На втором этапе осуществляется построение капиллярных изобар (палетки p-типа). Для этого из всего множества кривых, полученных лабораторным путем, берутся точки с одним капиллярным давлением и наносятся на график зависимости водонасыщенности от выбранного петрофизического параметра (проницаемости). Полученная зависимость называется капиллярной изобарой и аппроксимируется аналитической, либо кусочно-непрерывной функцией, после чего аналогичные операции выполняются над точками с другим давлением и т. д.

На третьем этапе вычисляются давления начала вытеснения (Pd), которые являются характерными точками на ККД. Для этого вычисляются точки, в которых капиллярные изобары выходят на 100 %-ю водонасыщенность. Таким образом, вычисляются значения х, в которых давление изобары является давлением начала вытеснения. Затем строится и аппроксимируется зависимость Pd от x. (Рис. Рис. 3а) Если четкой функции не получается, то с графика убираются точки, которые соответствуют проницаемостям, отсутствующим в данном коллекторе. Если и это не решает проблемы (что встречается весьма редко), то зависимость аппроксимируется кусочно-непрерывной функцией. Достоинством данного способа является то, что давление вытеснения определяется не графическим способом на глаз (как это в классическом способе), а вычисляется математически, при этом в расчете участвуют не только первые, но и остальные точки ККД.

Если аппроксимация капиллярных изобар степенными функциями () прошла на втором этапе успешно, выполняется построение палеток типа а и n. Если изобары аппроксимируются кусочно-непрерывной функцией, то такие палетки строятся для каждого участка аппроксимации. Аппроксимировать палетки а и n-типа аналитическими функциями не рекомендуется. Как показала практика, даже при визуально хорошей аппроксимации небольшие отклонения приводят к существенным искажениям в форме ККД, поэтому такие палетки лучше оставить в точечном виде, а промежуточные значения интерполировать между соседними точками.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

В общем случае при успешном выполнении четвертого этапа всю совокупность ККД исследуемого диапазона можно описать функцией:

(5)

При аппроксимации капиллярных изобар логарифмическими функциями формула будет выглядеть так:

, (6)

где , и определяются по соответствующим палеткам.

Достоинством метода является то, что он не является ни полностью аналитическим - ни полностью эмпирическим, а также может быть гибко изменен в зависимости от сложности коллектора.

В конце раздела приведен пример построения капиллярной модели разреза на основе МКП. Применимо для залежей это позволяет определить потенциальные направления капиллярных перетоков и оценить объемы промываемой и подпитывающей сред.

Четвертый раздел посвящен повышению энергоэффективности вытеснения нефти водой за счет наиболее полного использования потенциалов капиллярных сил. Максимальное использование этих потенциалов позволит сократить закачку воды до необходимого уровня и снизить добычу жидкости, что приведет к существенной экономии энергии, затрачиваемой на эксплуатацию залежи.

Необходимо отметить, что успешный опыт подобных мероприятий был получен на Малочерногорском месторождении. В ходе мероприятий была полностью прекращена закачка воды в пласт. В течение 10 лет закачка возобновлялась дважды в ограниченном объеме (в объеме текущей добычи нефти). В результате была получена существенная экономия электроэнергии, при этом текущий КИН был повышен с 6 % до 35 %, а рост обводненности составил 2 %.

В данной работе рассматриваются геологические аспекты таких мероприятий. В начале раздела представлен способ оценки капиллярных потенциалов для двойной среды. Предлагается оценка по формам капиллярных кривых, характерных для промываемой и пропитываемой сред. Для этого на кривых отсекаются капилляры, которые в условиях пласта насыщены водой, и капилляры, промываемые под действием, создаваемого при разработке, градиента давления (Рис. Рис. 4). Оставшиеся участки пропорциональны потенциальному вкладу перетоков в добычу.

Согласно представлениям, сформированным в первом разделе, оптимальный режим должен обеспечивать:

1   Накопление нефти в промываемой среде, достаточное для ее фильтрации.

2   Своевременный вынос нефти, перемещенной миграционными и немиграционными перетоками.

3   Достаточный подвод воды для поддержания капиллярных процессов в пропитываемой среде.

4   Градиент давления, обеспечивающий проталкивание капель нефти через горловины промываемых пор (обеспечение капельной проводимости, снижение объемов капиллярно-защемленной нефти).

5   Экономию энергозатрат на эксплуатацию залежи.

6   Максимально полное извлечение нефти.

7   Экономически рентабельную эксплуатацию.

Одновременное выполнение всех этих условий при стационарных режимах эксплуатации невозможно. Поскольку в условиях анизотропии порового пространства смена направления вытеснения приносит увеличение нефтеотдачи, было предложено использовать циклическое разнонаправленное заводнение (Рис. Рис. 5). Применительно к 5- точечной схеме это означает периодическое нагнетание разными скважинами. При этом каждая последующая скважина ячейки повторяет цикл предыдущей со сдвигом по фазе 90°. Это позволяет создавать потоки не только по направлениям от нагнетательных скважин, но и формировать промежуточные направления благодаря суперпозиции градиентов от разных скважин.

Было рассмотрено несколько вариантов циклического разнонаправленного заводнения, различающихся по продолжительности работы скважин и форме импульса нагнетания. При этом учитывалось, что резкое включение нагнетательных скважин создает сильные нагрузки на насосное оборудование и приводит к появлению техногенных трещин в прискважинной зоне и цементном камне. Важным критерием являлась возможность плавного регулирования соотношения циклов нагнетания/выстойки. В связи с этим наиболее перспективным представляется регулирование нагнетания по гармоническому закону. Интенсивность нагнетания каждой скважины описывается при этом по формуле:

, (7)

где - максимальная амплитуда импульсов нагнетания м³/сут; - постоянная времени, б/р; - время, сут; - номер фазы нагнетания (1-4); - показатель степени (от 1 до 5).

Регулировка режимов нагнетания осуществляется следующим образом. Объемы закачки изменяются путем изменения амплитуды , длительность циклов - постоянной , соотношение циклов нагнетания/выстойки - постоянной .

В конце раздела выполнена оценка экономии электроэнергии от реализации предложенного метода. Анализ промыслового энергопотребления показывает, что более 60 % энергии уходит на подъем жидкости из скважины, 26 % на закачку воды в пласт и оставшиеся 14 % на подготовку транспорта нефти и газа. Таким образом, сократив бесполезную циркуляцию воды по кругу пласт – промысловое оборудование – пласт можно существенно снизить затраты электроэнергии. Учитывая, что обводненность продукции на последних стадиях, как правило, превышает 85 %, то четырехкратное снижение объемов закачки при реализации циклического разнонаправленного заводнения позволяет сократить энергопотребление на 61 % без существенного снижения добычи нефти.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ДИССЕРТАЦИИ

1   Разработана новая методика обработки результатов центрифугирования образцов горных пород с целью получения кривых капиллярного давления. Данная методика, в отличие от ранее разработанных, основана на результатах трехмерного моделирования, что позволяет учитывать радиальные и гравитационные эффекты, а также использовать её для центрифуг с любым положением образца (в т. ч наклонным и вертикальным). Данная методика также позволяет получить более детальную капиллярную кривую, более детальное распределение поровых каналов и оценить интервалы достоверных определений.

2   Разработан новый метод построения капиллярных петрофизических моделей, который, в отличие от ранее разработанных, обеспечивает более высокую точность описания ККД благодаря тому, что сочетает в себе как аналитические, так и эмпирические подходы. Метод успешно показал себя при построении моделей пластов покурской и малахеттской свиты, а также отложений неокома и ачимовки.

3   Разработан способ оценки потенциалов капиллярных перетоков. Предложены способы заводнения, позволяющие наиболее эффективно реализовать их потенциалы, снизив при этом потребление электроэнергии на промысле. По оценкам автора, суммарная экономия электроэнергии, полученная от реализации вышеописанных разработок, может достигнуть 61% за счет снижения объемов бесполезно циркулирующей воды.

4   Разработана формула капиллярного числа, отличающаяся от ранее известных тем, что позволяет учитывать особенности геометрии порового пространства.

5   Установлено, что на микроуровне при вытеснении нефти водой в гидрофильных коллекторах доминирующую роль играют капиллярные силы. При этом гидродинамический градиент давления выполняет преимущественно транспортную функцию.

6   Установлено, что главной причиной стабилизации добычи нефти на последней стадии добычи является капиллярная пропитка низкопроницаемых зон, поэтому при заводнении залежи важно подобрать оптимальные режимы, обеспечивающие эффективную капиллярную пропитку низкопроницаемых зон и эффективную промывку высокопроницаемых.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

В изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1.  Капиллярно-гидродинамическая модель пласта залежи как новый взгляд на механизмы извлечения нефти / //Нефтепромысловое дело. – 2009. – №8. – С. 41-43.

2.  Учет капиллярно - гидродинамической модели залежи при описании механизмов извлечения нефти и газа / //Газовая промышленность. – 2009. – №11. – С. 35-37.

3.  Метод обобщения кривых капиллярного давления с построением капиллярных петрофизических моделей / //Геология, география и глобальная энергия. – 2010. – №3. – С. 27-32.

4.  Метод капиллярных палеток для создания моделей ачимовских отложений /, //Газовая промышленность. – 2010. – №12. – С. 27-32.

5.  Пересчет кривых капиллярного давления, полученных на разных типах центрифуг и по разным методикам /, //Газовая промышленность. – 2011. – №6. – С. 30-35.

6.  Оперативный анализ результатов исследований керна /, // Нефтяное хозяйство. – 2011. – №10. – С. 78-79.

В других изданиях:

7.  Обоснование характерных размеров порового канала для определения степени его капиллярности / //Нефть, газ, новации. – 2009. – №5-6. – С. 17-20.

8.  Продление рентабельного периода работы залежи, как один из способов повышения нефтеотдачи / //Нефть, газ, новации. – 2009. – №5-6. – С. 13-16.

9.  Обработка результатов центрифугирования пород с использованием математического моделирования» / //Нефть, газ, новации. – 2010. – №8.– С. 27-31.

10. . Оценка приемлемости для геологического и гидродинамического моделирования кривых капиллярного давления, полученных методом центрифугирования /, //Геология, бурение разработка и эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений. – 2010. – №3 . – С. 25-37.

Подписано к печати 4.11.2013 г.

Формат бумаги 60x84 1/16.

Усл. печ. л. 1,00. Заказ № 000. Тираж 100 экз.

, ООВ

625019, г. Тюмень, Воровского, 2

 

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4