н., ManriqueE.J., Ревенко В.М., Севастьянов А.А., Сонич В.П., Сургучев М.Л., SamsudinY., Фахретдинов Р.Н., Щелкачев В.Н., Дейк Л.П., Лейк Л., Уиллхайт Г.П., Уолш М., и др.
В качестве усовершенствованных методов добычи для повышения продуктивности скважин и увеличения темпов отбора нефти были рассмотрены методы, как зарезка боковых стволов, применение горизонтальных скважин, соляно-кислотная обработка в работах ученых Золотухина А.Б., Курамшина Р.М., Медведева Н.Я., Оганова А.С., Экономидис М.Д, Нольте К.Г., Борисова Ю.П., Закирова С.Н., Пилатовский В.П., Panga M.K.R., Fredd C.N. и других. Применение усовершенствованных методов добычи позволяют достичь многократного увеличения производительности скважин и одновременно увеличение коэффициента извлечения нефти (КИН) из залежи.
По данным Министерства нефти и газа РК по состоянию на 2013 год на государственном балансе Казахстана учтены запасы по 256 месторождениям углеводородного сырья, из них по нефти - 223, по конденсату - 58 и по свободному газу - 202 месторождения [11]. В промышленной разработке находятся 80 нефтяных месторождений, занимают площадь около 62 % территории Казахстана. Основные запасы нефти в Казахстане (более 90 %) сконцентрированы в 15 крупнейших месторождениях - Тенгиз, Кашаган, Карачаганак, Узень, Жетыбай, Жанажол, Каламкас, Кенкияк, Каражанбас, Кумколь, Бузачи Северные, Алибекмола, Прорва Центральная и Восточная, Кенбай, Королевское, половина - в двух гигантских нефтяных месторождениях Кашаган и Тенгиз. С начала разработки нефтяных месторождений Казахстана извлечено 81,8 млн. т нефти или 1,7% от начальных потенциально извлекаемых запасов (извлекаемые запасы нефти составляют 4,8 млрд. тонн и извлекаемые запасы газа, с учетом новых месторождений на Каспийском шельфе, достигли более 3 трлн. куб. м, а потенциальные ресурсы оцениваются в 6 - 8 трлн. куб.м).
Необходимо отметить, что многие месторождения южной части Прикаспия, открытые в 30 - 40-е годы прошлого столетия, находятся на поздней стадии разработки. Их выработанность достигает 75,6 - 98,9%, и таким предприятиям, как ПФ Эмбамунайгаз и ПФ Узеньмунайгаз необходимо проводить дополнительные геологоразведочные работы для укрепления своей минерально-сырьевой базы.
Кроме того, более 4% (0,23 млрд т) казахстанских запасов нефти относятся к трудноизвлекаемым высоковязким нефтям, а свыше 40% являются сернистыми и высокосернистыми, что значительно повышает себестоимость нефтедобычи.
Организация эффективной выработки запасов нефти на месторождениях Казахстана, уникальных по площади, мощности продуктивной толщи, плотности запасов, характеру насыщающих флюидов (высокопарафинистых, застывающих или вязких с высоким содержанием асфальтенов и смол) было связано с преодолением значительных трудностей. Сложность разработки месторождений Казахстана состояла в том, что наиболее значительные из них практически были лишены первого и второго этапов разработки. Поэтому задачи применения новых технологий разработки месторождений, на которых традиционными методами извлечь значительные запасы нефти было невозможно, для месторождений Казахстана с самого начала разработки этих месторождений оказались актуальными. В связи с этим потребовалось с самого начала организации их освоения применения не только традиционных систем поддержания пластового давления, но также поддержания пластовой температуры (месторождение Узень), внутрипластового горения и паротепловых методов воздействия (месторождение Каражанбас), полимерного заводнения (месторождение Каламкас), различных методов циклического заводнения (месторождения Узень, Каламкас), разукрупнения эксплуатационных объектов (месторождение Узень) и многое другое.
В настоящее время широкое развитие в Казахстане получили тепловые методы воздействия, полимерное воздействие, заводнение сшито-полимерной системой, применение методов ГРП, управления заводнением, как циклическое заводнение, перемена фильтрационных потоков, оптимизация темпов отбора и нагнетания и др. Применение этих методов повышает эффективность заводнения и позволяет дополнительно добывать значительно большие объемы нефти в сравнении со всеми остальными новыми методами увеличения нефтеотдачи пластов. Это объясняется тем, что в условиях значительной неоднородности пластов удается подключать неохваченные вытеснением зоны путем изменения градиента гидродинамических сил. Аналогичный механизм лежит в основе воздействия на пласт гидродинамических сил, формируемых горизонтальным стволом скважин (как по отдельности, так и вместе - с нагнетательными и добывающими). Для скважины с горизонтальным стволом наряду с указанным механизмом характерно снижение риска отрицательно воздействия зон с ухудшенными коллекторскими свойствами призабойной зоны в сравнении со скважиной с вертикальным стволом.
Интенсификация нефтедобычи приводит к следующим результатам: ускорению разработки месторождений и повышению коэффициента нефтеотдачи пласта. Действия различных методов интенсификации добычи нефти настолько переплетаются между собой, что подобное разделение практически уловить трудно, и оно становится весьма условным [12].
Однако, несмотря на проводимую работу, значительная часть месторождений в силу выработанности характеризуется низкой экономической эффективностью, а внедрение методов интенсификации нефтедобычи требует значительных инвестиций. Такое положение вызвано во многом как объективными причинами - природно-геологическими условиями разработки месторождений, так и экономическими условиями хозяйствования, в частности, жестким налоговым законодательством [13].
1.2 Выбор наиболее эффективных методов увеличения нефтеотдачи (МУН). Критерии применимости методов увеличения нефтеотдачи
Применимость методов увеличения нефтеотдачи определяется через существующие многофакторные модели, описывающие поведение месторождения при использовании того или иного метода. Однако в целом их применимость привязана к двум основным критериям: глубине продуктивного пласта и физико-химическим свойствам нефти (прежде всего плотности и вязкости).
Международное энергетическое агентство (Энергетический обзор WorldEnergyOutlook) приводит расширенные критерии применения МУН, к которым относятся глубина, степень извлечения на текущий момент, температура, плотность, проницаемость, тип породы (таблица 1) [14].
Таблица 1 - Критерии, определяющие метод повышения нефтеотдачи
Метод
Плотность (кгм3)
Ост.изв. запасы (% от нач. запасов)
Тип породы
Глубина, (м)
Проницаемость, (мд)
Температура
(°С)
Ожидаемый доп. КИН
(%)
Продолжение таблицы 1
Закачка азота 850
40
Карбонат.
2000
190
-
н.д.
Закачка углеводорода
904
30
Карбонат.
1350
-
-
20-40
Закачка СО2
904
20
Карбонат.
700
-
-
5-25
Закачка полимеров
966
70
Терриген.
3000
10
95
5-30
Закачка ПАВ
946
35
Терриген.
3000
10
95
5-30
Термальный
горение
1000
50
Терриген.
50
50
40
н.д.
Термальный
Закачка пара
1014
40
Терриген.
1500
200
-
10-60
Подобные исследования по критериям выбора МУН описаны в исследованиях Taberetal., 1997 или доступны в коммерческих аналитических инструментах [10]. К примеру, Нефтяной научно-исследовательский институт (PetroleumResearchInstitute) использует таблицу соответствия, в то время как Sword (IRIZ, 2007) использует метод нечеткой логики для создания индикатора между 0 и 1 и таким образом иерархического выбора МУН (закачка воды, газа; термические, химические методы).
По оценкам Международного энергетического агентства, сегодня порядка 3-3,5% мировой добычи нефти отводится на долю проектов по увеличению нефтеотдачи третичными методами [14].
Годовая добыча за счет применения таких методов в мире оценивается в 120-130 млн. тонн. Согласно прогнозам Международного энергетического агентства, к 2030 году в рамках проектов с применением современнейших МУН будет добываться около 300 млн тонн нефти в год (рисунок 1).
В мировой нефтяной индустрии имеется богатый опыт применения МУН. Различные условия, геологические и географические требуют систематического анализа применимости МУН. Выбор МУН производится следующим образом:
oo Определение методов увеличения нефтеотдачи, которые технический подходят для пластовых условий месторождения. Это позволяет определить пределы основных параметров пластажидкости.
oo Прогнозирование дополнительного прироста добычи от применения МУН. Совмещенное с экономической эффективностью дает возможность определения применения МУН на реальных месторождениях.
oo Определение дополнительного прироста добычи на ряде месторождений.
oo Оценка экономической эффективности различных МУН.
oo Анализ неопределенностей начиная от дополнительной добычи от применения МУН до основных параметров пластажидкости.
Рисунок 1 - Добыча жидких углеводородов в мире
Примечание - Источник: Международное энергетическое агентство
Лабораторные и дальнейшие опытно-промысловые испытания применения МУН показывают влияние различных геолого-физических параметров пласта и пластовой жидкости на их эффективность. Анализ успешности и не успешности результатов проводимых работ позволяет получить интервалы значений различных геолого-физических параметров при которых применение МУН дает хорошие результаты (с точки зрения технологической и экономической эффективности). Эти значения геолого-физических параметров называют критериями применимости МУН.
2 ГЕОЛОГО-ФИЗИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕСТОРОЖДЕНИЯ УЗЕНЬ
2.1 Общие сведения о месторождении
Газонефтяное месторождение Узень расположено в Мангистауской области, в 12 км к югу от г. Жанаозен и в 150 км юго-восточнее г. Актау. Через месторождение проходит нефтепровод Узень-Атырау-Самара.
Рисунок 2 - Обзорная карта
Рельеф территории относительно сильно расчленен и характеризуется неоднородным сложным строением. Ее центральную часть занимает обширное плато, сложенное известняками и глинистыми отложениями сарматского возраста. Максимальные абсолютные отметки его поверхности достигают в северной части +260м, в южной - они понижаются до + 200м.
Таким образом, плато имеет общий уклон в южном направлении.
Другими важными элементами рельефа являются две бессточные впадины - Узень и Тонирекшин с крутыми, часто почти отвесными обрывами.
Дно впадины Узень изрезано глубокими оврагами с широко развитыми рыхлыми наносами - "пухляками" и более плотными песчаными образованиями.
Минимальная абсолютная отметка ее дна составляет +31 м. Впадина Тонирекшин расположена значительно выше, абсолютная отметка дна этой впадины достигает +137 м.
Климат района резко континентальный, типичный для полупустынь. Он характеризуется жарким засушливым летом с температурой воздуха до +40 - 45[0]С и малоснежной зимой с сильными ветрами и частыми песчаными бурями. Температура воздуха зимой временами понижается до - 25-30[0]С.
Атмосферных осадков выпадает мало, их наибольшее количество приходится на период с апреля по сентябрь и колеблется от 63 до 85мм.
Пустынный и полупустынный ландшафты населяют характерные виды растительного и животного мира. Весной произрастают песчаные осоки, колючка, ковыль. На песчаных массивах кое-где растет саксаул. Из животного мира выделяются джейраны, ... продолжение
Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.
Во введении обусловлена актуальность работы, поставлены цели и задачи исследования.
Первая глава представляет собой литературный обзор, описано современное состояние разработки месторождений Казахстана. Приводится обзор исследований по применению и выбору методов интенсификации в мире и Казахстане.
Вторая глава посвящена анализу состояния фонда скважин месторождения Узень, проводится характеристика энергетического состояния залежей рассматриваемого месторождения.
График 1 - Средний дебит на скважину по данным АО Озенмунайгаз
График 2 - Расхождение факта добычи от плана по данным АО Озенмунайгаз
График 3 - Возраст эксплуатационного фонда скважин по данным АО Озенмунайгаз
Третья глава освещает вопросы проведения интенсификации добычи нефти, в частности предлагается проведение ремонтно-изоляционных работ с применением гелеобразующего состава на основе силиката натрия. Рассматривается целесообразность технологии, приводится экономическая эффективность использования данной технологии. Для более подробного и детального рассмотрения проводилась симуляция модели проведения технологии РИР с подробным анализом проведенных обработок.
Таблица 1 - Расчет экономической рентабельности проводимой технологии ремонтно-изоляционных работ
Месторож-дение
Гори-зонт
Кол-во скважин
Срсут. дебит до РИР
Срсут. дебит после РИР
Отклонение
Qж, м³сут
%
Qн, тсут
Qж, м³сут
%
Qн, тсут
Qж, м³сут
Qн, тсут
Узень
XIII
36
1800
97
41,5
1264,7
86
151,2
-535,3
109,7
XIV
54
2104
96
63,3
1465,9
85
184,5
-638,1
121,2
XV
13
578
96
20,9
350,5
86
41,9
-227,5
21
XVI
7
263
96
7,9
245,3
86
28,2
-17,7
20,3
XVII
3
66
97
1,6
32,6
69
8,4
-33,4
6,8
XVIII
1
85
96
2,7
79,4
88
8,1
-5,6
5,4
Караман-
дыбас
XIII
3
103
97
2,5
79,7
86
9,2
-23,3
6,7
XIV
3
115
97
2,5
120,1
83
17,3
5,1
14,8
Всего
120
5114
97
142,9
3638,2
84
448,8
-1475,8
305,9
В заключении подведен итог проведенной работы, в том числе сделаны выводы по полученным результатам экспериментов и экономической эффективности и рентабельности проведения технологии на месторождении Узень.
Практическая значимость работы состоит в том, что поздняя стадия разработки месторождений характеризуется наличием обширных промытых высокопроницаемых зон, по которым фильтруются основные массы закачиваемой воды, не оказывая существенного влияния на выработку менее проницаемых участков и пропластков. Соответственно, для решения этой проблемы широко применяются методы повышения нефтеотдачи пластов, основанные на повышении фильтрационного сопротивления обводненных зон нефтеводонасыщенного коллектора.
По итогам проведенных исследований сделаны следующие выводы:
1. Показано, что проведение РИР позволило почти в 3 - 4 раза (с 41,5 до 151,2 тсут) увеличить значение средне суточного дебита скважин.
2. Средняя обводненность обработанных скважин по месяцам варьирует в диапазоне от 80 до 92 % и в среднем равно 85 %.
3. За анализируемый год, за счет ремонтно-изоляционных работ, накопленная дополнительная добыча составила 48701 тонн нефти, прирост добычи нефти в среднем составил 4,2 тсут. Успешность по обработке жидким стеклом составила около 81 %.
Рекомендации и исходные данные по конкретному использованию полученных результатов.
1. Средняя обводненность до обработки скважин по всем горизонтам составляет примерно 97%. Таким образом, после обработки обводненность продукции была снижена примерно на 12% и в среднем составила 85%. Кроме этого, зафиксировано снижение дебита жидкости и увеличение доли нефти в продукции скважины.
2. Полученные результаты могут быть использованы на месторождении Узень для дальнейшей поддержки получаемого среднесуточного дебита нефти и уменьшения обводненности скважинной продукции.
3. Дальнейшее изучение данной технологии позволит использовать его на других месторождениях Казахстана для изоляции водопроницаемых зон.
По результатам исследований были опубликованы следующие труды:
1. Коробкин В.В., Трипольский В.П., Тулемисова Ж.С., Алшимбаева Д.У. Геофизические методы исследований на региональном и поисковом этапах оценки перспектив территории на углеводородное сырье. - Шестой Международный симпозиум Проблемы геодинамики и геоэкологии внутриконтинентальных орогенов, г. Бишкек, 23-29 июня 2014 г.
2. Кабдулов С.З., Алшимбаева Д.У., Жумаханова Н.Е. Интенсификация добычи нефти на поздней стадии разработки. - Научно-практический журнал АльПари, № 1, 2015 г.
РЕФЕРАТ
Игерудің соңғы сатысында мұнай өнімін арттыру тақырыбындағы диссертациялық жұмыс 2 негізгі бөлімнен, қорытындыдан, пайдаланылған әдебиет тізімінен және қосымшалардан тұрады. Жалпы көлемі - 82 бет.
Бұл жұмыста 6 иллюстрация, 13 график, 24 кесте, 18 пайдалынылған әдебиет көзі ұсынылған.
Берілген жұмысқа кілт сөздер: ЖОЖ, жөндеу-оқшаулау жұмыстары, натрий силикаты, силикагель, ҚМҰ, қабаттың мұнайбергіштігін ұлғайту, МӨҚ, мұнай өндіруді қарқындандыру, Өзен кенорны.
Жұмыстың өзектілігі. Батыс Қазақстандағы мұнай кенорындарын белсенді түрде игеру, олардың өндірілетін қорының азаюына әкеледі. Сонымен қатар, қабатта үлкен көлемде өндірілуі қиынға соғатын мұнай қалады. Ғалымдар мен мұнайшылардың негізгі міндеті өндірілетін мұнай мен газдың көлемін ұлғайтуға немесе басқа сөзбен айтқанда қабаттың мұнайбергіштігін арттыруға бағытталған (ҚМА). Бұл жұмыс натрий силикаты негізіндегі гель түзуші құрамды пайдаланып жөндеу-оқшаулау жұмыстарын зертеуге арналған.
Зерттеудің мақсаты. Диссертациялық жүмыстың мақсаты натрий силикаты негізіндегі гель түзуші құрамды пайдаланып жөндеу-оқшаулау жұмыстарының технологиясын жақсарту бойынша ұсыныстар беру және Өзен кенорнындағы қабаттың мұнайбергіштігін ұлғайту болып табылады.
Зерттеу объектісі Маңғыстау облысындағы Өзен кенорнында қабаттың мұнайбергіштігін ұлғайту үшін қолданылатын технологиялар болып саналады.
Зерттеу әдістері - игерудің соңғы сатысындағы қабаттың мұнайбергіштігін қарқындату бойынша әлемдік әдебиетке шолу; Өзен кенорны мысалында натрий силикаты негізіндегі гель түзуші құрамды пайдаланып жөндеу-оқшаулау жұмыстарының технологиясын зерттеу және талдау жасау.
Нәтижелер:
1. Жөндеу-оқшаулау жұмыстарын жүргізу нәтижесінде ұңғының орташа тәуліктік көрсеткіші 3-4 есеге (41,5 - 151,2 ттәул.) артқаны көрсетілді.
2. Өңделген ұңғылардың айлық орташа суланғыштығы 80-нен 92 % шамасында өзгерді және орташа мәні 85 % тең.
3. Талданған жыл бойынша жөндеу-оқшаулау жұмыстары негізінде қосымша жиынтық өндіру 48701 тонна мұнайды құрады, мұнай өндірудің орташа көрсеткіші 4,2 ттәул. Сұйық шыны бойынша өңдеудің табыстылығы шамамен 81%-ға тең.
Зерттеу нәтижелерінің негізінде келесі еңбектер жарияланды:
1. Коробкин В.В., Трипольский В.П., Тулемисова Ж.С., Алшимбаева Д.У. Геофизические методы исследований на региональном и поисковом этапах оценки перспектив территории на углеводородное сырье. - Алтыншы Халықаралық симпозиум Құрлықтың ішіндегі орогендердің геодинамика және геоэкология мәселесі, Бишкек қ., 23-29 маусым 2014 ж.
2. Кабдулов С.З., Алшимбаева Д.У., Жумаханова Н.Е. Игерудің соңғы сатысында мұнай өнімін арттыру. - Ғылыми-тәжірибелік журнал АльПари, № 1, 2015 ж.
ABSTRACT
Master Diploma Project "Intensification of oil production at the late stage of development " consists of introduction, 2 chapters, conclusion, list of references and appendixes. Full volume is 82 pages.
There are 6 pictures, 24 tables, 18 of used references.
Key words of the diploma project are Repair and sealing, Sodium silicate, Silica gel, EOR, Enhanced oil recovery, Intensification of oil production, The Uzen field.
The relevance of the study is: Active development of the majority of oil fields in Western Kazakhstan leads to a natural decrease in their recoverable reserves. However, in the layers still remains a large amount of oil which are difficult to recover. The main task of scientists and fishermen oil aims to increase recoverable reserves of oil and gas, or in other words the enhancement of oil recovery. This dissertation work is devoted to the study of technology of squeeze cementing operations using gel-forming composition based on sodium silicate.
The aim of the research - to issue recommendations for improving technology of squeeze cementing operations using gel-forming composition based on sodium silicate and increase oil recovery in the Uzen field.
The objects of research are the technologies used in the Uzen field in the Mangistau region to enhance oil recovery.
The methods of research - review the world literature regarding the intensification of oil production at the late stage of development; study and analysis of technology of repair and insulation works with application of the gel-forming composition on the basis of sodium silicate on the example of the Uzen field.
Results:
1. The average water content prior to processing of wells in all aquifers is approximately 97%. After treatments the water cut was reduced by about 12 % and averaged 85 %. In addition, recorded a decrease of flow rate of liquid and increasing the share of oil in production wells.
2. The results can be used in the Uzen field for further support we receive an average daily production of oil and reducing the water cut of well production.
3. Further study of this technology will allow its use at other fields of Kazakhstan for isolation of permeable zones.
Based on results of research next articles were published:
1. Korobkin V.V., Tripolskyi V.P., Tulemissova Zh.S., Alshimbayeva D.U. Geophysical methods of research on regional search and evaluation stages of the prospects of the territory hydrocarbon. - 6th International Symposium Problems of Geodynamics and Geoecology of Intracontinental Orogens, Bishkek, 23-29 June, 2014.
2. Kabdulov S.Z., Alshimbayeva D.U., Zhumakhanova N.E. Intensification of oil production at the late stage of development. - Scientific and practical journal AlPari, № 1, 2015.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 18
1 СОСТОЯНИЕ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ КАЗАХСТАНА 20
1.1 Обзор исследований по применению и выбору методов повышения нефтеотдачи в мире и Казахстане 22
1.2 Выбор наиболее эффективных методов увеличения нефтеотдачи (МУН). Критерии применимости методов увеличения нефтеотдачи ... ... ... ... ... ... ... 26
2 ГЕОЛОГО-ФИЗИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕСТОРОЖДЕНИЯ УЗЕНЬ 29
2.1 Общие сведения о месторождении 29
2.2 Геологическое строение месторождения 30
2.3 Стратиграфия 31
2.4 Нефтегазоносность 37
2.5 Характеристика энергетического состояния залежи 38
2.6 Состояние и особенности разработки нефтяного месторождения Узень 39
2.8 Состояние добывающего и нагнетательного фонда скважин месторождения Узень 46
3 ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ДОБЫЧИ НЕФТИ НА МЕСТОРОЖДЕНИИ УЗЕНЬ 48
3.1 Ремонтно-изоляционные работы с применением гелеобразующего состава на основе силиката натрия 49
3.1.1 Технологический процесс проведения РИР с применением гелеобразующих составов на основе силиката натрия 52
3.1.1.1 Объем реагентов, подготовка необходимых материалов и растворов к работе, порядок их закачки 54
3.1.2 Симуляция модели полимерного заводнения 57
3.1.3 Анализ проведенных обработок по технологии РИР с применением гелеобразующих составов на основе силиката натрия 61
3.2 Эксплуатационные затраты 70
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 76
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 77
ПРИЛОЖЕНИЕ А 78
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 79
ПРИЛОЖЕНИЕ В 80
ПРИЛОЖЕНИЕ Г 81
ПРИЛОЖЕНИЕ Д 82
НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ
В настоящей диссертации использованы ссылки на следующие стандарты:
СТ РК 1.12 - 2000 Документы нормативные текстовые. Общие требования к построению, изложению, оформлению и содержанию.
ГОСТ 2.105 - 95 ЕСКД. Общие требования к текстовым документам.
ГОСТ 6.30 - 2003 Унифицированная система организационно-распорядительной документации. Требования к оформлению документов.
Единые правила разработки РК №745 от 18.06.1996г.
РД 39 - 0147035-207-86. Регламент составления проектов и технологических схем разработки нефтяных и газонефтяных месторождений. Москва, 1986г.
ОПРЕДЕЛЕНИЯ
В настоящей диссертации применяются следующие определения:
Повышение нефтеотдачи пластов (ПНП) - мероприятия, направленные на увеличение извлекаемых запасов нефти и газа.
Ремонтно-изоляционные работы (РИР) - технологии, применяемые для изоляции водоносных зон в продуктивной части нефтяного пласта в призабойной зоне скважин, а также устранения заколонных и межпластовых перетоков.
Кольматация - процесс естественного проникновения или искусственного внесения мелких частиц и микроорганизмов в поры и трещины горных пород, в фильтры очистных сооружений и дренажных выработок.
Интенсификация добычи нефти (ИДН) - комплекс геологических, технологических и технических мероприятий, направленных на увеличение добычи нефти из скважин.
ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
В данной диссертации применяются следующие сокращения:
РК Республика Казахстан
КРС Капитальный ремонт скважин
РИР Ремонтно-изоляционные работы
ПЗП Призабойная зона пласта
ФОЖ Форсирование отбора жидкости
УВ Углеводороды
ПНП Повышение нефтеотдачи пласта
ИДН Интенсификация добычи нефти
КИН Коэффициент извлечения нефти
МУН Методы увеличения нефтеотдачи
СКО Соляно-кислотная обработка
ГРП Гидравлический разрыв пласта
СНИП Строительные нормы и правила
ЦА-320 Цементный агрегат
УНЦ 125х50 Установка насосная кислотная
ВВЕДЕНИЕ
Нефтегазовый сектор имеет ключевое значение для экономики Республики Казахстан - формирует почти одну треть ВВП Казахстана. Помимо стабильных денежных поступлений в экономику страны, нефтегазовый сектор обеспечивает развитие смежных отраслей экономики, таких как машиностроительный, сервисный, строительный и транспортный сектора, включая производство и обслуживание техники и оборудования для нефтегазовой отрасли Казахстана, равно как и инфраструктурные преобразования в районах проведения нефтяных операций.
Согласно ежегодному Статистическому обзору мировой энергетики (StatisticalReviewofWorldEnergy), опубликованному 12 июня 2013 года британской компанией BritishPetroleum (BP), Казахстан по итогам 2012 года занял 12-е место по запасам нефти (3,9 млрд. тонн, 1,8% мировых запасов, коэффициент RP - 47,4 лет) и 21 место по запасам газа (1,3 трлн.куб.м., 0,7% мировых запасов, RP - 65,6).
По уровню добычи жидких углеводородов Казахстан занял 17 строчку в списке мировых лидеров (81,3 млн.тонн, 2% мировой добычи), а по добыче природного газа - 29 место (17,7 млн.тонн н.э., 0,6% мировой добычи).
По оценке ведущих международных агентств к 2020 году тенденция роста спроса на нефть будет сохраняться. Так, по прогнозам экспертов Управления энергетической информации США (EIA) мировое потребление нефти вырастет до 97 млн. баррелей в сутки к 2015 году и до 115 млн. баррелей в сутки к 2040 году, при этом на традиционные виды топлива до 2040 года будет приходиться 80% потребляемых энергоносителей, в частности, на жидкие виды топлива придется 28%. Потребление газа будет расти на 1,7% в год, а потребление энергии, полученной на АЭС и из возобновляемых источников, увеличится на 2,5%.
Таким образом, сохраняют свою значимость традиционные виды топлива, несмотря на свою ограниченность, и усиливается роль масштабного внедрения новых технологий для поддержания добычи нефти на зрелых месторождениях и расширения поиска и разведки новых нефтеносных блоков.
В настоящее время большинство разрабатываемых месторождений нефти и газа Республики Казахстан находятся на зрелой стадии разработки. В этой связи, проводятся работы по решению наиболее актуальных вопросов в секторе добычи жидких углеводородов: повышение нефтеотдачи пласта, интенсификации добычи, устранение осложнений при подземном ремонте скважин (соле- и парафиноотложения на промысловом оборудовании, механические примеси, частый выход из строя оборудования из-за агрессивности сред), а также осложнений при транспортировке технологических жидкостей (высокое содержание парафинов, необходимость постоянно поддерживать высокотемпературный режим, обводненность скважин).
Активная разработка большинства нефтяных месторождений Западного Казахстана приводит к закономерному уменьшению их извлекаемых запасов. Однако в пластах остается еще большое количество нефти, которые относятся к трудноизвлекаемой. Основная задача ученых и промысловиков нефтяников направлена на увеличение извлекаемых запасов нефти и газа или иными словами повышении нефтеотдачи пластов (ПНП). Помимо истощения сырьевой базы месторождения нефти существует множество проблем. Среди которых: высокая неоднородность коллекторских свойств продуктивных пластов, низкая проницаемость коллекторов, высокая обводненность продукции скважин, кольматация и, как следствие, снижение коллекторских свойств призабойной зоны и многие другие. Следствием этого является снижение рентабельности эксплуатации нефтяного месторождения.
В связи с этим необходимо направить усилия на повышение рентабельности эксплуатации уже существующего фонда, т.е. добиваться повышения коэффициента извлечения нефти. А это возможно только с применением новых методов повышения нефтеотдачи пластов и интенсификации добычи нефти.
С каждым годом на месторождениях полуострова Мангышлак расширяется как испытание, так и внедрение новых технологий с применением высокоэффективных методов воздействия на нефтяные пласты, направленных на максимальное извлечение нефти с минимальными отрицательными экологическими последствиями.
В диссертации рассматриваются технологии, направленные на решение проблемы повышения нефтеотдачи пластов и интенсификации добычи нефти на месторождении Узень, приводится анализ предлагаемых методик и выбор наиболее эффективного метода интенсификации добычи нефти с предлагаемой рекомендацией.
1 СОСТОЯНИЕ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ КАЗАХСТАНА
Проблема повышения нефтеизвлечения стоит довольно остро в условиях непрерывного ухудшения ресурсной базы и небольших приростов запасов нефти за счет открытия новых месторождений в основном с тяжелыми высоковязкими нефтями и низкопроницаемыми коллекторами.
Большинство нефтяных месторождений вступило в стадию разработки характеризующуюся снижением пластового давления, дебита нефти и увеличением обводненности продукции, вследствие чего на многих месторождениях подавляющее большинство скважин переведено на механизированную и периодическую эксплуатацию.
Соответственно все вновь вводимые в разработку месторождения имеют, как правило, трудноизвлекаемые запасы. Поэтому добыча на многих нефтяных месторождениях в настоящее время становится малоэффективной и требует изменений в ранее освоенной системе разработки.
Поздняя стадия разработки месторождений характеризуется наличием обширных промытых высокопроницаемых зон, по которым фильтруются основные массы закачиваемой воды, не оказывая существенного влияния на выработку менее проницаемых участков и пропластков. Для решения этой проблемы широко применяются методы повышения нефтеотдачи пластов, основанные на повышении фильтрационного сопротивления обводненных зон нефтеводонасыщенного коллектора [1].
Высокий темп отбора запасов в начальный период разработки, как правило, ведется при недостаточной изученности геологического объекта. В результате разноскоростной выработки запасов в разработку не вовлекаются более низкопроницаемые участки, а высокопроницаемые приводятся к преждевременному обводнению. Таким образом активно формируются трудноизвлекаемые запасы.
Нефть оставшаяся в промытых зонах и пропластках из-за техногенных воздействий преобразована. Кроме того, на оставшуюся в пласте нефть отрицательное влияние оказывают гидрофобные взаимодействия.
Неоднородность коллекторских свойств, как по разрезу, так и по простиранию, приводит к неравномерному нефтеизвлечению и снижению коэффициента нефтеизвлечения по пласту в целом. В процессе длительной эксплуатации скважины происходит кольматация околоскважинного пространства продуктивного пласта, снижающая продуктивность скважины и работающую мощность интервала перфорации, что требует периодической очистки прискважинной зоны пласта.
На поздних стадиях разработки месторождений мы имеем дело с практически новыми коллекторскими свойствами пласта, новыми гидрогеологическими, гидродинамическими, тепловыми и физико-химическими режимами, с измененным составом флюидов пласта.
Научные исследования показывают: чем позднее будет осуществляться корректировка системы, тем ниже будут промысловые результаты. При этом необратимо ухудшаются не только общие технико-экономические показатели, но и снижается величина экономически оправданного коэффициента извлечения в сравнении с потенциально достигаемым при использовании новых технологий. Возможные потери нефтеотдачи могут достигать 10% и более.
В этих условиях более чем когда-либо актуальна задача повышения эффективности использования действующих месторождений за счёт обеспечения потенциальных возможностей каждой скважины вне зависимости от срока эксплуатации [http:www.progressultrasonicsgrou p.comrussianindex.html].
Поздняя стадия разработки месторождений характеризуется наличием обширных промытых высокопроницаемых зон, по которым фильтруются основные массы закачиваемой воды, не оказывая существенного влияния на выработку менее проницаемых участков и пропластков. Для решения этой проблемы широко применяются методы повышения нефтеотдачи пластов, основанные на повышении фильтрационного сопротивления обводненных зон нефтеводонасыщенного коллектора [1].
Проектирование разработки малых по запасам залежей углеводородного сырья с извлекаемыми запасами менее 10 млн. тонн нефти и 10 млрд. м3 газа, а также истощенных месторождений, находящихся на поздней стадии разработки является актуальной проблемой в Казахстане, поскольку разрабатывать подобные месторождения экономически не рентабельно без подходов рациональной разработки. Для подобных месторождений экономическая составляющая системы разработки месторождения и обоснования темпов отбора выходит на первое место, а наличие или отсутствие инфраструктуры в значительной мере определяет рентабельность разработки месторождения. Неоднородные или невысокие фильтрационно-емкостные свойства коллекторов, наличие переходной зоны, опасность прорыва газа или воды к нефтяной скважине требуют системного подхода к освоению месторождений [2 - 5].
Актуальность исследований обусловлена тем, что нефтяная отрасль Казахстана - одна из основных отраслей экономики Казахстана. Казахстан планирует ежегодно наращивать объемы своей нефтедобычи и к 2015 году добывать 120 - 150 млн. тонн нефти и более 60 млрд. м3 газа. В связи с этим, проблема интенсификации нефтедобычи наиболее остро стоит перед нефтедобывающими предприятиями. В нефтяной промышленности выполняется комплексная программа работ по увеличению продуктивности пластов и производительности скважин.
Одним из решений данной проблемы могут быть методы интенсификации добычи нефти.
Интенсификация добычи нефти - комплекс мероприятий, имеющих целью, с одной стороны, сокращение сроков разработки и эксплуатации нефтяных залежей и, с другой, наиболее полное извлечение нефти из пластов (достижение максимального коэффициента нефтеотдачи).
Мероприятия подразделяются на две группы:
oo методы поддержания давления, имеющие целью наиболее активный и полный отбор нефти из нефтесодержащих пластов (коллекторов);
oo вторичные методы, направленные к извлечению дополнительных количеств нефти из залежей, пластовая энергия в которых истощена или близка к истощению в результате первичной стадии их эксплуатации.
Несколько особняком стоит группа методов интенсификации притока нефти и газа к скважинам, направленных на увеличение проницаемости призабойной зоны скважин при помощи кислотной обработки, термохимической обработки или торпедной перфорации призабойной зоны пласта [6].
1.1 Обзор исследований по применению и выбору методов повышения нефтеотдачи в мире и Казахстане
Во всем мире с каждым годом возрастает интерес к методам повышения нефтеотдачи пластов, и развиваются исследования, направленные на поиск научно обоснованного подхода к выбору наиболее эффективных технологий разработки месторождений.
Исследования в области увеличения нефтеотдачи пластов устремлены на уменьшение остаточных запасов нефти, на извлечение экономически рентабельной их части, особенно в сложных горногеологических условиях (малопроницаемые, неоднородные, расчлененные, заводненные пласты, карбонатные коллекторы, нефтегазовые залежи и т.д.), которые освоенными методами разрабатываются неэффективно.
Классификация методов увеличения нефтеотдачи, принятая в международном общении представлена на рисунке 1. Следует обратить внимание, что классификация методов разработки, в основном, определяется экономическими соображениями. В частности, в целях повышения экономической эффективности разработки, снижения прямых капитальных вложений и максимально возможного использования для этих целей реинвестиций, весь срок разработки месторождения разбит на три основных этапа [7] (методы извлечения УВ): естественный режим (фонтанная добыча; механизированная добыча) - нефтеотдача 5 - 15 %, вторичные методы (заводнение; заводнение и гидродинамические методы) - 20 - 60 %, третичные методы (термические, газовые, физико-химические методы) - 35 - 75 %.
На первом этапе для добычи нефти по возможности используется естественная энергия месторождения (пластовое давление), в том числе упругая энергия, энергия растворенного газа, законтурных вод, газовой шапки, а также потенциальная энергия гравитационных сил. На практике при разработке месторождений в естественном режиме объем нефтеотдачи варьируется от 5 % до 15 %.
На втором этапе реализуются методы поддержания пластового давления путем закачки воды, которые обеспечивают нефтеотдачу на уровне от 20 % до 60 %.
На третьем этапе, когда месторождение уже характеризуется высокой степенью обводненности и истощенности, для повышения эффективности разработки применяются методы увеличения нефтеотдачи, которые и являются целевым объектом нашего исследования. Именно эти методы повышают уровень нефтеотдачи пласта на 35 - 75 %.
Широко распространенная в мире классификация методов увеличения нефтеотдачи приведена ниже [8]:
oo термические методы (вытеснение нефти теплоносителями, воздействие с помощью внутрипластовых экзотермических окислительных реакций);
oo физико-химические методы (заводнение с применением поверхностно-активных веществ, полимерное заводнение, мицеллярное заводнение и т.п.);
oo газовые методы (закачка углеводородных газов, жидких растворителей, углекислого газа, азота, дымовых газов);
oo микробиологические методы (введение в пласт бактериальной продукции или ее образование непосредственно в нефтяном пласте);
oo бурение горизонтальных боковых стволов.
Кроме того, для увеличения продуктивности добывающих скважин широко применяются различные методы интенсификации притока нефти и газа к скважинам, направленные на увеличение проницаемости призабойной зоны скважин:
oo соляно-кислотная обработка (СКО);
oo гидравлический разрыв пласта (ГРП);
oo закачка вязко-упругого состава (ВУС);
oo прострелочно-взрывные работы (ПВР).
В качестве критерия эффективности ИДН можно привести следующие показатели: средний прирост дебита нефти по одной скважине, измеренный в тоннах; суммарный прирост дебита нефти по всем скважинам за определенный период; средняя прибыль, измеренная в тенге на 1 тенге затрат.
В бывшем Советском союзе (России и странах СНГ) применялись такие МУН, как термические, химические, закачка газа [6]. Основные месторождения, на которых проводилось тепловое воздействие находились на территории Казахстана, в частности месторождение Узень. На месторождении Узень производилась закачка воды с Каспийского моря подогретая до 90 °С (350 нагнетательных и 980 добывающих). Также два проекта по тепловому воздействию проводились на месторождении Каражанбас, включающие внутрипластовое горение и закачку пара, прикоторых были достигнуты объемы добычи 1,5 и 2,5 млн. тонн нефти, соответственно.
Третичные методы увеличения нефтеотдачи успешно применяются крупными нефтегазовыми компаниями, такими как ExxonMobil, Shell, Chevron, ConocoPhillips, Petrobras, Wintershall и TPAO и др. Например, компания ExxonMobil в ходе проекта в LaBarge, Wyoming недавно расширила мощности (около 7,5 млн тонн) по сбору СО2, часть которого используется в рамках проекта по повышению нефтеотдачи [11].
Инновационные МУН эффективно и успешно применяются в Омане на месторождениях Карн-Алам, Фахуд и Амал, где активно ведется закачка пара, на участках недр Аль-Нур и Харвил -- закачка растворенного газа, а на месторождениях Мармул, Нимр и Амин используются химические методы. Тепловые (термические) МУН применяются по проекту Aera в Калифорнии, а также на месторождении Скунебик в Нидерландах.
Исследованиями в области повышения эффективности разработки нефтяных и газовых месторождений, увеличения конечной нефте- и газоотдачи пластов и интенсификации добычи нефти и газа в разные годы занимались такие ученые и исследователи как Алиев З.С., AwanA.R., Aladasani A., Басниев К.С., Батурин Ю.Е., Борисов Ю.П., Бриллиант Л.С., Горбунов А.Т., Гриценко А.И., Желтов Ю.П., Закиров С.Н. , Закиров И.С., Золотухин А.Б., Крылов В.И., Крянев Д.Ю., Курамшин Р.М., Лапердин А.Н., Лисовский Н.Н., Лысенко В.Д., Маслов В.Д., Медведский Р.И., Мирзаджанзаде А.Х., Мищенко И.Т., Мухаметзянов Р.Н., ManriqueE.J., Ревенко В.М., Севастьянов А.А., Сонич В.П., Сургучев М.Л., SamsudinY., Фахретдинов Р.Н., Щелкачев В.Н., Дейк Л.П., Лейк Л., Уиллхайт Г.П., Уолш М., и др.
В качестве усовершенствованных методов добычи для повышения продуктивности скважин и увеличения темпов отбора нефти были рассмотрены методы, как зарезка боковых стволов, применение горизонтальных скважин, соляно-кислотная обработка в работах ученых Золотухина А.Б., Курамшина Р.М., Медведева Н.Я., Оганова А.С., Экономидис М.Д, Нольте К.Г., Борисова Ю.П., Закирова С.Н., Пилатовский В.П., Panga M.K.R., Fredd C.N. и других. Применение усовершенствованных методов добычи позволяют достичь многократного увеличения производительности скважин и одновременно увеличение коэффициента извлечения нефти (КИН) из залежи.
По данным Министерства нефти и газа РК по состоянию на 2013 год на государственном балансе Казахстана учтены запасы по 256 месторождениям углеводородного сырья, из них по нефти - 223, по конденсату - 58 и по свободному газу - 202 месторождения [11]. В промышленной разработке находятся 80 нефтяных месторождений, занимают площадь около 62 % территории Казахстана. Основные запасы нефти в Казахстане (более 90 %) сконцентрированы в 15 крупнейших месторождениях - Тенгиз, Кашаган, Карачаганак, Узень, Жетыбай, Жанажол, Каламкас, Кенкияк, Каражанбас, Кумколь, Бузачи Северные, Алибекмола, Прорва Центральная и Восточная, Кенбай, Королевское, половина - в двух гигантских нефтяных месторождениях Кашаган и Тенгиз. С начала разработки нефтяных месторождений Казахстана извлечено 81,8 млн. т нефти или 1,7% от начальных потенциально извлекаемых запасов (извлекаемые запасы нефти составляют 4,8 млрд. тонн и извлекаемые запасы газа, с учетом новых месторождений на Каспийском шельфе, достигли более 3 трлн. куб. м, а потенциальные ресурсы оцениваются в 6 - 8 трлн. куб.м).
Необходимо отметить, что многие месторождения южной части Прикаспия, открытые в 30 - 40-е годы прошлого столетия, находятся на поздней стадии разработки. Их выработанность достигает 75,6 - 98,9%, и таким предприятиям, как ПФ Эмбамунайгаз и ПФ Узеньмунайгаз необходимо проводить дополнительные геологоразведочные работы для укрепления своей минерально-сырьевой базы.
Кроме того, более 4% (0,23 млрд т) казахстанских запасов нефти относятся к трудноизвлекаемым высоковязким нефтям, а свыше 40% являются сернистыми и высокосернистыми, что значительно повышает себестоимость нефтедобычи.
Организация эффективной выработки запасов нефти на месторождениях Казахстана, уникальных по площади, мощности продуктивной толщи, плотности запасов, характеру насыщающих флюидов (высокопарафинистых, застывающих или вязких с высоким содержанием асфальтенов и смол) было связано с преодолением значительных трудностей. Сложность разработки месторождений Казахстана состояла в том, что наиболее значительные из них практически были лишены первого и второго этапов разработки. Поэтому задачи применения новых технологий разработки месторождений, на которых традиционными методами извлечь значительные запасы нефти было невозможно, для месторождений Казахстана с самого начала разработки этих месторождений оказались актуальными. В связи с этим потребовалось с самого начала организации их освоения применения не только традиционных систем поддержания пластового давления, но также поддержания пластовой температуры (месторождение Узень), внутрипластового горения и паротепловых методов воздействия (месторождение Каражанбас), полимерного заводнения (месторождение Каламкас), различных методов циклического заводнения (месторождения Узень, Каламкас), разукрупнения эксплуатационных объектов (месторождение Узень) и многое другое.
В настоящее время широкое развитие в Казахстане получили тепловые методы воздействия, полимерное воздействие, заводнение сшито-полимерной системой, применение методов ГРП, управления заводнением, как циклическое заводнение, перемена фильтрационных потоков, оптимизация темпов отбора и нагнетания и др. Применение этих методов повышает эффективность заводнения и позволяет дополнительно добывать значительно большие объемы нефти в сравнении со всеми остальными новыми методами увеличения нефтеотдачи пластов. Это объясняется тем, что в условиях значительной неоднородности пластов удается подключать неохваченные вытеснением зоны путем изменения градиента гидродинамических сил. Аналогичный механизм лежит в основе воздействия на пласт гидродинамических сил, формируемых горизонтальным стволом скважин (как по отдельности, так и вместе - с нагнетательными и добывающими). Для скважины с горизонтальным стволом наряду с указанным механизмом характерно снижение риска отрицательно воздействия зон с ухудшенными коллекторскими свойствами призабойной зоны в сравнении со скважиной с вертикальным стволом.
Интенсификация нефтедобычи приводит к следующим результатам: ускорению разработки месторождений и повышению коэффициента нефтеотдачи пласта. Действия различных методов интенсификации добычи нефти настолько переплетаются между собой, что подобное разделение практически уловить трудно, и оно становится весьма условным [12].
Однако, несмотря на проводимую работу, значительная часть месторождений в силу выработанности характеризуется низкой экономической эффективностью, а внедрение методов интенсификации нефтедобычи требует значительных инвестиций. Такое положение вызвано во многом как объективными причинами - природно-геологическими условиями разработки месторождений, так и экономическими условиями хозяйствования, в частности, жестким налоговым законодательством [13].
1.2 Выбор наиболее эффективных методов увеличения нефтеотдачи (МУН). Критерии применимости методов увеличения нефтеотдачи
Применимость методов увеличения нефтеотдачи определяется через существующие многофакторные модели, описывающие поведение месторождения при использовании того или иного метода. Однако в целом их применимость привязана к двум основным критериям: глубине продуктивного пласта и физико-химическим свойствам нефти (прежде всего плотности и вязкости).
Международное энергетическое агентство (Энергетический обзор WorldEnergyOutlook) приводит расширенные критерии применения МУН, к которым относятся глубина, степень извлечения на текущий момент, температура, плотность, проницаемость, тип породы (таблица 1) [14].
Таблица 1 - Критерии, определяющие метод повышения нефтеотдачи
Метод
Плотность (кгм3)
Ост.изв. запасы (% от нач. запасов)
Тип породы
Глубина, (м)
Проницаемость, (мд)
Температура
(°С)
Ожидаемый доп. КИН
(%)
Продолжение таблицы 1
Закачка азота 850
40
Карбонат.
2000
190
-
н.д.
Закачка углеводорода
904
30
Карбонат.
1350
-
-
20-40
Закачка СО2
904
20
Карбонат.
700
-
-
5-25
Закачка полимеров
966
70
Терриген.
3000
10
95
5-30
Закачка ПАВ
946
35
Терриген.
3000
10
95
5-30
Термальный
горение
1000
50
Терриген.
50
50
40
н.д.
Термальный
Закачка пара
1014
40
Терриген.
1500
200
-
10-60
Подобные исследования по критериям выбора МУН описаны в исследованиях Taberetal., 1997 или доступны в коммерческих аналитических инструментах [10]. К примеру, Нефтяной научно-исследовательский институт (PetroleumResearchInstitute) использует таблицу соответствия, в то время как Sword (IRIZ, 2007) использует метод нечеткой логики для создания индикатора между 0 и 1 и таким образом иерархического выбора МУН (закачка воды, газа; термические, химические методы).
По оценкам Международного энергетического агентства, сегодня порядка 3-3,5% мировой добычи нефти отводится на долю проектов по увеличению нефтеотдачи третичными методами [14].
Годовая добыча за счет применения таких методов в мире оценивается в 120-130 млн. тонн. Согласно прогнозам Международного энергетического агентства, к 2030 году в рамках проектов с применением современнейших МУН будет добываться около 300 млн тонн нефти в год (рисунок 1).
В мировой нефтяной индустрии имеется богатый опыт применения МУН. Различные условия, геологические и географические требуют систематического анализа применимости МУН. Выбор МУН производится следующим образом:
oo Определение методов увеличения нефтеотдачи, которые технический подходят для пластовых условий месторождения. Это позволяет определить пределы основных параметров пластажидкости.
oo Прогнозирование дополнительного прироста добычи от применения МУН. Совмещенное с экономической эффективностью дает возможность определения применения МУН на реальных месторождениях.
oo Определение дополнительного прироста добычи на ряде месторождений.
oo Оценка экономической эффективности различных МУН.
oo Анализ неопределенностей начиная от дополнительной добычи от применения МУН до основных параметров пластажидкости.
Рисунок 1 - Добыча жидких углеводородов в мире
Примечание - Источник: Международное энергетическое агентство
Лабораторные и дальнейшие опытно-промысловые испытания применения МУН показывают влияние различных геолого-физических параметров пласта и пластовой жидкости на их эффективность. Анализ успешности и не успешности результатов проводимых работ позволяет получить интервалы значений различных геолого-физических параметров при которых применение МУН дает хорошие результаты (с точки зрения технологической и экономической эффективности). Эти значения геолого-физических параметров называют критериями применимости МУН.
2 ГЕОЛОГО-ФИЗИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕСТОРОЖДЕНИЯ УЗЕНЬ
2.1 Общие сведения о месторождении
Газонефтяное месторождение Узень расположено в Мангистауской области, в 12 км к югу от г. Жанаозен и в 150 км юго-восточнее г. Актау. Через месторождение проходит нефтепровод Узень-Атырау-Самара.
Рисунок 2 - Обзорная карта
Рельеф территории относительно сильно расчленен и характеризуется неоднородным сложным строением. Ее центральную часть занимает обширное плато, сложенное известняками и глинистыми отложениями сарматского возраста. Максимальные абсолютные отметки его поверхности достигают в северной части +260м, в южной - они понижаются до + 200м.
Таким образом, плато имеет общий уклон в южном направлении.
Другими важными элементами рельефа являются две бессточные впадины - Узень и Тонирекшин с крутыми, часто почти отвесными обрывами.
Дно впадины Узень изрезано глубокими оврагами с широко развитыми рыхлыми наносами - "пухляками" и более плотными песчаными образованиями.
Минимальная абсолютная отметка ее дна составляет +31 м. Впадина Тонирекшин расположена значительно выше, абсолютная отметка дна этой впадины достигает +137 м.
Климат района резко континентальный, типичный для полупустынь. Он характеризуется жарким засушливым летом с температурой воздуха до +40 - 45[0]С и малоснежной зимой с сильными ветрами и частыми песчаными бурями. Температура воздуха зимой временами понижается до - 25-30[0]С.
Атмосферных осадков выпадает мало, их наибольшее количество приходится на период с апреля по сентябрь и колеблется от 63 до 85мм.
Пустынный и полупустынный ландшафты населяют характерные виды растительного и животного мира. Весной произрастают песчаные осоки, колючка, ковыль. На песчаных массивах кое-где растет саксаул. Из животного мира выделяются джейраны, ... продолжение
Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.
Похожие работы
Дисциплины
- Информатика
- Банковское дело
- Оценка бизнеса
- Бухгалтерское дело
- Валеология
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Религия
- Общая история
- Журналистика
- Таможенное дело
- История Казахстана
- Финансы
- Законодательство и Право, Криминалистика
- Маркетинг
- Культурология
- Медицина
- Менеджмент
- Нефть, Газ
- Искуство, музыка
- Педагогика
- Психология
- Страхование
- Налоги
- Политология
- Сертификация, стандартизация
- Социология, Демография
- Статистика
- Туризм
- Физика
- Философия
- Химия
- Делопроизводсто
- Экология, Охрана природы, Природопользование
- Экономика
- Литература
- Биология
- Мясо, молочно, вино-водочные продукты
- Земельный кадастр, Недвижимость
- Математика, Геометрия
- Государственное управление
- Архивное дело
- Полиграфия
- Горное дело
- Языковедение, Филология
- Исторические личности
- Автоматизация, Техника
- Экономическая география
- Международные отношения
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности), Защита труда
