Методика структуризации остаточной нефти в техногенно измененных пластах

Актуальность проблемы.

На современном этапе развития нефтяной промышленности России значительное число нефтяных месторождений страны находится на поздней стадии эксплуатации с низким уровнем добычи нефти и высокой обводненностью добываемой продукции. Прирост запасов, по стране в целом, отстает от годовых уровней добычи нефти. В связи с этим источниками пополнения запасов становятся месторождения с трудноизвлекаемыми запасами, освоение которых требует применения специальных дорогостоящих технологий, что сдерживает их внедрение. В то же время, разрабатываемые на сегодняшний день месторождения характеризуются невысокими коэффициентами извлечения нефти (КИН) — около 0.3. Соответственно, в недрах остается огромное количество запасов нефти, которое может быть использовано в качестве ресурсной базы для нефтедобычи на разрабатываемых и обустроенных месторождениях, имеющих необходимую развитую инфраструктуру и квалифицированный кадровый персонал.

В настоящее время имеется множество технологий, позволяющих доизвлечь запасы остаточной нефти. Однако остаточная нефть обладает сложной динамической структурой, состоящей из нескольких отдельных видов, которые имеют различные физические свойства и степень подвижности. Соответственно, применяемые технологии оказываются эффективными лишь для отдельных видов остаточной нефти. Для обоснования рациональных методов и технологий доизвлечения остаточных запасов необходимо знать виды, структуру остаточной нефти и характер ее распределения в объеме залежи. В соответствии с имеющимися отраслевыми нормативными документами анализ остаточных запасов следует проводить на основе постоянно действующих геолого-технологических моделей (ПДГТМ). Однако современные ПДГТМ не позволяют дифференцировать, изучать и прогнозировать остаточное нефтенасыщение и не дают возможности осуществлять анализ содержания и распределения каждого отдельного вида остаточной нефти в техногенно измененных пластах. Поэтому, разработка методики, позволяющей детально структуризировать остаточную нефть по видам и степени подвижности, а также позволяющей моделировать адресное распределение различных видов остаточной нефти в объеме техногенно измененной залежи с помощью ПДГТМ представляет большой научный и практический интерес. Решение этих актуальных задач повысит точность прогноза нефтеотдачи и извлекаемости остаточных запасов, а также позволит более обоснованно подходить к выбору методов воздействия на техногенно измененные пласты при доразработке залежи.

Месторождение, выбранное в качестве объекта исследования, является характерным примером коллекторов с аномально сложным геологическим строением и трудно извлекаемыми запасами нефти, как с позиций геолого-промысловых характеристик, так и с позиций осуществляемой разработки. Уже в начальной стадии освоения пластов ЮКю-п возникли большие сложности при добыче нефти из коллекторов. А в настоящее время запасы нефти могут быть отнесены к остаточным.

Принципиальные выводы и методические решения, сделанные в результате изучения выбранного объекта во многом будут справедливы и для других месторождений с осложненными геолого-физическими условиями.

Таким образом, разработка методики структуризации остаточной нефти является актуальной, и будет способствовать решению задачи пополнения ресурсной базы страны.

Цель работы:

Разработка методики структуризации остаточной нефти по видам и степени подвижности, а так же прогнозирование адресного распределения этих видов остаточной нефти в объеме пласта для обоснования технологий доразработки обводненных залежей.

Объект исследования: Обводненные техногенно измененные терригенные отложения пластов ЮКю-п шеркалинского горизонта нижней юры тюменской свиты Талинской площади Красноленинского нефтяного месторождения.

Основные задачи исследований:

1. Обоснование структуры остаточных запасов в техногенно измененных пластах и выделение отдельных видов остаточной нефти.

2. Комплексный анализ геолого-физических критериев подвижности выделенных видов остаточной нефти.

3. Разработка методики структуризации остаточной нефти по видам и степени подвижности на основе совместного использования результатов моделирования заводнения и данных комплексного анализа керна.

4. Установление взаимосвязей между коллекторскими свойствами, свойствами внутрипоровой поверхности и количественным содержанием выделенных видов остаточной нефти.

5. Создание алгоритма адресного прогнозирования структуры распределения остаточной нефти на основе постоянно действующей геолого-технологической модели (ГТДГТМ).

6. Выявление закономерностей распределения разных видов остаточной нефти на заводненном участке техногенно измененной залежи.

Методы решения поставленных задач:

Для решения поставленных задач использовались методы лабораторного исследования керна и моделирования заводнения, методы статистического анализа результатов лабораторных экспериментов, а так же методы геолого-промыслового моделирования залежей и анализа разработки на основе ГТДГТМ (геологическая и гидродинамическая модели).

Защищаемые положения:

1. Методика структуризации остаточной нефти по видам и степени подвижности, основанная на комплексном использовании лабораторного моделирования заводнения и результатов изучения остаточной нефти по данным анализа керна.

2. Алгоритм адресного прогнозирования распределения различных видов остаточной нефти в заводненном пласте на основе ГТДГТМ.

3. Закономерности распределения видов остаточной нефти на примере заводненного участка техногенно измененной залежи.

Научная новизна работы:

1. Предложена методика структуризации остаточной нефти техногенно измененных пластов, позволяющая выделить виды остаточной нефти по степени подвижности;

2. Впервые, для пластов Юкю-п шеркалинской свиты Талинской площади Красноленииского нефтяного месторождения комплексно проанализирован ряд лабораторных измерений и получены нетипичные корреляционные зависимости между фильтрационно-емкостными характеристиками пласта и величинами остаточной нефти, выражающиеся в увеличении коэффициента остаточной нефтенасыщенности с увеличением коэффициента проницаемости.

3. Впервые, для исследуемого объекта, установлено влияние геолого-физических свойств пласта на содержание и степень подвижности остаточной нефти;

4. Предложен алгоритм адресного прогнозирования распределения разных видов остаточной нефти, различающихся по степени подвижности и извлекаемости, выполняемый на основе ПДГТМ.

5. Впервые, для исследуемого объекта, получена структура и распределение остаточной нефти в геологической модели пласта, а так же рассчитан ожидаемый эффект от доизвлечеиия запасов остаточной нефти.

Практическая значимость работы.

Практическая ценность разработанной методики заключается в повышении эффективности разработки за счет определения структуры и подвижности остаточных запасов нефти. Методика структуризации остаточной нефти позволяет выделить охваченные и неохваченные процессом заводнения участки техногенно измененного пласта. В участках, охваченных заводнением, появляется возможность структурировать остаточную нефть по видам, и прогнозировать её распределение в пласте для последующего целенаправленного адресного воздействия на скопления подвижных видов остаточной нефти. Предложенные методики могут быть использованы исследовательскими и производственными организациями отрасли при анализе и проектировании разработки с целью решения задач адресного прогнозирования распределения остаточной нефти и обоснования эффективных технологий ее доизвлечеиия, а так же способов воздействия на техногенно измененный пласт для повышения нефтеотдачи.

Апробация работы.

Полученные в работе результаты докладывались и обсуждались на: 4-й научно-практической конференции «Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России» — М: РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина, январь 2001 г.- 5-ой научно-технической конференции «Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России». — М.: РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина, январь 2003 г.- 6-ой научно-технической конференции «Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России». — М.: РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина, январь 2005 г.- молодежной секции научно-практической конференции «Геомодель — 2002», апрель 2002 г.- XVI Губкинских Чтений: «Развитие нефтегазовой геологииоснова укрепления минеральное сырьевой базы», ноябрь 2002 г.- XVII Губкинских чтениях: «Нефтегазовая геологическая наука — XXI век», посвященных 75-летию РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина. — М.: РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина, декабрь 2004 г.- научной конференции аспирантов, молодых преподавателей и сотрудников вузов и научных организаций «Молодежная наука — нефтегазовому комплексу». М.: РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина, март 2004 г.- международной конференции «Фундаментальные проблемы разработки нефтегазовых месторождений, добычи и транспортировки углеводородного сырья» — М.: ИПНГ РАН, ГЕОС, ноябрь 2004 г.- семинаре «Остаточные запасы нефти и технология их доизвлечения» в учебно-исследовательском центре повышения квалификации РГУ нефти и газа им И. М. Губкина в период 14.04. — 26.04. 2003 г.- Всероссийском семинаре «Теория и практика разработки и эксплуатации нефтяных и нефтегазовых месторождений», Москва, ВНИИнефть им. Акад. А. П. Крылова, 2004 г.;

В полном объеме диссертация докладывалась на: семинарах кафедры Промысловой геологии нефти и газа РГУ Нефти и газа им. И.М. ГубкинаXVII Губкинских чтениях, декабрь 2004 г.- 6-ой научно-технической конференции «Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России», январь 2005 г.- отчетной конференции по программе ОНЗ РАН «Фундаментальные проблемы геологии и геохимии нефти и газа и развития нефтегазового комплекса России», ноябрь 2005 г.

Внедрение результатов работы.

Результаты работы использовались:

1. в учебном процессе при чтении лекций по курсу «Геолого-промысловый анализ разработки эксплуатационных объектов» на кафедре промысловой геологии нефти и газа РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина, 2002;2004г.

2. в материалах семинара «Остаточные запасы нефти и технологии их доизвлечения» в учебно-исследовательском центре повышения квалификации РГУ нефти и газа им И. М. Губкина в период 14.04. — 26.04. 2003 г.;

3. отдельные методические разработки, выполненные в диссертационной работе, использовались в ОАО «Центральная Геофизическая Экспедиция» при технико-экономическом обосновании коэффициентов извлечения нефти и растворенного газа Красноленинского месторождения;

4. разработанная методика рекомендована и принята к использованию для построения гидродинамической модели пластов ЮК10. ц Красноленинского месторождения;

5. результаты структуризации остаточной нефти приняты отделом геологии и разработки ОАО «ТНК-Нягань» для обоснования адресных технологий доизвлечения остаточной нефти.

Публикации результатов работы.

По теме диссертации автором опубликовано 11 работ, 8 из них в тезисах научных конференций, 1 в журнале «Геология нефти и газа», 1 в журнале «Нефтегазопромысловый инжиниринг», 1 в сборнике статей РАН.

Объем и структура работы.

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав и заключения. Содержит 205 страниц машинописного текста, включая 25 рисунков, 5 таблиц и библиографический список использованной литературы из 199 наименований.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ.

1. На основе представлений о механизме формирования и свойствах остаточного нефтенасыщения, применительно к условиям пластов КЖю-п Талинской площади Красноленинского нефтяного месторождения, проведено разделение остаточной нефти на макро и микроуровень, а так же на виды, характеризуемые разной степенью подвижности.

2. Для решения задач структуризации ОН были проанализированы эксперименты, позволяющие оценить коэффициент вытеснения нефти, а так же количество нескольких видов ОН. Из них были выбраны те лабораторные эксперименты, условия которых удовлетворяют капиллярному режиму вытеснения и образования ОН. Критерием применимости служила четкая зависимость коэффициентов вытеснения и коэффициентов ОН от фильтрационно-емкостных свойств породы.

3. По результатам лабораторных экспериментов по вытеснению нефти водой были установлены зависимости разных видов ОН от коэффициента проницаемости. Полученные зависимости были дифференцированы по литологическим типам породы коллектора ЮКю-ц. При наличии такой литологической дифференциации в геологической модели объекта может быть повышена точность определений коэффициентов ОН.

4. Разработан алгоритм применения полученной методики структуризации ОН в ПДГТМ для моделирования распределения различных видов ОН.

5. Впервые, по разработанному алгоритму, с помощью модулей пакета Irap RMS в геологической части ПДГТМ была получена структура и распределение разных видов остаточной нефти в объеме участка техногенно измененного пласта ЮКю-ц Талинской площади Красноленинского нефтяного месторождения.

6. Впервые, в результате геологического моделирования, были получены значения удельных линейных запасов каждого выявленного вида остаточной нефти, а так же получена структура распределения этих запасов в коллекторе.

7. Выявленные структура и распределение остаточной нефти по видам в объеме пласта позволяют оценить возможности доизвлечения остаточной нефти различными прогрессивными технологиями.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Месторождение, выбранное в качестве объекта исследования, является характерным примером месторождения с аномально сложным геологическим строением и трудно извлекаемыми запасами нефти как с позиций геолого-промысловых характеристик, так и с позиций осуществляемой разработки. Уже в начальной стадии его освоения возникли большие сложности при добыче нефти из коллекторов пластов ЮКю-ц. А в настоящее время запасы нефти могут быть отнесены к остаточным.

Принципиальные выводы и методические решения, сделанные в результате изучения выбранного объекта, во многом будут справедливы и для других месторождений с осложненными геолого-физическими условиями.

Таким образом, разработка методики структуризации остаточной нефти является актуальной и будет способствовать решению задачи пополнения ресурсной базы страны. Ценность разработанной методики заключается в повышении эффективности разработки за счет определения структуры и подвижности остаточных запасов нефти. Методика структуризации остаточной нефти позволяет выделить охваченные и неохваченные процессом заводнения участки техногенно измененного пласта. В участках, охваченных заводнением, появляется возможность структурировать остаточную нефть по видам, и прогнозировать её распределение в пласте для последующего целенаправленного адресного воздействия на скопления подвижных видов остаточной нефти. Предложенные методики могут быть использованы исследовательскими и производственными организациями отрасли при анализе и проектировании разработки с целью решения задач адресного прогнозирования распределения остаточной нефти и обоснования эффективных технологий ее доизвлечения, а так же способов воздействия на техногенно измененный пласт для повышения нефтеотдачи.