Совершенствование технологии разработки трудноизвлекаемых запасов нефти месторождений ООО «Лукойл — Западная Сибирь»

Актуальность темы

исследований. На современном этапе развития нефтегазодобывающего комплекса России большинство высокопродуктивных залежей находится на поздней или заключительной стадии разработки. Проблемы увеличения нефтеотдачи и вовлечения в разработку трудноизвлекаемых запасов (ТрИЗ) нефти в настоящее время весьма актуальны, в том числе и для месторождений Западной Сибири, где удельный вес этих запасов составляет около 60%.

В настоящее время на большинстве объектов разработки ООО «ЛУКОЙЛ — Западная Сибирь» также ставится задача стабилизации добычи нефти. Продуктивные пласты в большинстве своем характеризуются высокой зональной и послойной неоднородностью, низкой 'начальной нефтенасыщенностью и проницаемостью, а также наличием обширных водонефтяных зон.

По объектам разработки накоплен значительный объем материалов по применению третичных методов увеличения нефтеотдачи. Использование ряда технологий повышения нефтеотдачи зачастую малоуспешно, что в значительной мере обусловлено недостаточной адаптацией методов к конкретным геолого-промысловым условиям. В свете назревшей необходимости их рационального применения возникла задача проведения структуризации, выявления геолого-технологической приуроченности запасов нефти ООО «ЛУКОЙЛ — Западная Сибирь» и совершенствования систем рациональной выработки остаточной запасов нефти.

Разработка водонефтяных зон вызывает целый ряд трудностей. Конечный коэффициент нефтеотдачи по большинству ВНЗ ожидается значительно ниже, чем в чисто нефтяных частях залежи, что обусловлено с особыми условиями их эксплуатации, связанными с близостью водонефтяного контакта. Быстрый прорыв подошвенной воды к забоям добывающих скважин, низкие темпы отбора нефти при высокой степени обводненности добываемой продукции приводят к снижению нефтеотдачи пласта, к увеличению сроков разработки, к повышению непроизводительных затрат на добычу попутнойводы, ее транспорт и подготовку и, в конечном счете, к ухудшению технико-экономических показателей разработки в целом залежи.

Низкопроницаемые пласты и прослои имеются и в высокопродуктивных объектах, где они залегают в виде линз различной величины, полос различной ширины или коллекторов площадного развития.

Разнообразие геологических условий залегания, физических свойств пород и нефтей как по отдельным пластам, так и в пределах площадей приводят к выводу о необходимости самостоятельного изучения всех этих объектов и иного подхода к проектированию разработки, чем в объектах средней и высокой продуктивности.

Значительный резерв повышения эффективности заключается в выборе соответствующих технологий и общей стратегии планирования применения методов воздействия на пласт. При этом следует сделать правильный выбор из существующего арсенала гидродинамических, физических и химических методов увеличения нефтеотдачи (МУН).

Цель работы: Повышение эффективности разработки трудноизвлекаемых запасов нефти месторождений ООО «ЛУКОЙЛ — Западная Сибирь» на основе комплексного применения физических, химических и гидродинамических методов. Создание обоснованной системы, определяющей комплекс геолого-технологических критериев выбора' технологий для освоения трудноизвлекаемых запасов углеводородного сырья.

Задачи и методы исследования:

1. Провести структуризацию и дифференциацию трудноизвлекаемых запасов нефти месторождений ООО «ЛУКОЙЛ — Западная Сибирь».

2. Выполнить множественную классификацию и идентификацию объектов разработки ООО «ЛУКОЙЛ — Западная Сибирь» с помощью методов — главных компонент (ГК) и искусственных нейронных сетей (ИНС). Сравнить результаты обеих классификаций и установить наиболее эффективные применяемые МУН по выделенным группам объектов.

3. Создать совмещенный из нескольких методов комплексный критерий подбора технологий освоения трудноизвлекаемых запасов нефти.

4. Разработать и провести качественный анализ гидродинамических моделей фильтрации растворов химреагентов в водонефтяных зонах нефтяных месторождений и низкопроницаемых коллекторах.

5. На основе предложенных методик рассмотреть конкретныеметоды воздействия на низкопроницаемые коллекторы и водонефтяные зоны месторождений с учетом общей стратегии планирования применения методов повышения нефтеотдачи пластов (ПНП).

Научная новизна результатов, полученных в работе:

1. Впервые проведены сравнительная классификация объектов разработки месторождений ООО «ЛУКОЙЛ — Западная Сибирь» методами ГК, ИНС и дифференциация технологической эффективности применяющихся методов ПНП по выделенным группам объектов.

2. Предложены методика совместного применения методов ГК и ИНС, а также экспертных оценок для оптимального подбора методов воздействия на трудноизвлекаемые запасы нефти. Для условий ООО «ЛУКОЙЛ — Западная Сибирь» разработаны гидродинамические модели фильтрации растворов химреагентов в водонефтяных зонах и в низкопроницаемых коллекторах, позволяющие прогнозировать эффективность МУН.

3. На основе приведенных методик предложены конкретные методы воздействия на низкопроницаемые коллекторы и водонефтяные зоны месторождений с учетом общей стратегии планирования применения методов ПНП.

Основные защищаемые положения.

1. Классификация объектов разработки месторождений ООО «ЛУКОЙЛ — Западная Сибирь» методами главных компонент и искусственных нейронных сетей и анализ эффективности технологий ПНП по выделенным группам объектов.

2. Методика оптимального подбора методов воздействия на трудноизвлекаемые запасы нефти месторождений ООО «ЛУКОЙЛЗападная Сибирь».

3. Гидродинамические модели фильтрации растворов химреагентов в водонефтяных зонах и низкопроницаемых коллекторах, позволяющие прогнозировать технологические параметры рекомендуемых к внедрению МУН.

Практическая ценность. Результаты, полученные в диссертационной работе, могут использоваться в качестве инженерных методик для выбора и прогнозирования технологической эффективности гидродинамических, физических и химических методов воздействия на трудноизвлекаемые запасы нефти.

Результаты исследований позволяют значительно повысить степень достоверности и надежности процедуры обоснования и планирования применения МУН на объектах разработки с трудноизвлекаемыми запасами нефтиповысить степень эффективности применения гидродинамических, химических и физических МУНболее обоснованно проводить анализ разработки и выработки водонефтяных зон месторождений и низкопроницаемых коллекторовна основе гидродинамических моделей осуществлять качественный анализ влияния комплекса факторов на показатели разработкис использованием методов ранговой корреляции осуществлять обоснованный выбор скважин для форсированного отбора для ВНЗ) — эффективно проводить комплекс геолого-технологических «мероприятий по рациональному использованию запасов нефти на залежах нефти с ТрИЗ.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано шесть печатных работ и два патента.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения.

Список литературы

включает 46 наименований. Текст на 150 страницах, содержит 30 рисунков и 19 таблиц.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

1. Проведена структуризация трудноизвлекаемых запасов нефти применительно к условиям нефтяных месторождений ООО «ЛУКОЙЛ — Западная Сибирь», максимально адаптированная к решению практических производственных задач и позволяющая повысить адресность воздействия на выделенные группы ТрИЗ. При этом учтены не только такие параметры, как пониженная проницаемость и наличие водонефтяных зон, но и сочетание различных осложняющих нефтеизвлечение факторов, приводящих в итоге к низким дебитам, высокой обводненности и недостаточной эффективности процесса извлечения нефти.

2. Предложены методы подбора технологий повышения нефтеотдачи пластов для конкретных геолого-промысловых условий, основанные на аппаратах статистической оценки множественной близости факторов (метод главных компонент) — современных методов имитации процессов и явлений, используемых для задач классификации и управления (метод нейронных сетей) — близости геолого-промысловых параметров объектов воздействия оптимальным условиям применения технологий (вероятность достижения максимального эффекта).

Выполнено группирование исследуемых объектов по первым двум методам, в результате чего установлено, что метод нейронных сетей производит группирование более точно (большее число групп с близкими характеристиками).

3. На основе предложенного совмещенного критерия, основанного на ранговой классификации оценок по различным статистическим методам, дифференцированно проведен подбор наиболее эффективных технологий воздействия на пласт по выделенным группам объектов. Показано, что при использовании эмпирического коэффициента регрессии прогнозов значительно повышается степень достоверности выбора метода увеличения нефтеотдачи для конкретных reo лого-технологических условий.

4. В результате математического моделирования применения физико-химических МУН в низкопроницаемых коллекторах и ВНЗ, в том числе осадкообразующих технологий, выявлены основные механизмы, приводящие к увеличению коэффициента извлечения нефти в данных технологиях: селективность воздействия, выравнивание фронта вытеснения и увеличение охвата пласта.

5. На примере конкретных месторождений — Вать-Еганское и Тевлино-Русскинское — продемонстрированы результаты выбора и обоснования технологий освоения ТрИЗ, приуроченных к низкопроницаемым коллекторам и водонефтяным зонам. Установлено, что для объектов с низкопроницаемыми коллекторами наиболее эффективными технологиями являются кислотные обработки скважин и гидравлический разрыв пласта, а для объектов с ВНЗ — применение сшитых полимерных систем и технология акустической реабилитации скважин и пласта.