Технология повышения нефтеотдачи посредством глубокого дренирования продуктивного коллектора Серия: «Нефтегазовое дело» Выпуск V Практическое пособие (стр. 1 )

Группа компаний «Недра»

Региональный координационный научно-технический центр «Нефтяная долина»

,

Технология повышения нефтеотдачи

посредством глубокого дренирования

продуктивного коллектора

Серия: «Нефтегазовое дело»

Выпуск V

Практическое пособие

Уфа, 2013

УДК 550.232

Технология повышения нефтеотдачи посредством глубокого дренирования продуктивного коллектора: Практическое пособие// , . РКНТЦ, 2013, 79 с,

ISBN

В пособии рассматриваются физические и технические основы технологий глубокого дренирования продуктивного коллектора на основе бурения горизонтальных скважин, боковых стволов и радиального вскрытия пласта.

В последние годы эти технологии получили широкое распространение благодаря их высокой технолого-экономической эффективности, которая не всегда достигается  из-за недостаточного учета геолого-физических условий их применения. Данное учебное пособие предназначено помочь технологам устранить этот пробел, а также ознакомить студентов специальности 130503 «Разведка и разработка нефтяных месторождений» с основами оптимизации ГТМ, предназначенных для повышения нефтеотдачи.

Рецензент: , доктор технических наук

ISBN                                                                ©

©

© РКНТЦ, 2013

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение…………………………………………………………………...	4
Глава 1 Бурение горизонтальных и боковых стволов для добычи трудноизвлекаемых запасов нефти…..…………………………………..	5
1.1. Технология строительства горизонтальных и боковых стволов……………………………………………………………….	8
1.2.  Конструкция забоев боковых стволов и горизонтальных скважин………………………………………………………............	26
1.3. Промысловые результаты применения технологий ГС и БГС и пути их оптимизации с учетом геолого-физических условий………………………………………………………............	38
Вопросы для самоконтроля………………………………………………	44
Глава 2 Технология радиального вскрытия пласта с помощью глубокопроникающих каналов малого диаметра….……........................	45
2.1. Технология РВ-пласт и применяемое оборудование………..	45
2.2. Применение колтюбинга для радиального вскрытия пласта на депрессии…………………………………………………............	53
2.3. Применение колтюбинга при разработке месторождений природных битумов и высоковязких нефтей……………………...	66
Вопросы для самоконтроля………………………………………………	73
Заключение………………………………………………………………..	75
Список литературы……………………………………………………….	76

Введение

       Вопрос оптимизации технологии глубокого дренирования продуктивного коллектора в последние годы приобретает все большее распространение на многих нефтяных месторождениях, особенно находящихся на поздней стадии эксплуатации.

Актуальность этой технологии обусловлена двумя основными обстоятельствами, одно из которых связано с активным протеканием в призабойной зоне продуктивного пласта кольматационных процессов, значительно влияющих на ее проницаемость, а с другой – необходимостью увеличения поверхности фильтрации за счет создания в пласте протяженного канала вскрывающего оставшийся невыработанным целик нефти.

Каждая из предназначенных для этого технологий (бурение ГС, БГС и радиальное вскрытие пласта) имеют свою специфическую особенность, недоучет которой, особенно в конкретных геолого-физических условиях приводит к значительному снижению их технологической и экономической эффективности.

В данном учебном пособии подробно рассматриваются физические и технические основы перечисленных технологий и анализируются пути возможной их оптимизации с целью достижения максимальной эффективности.

Пособие предназначено для студентов специальности 130503 «Разведка и разработка нефтяных месторождений»

Глава 1 Бурение горизонтальных и боковых стволов для добычи трудноизвлекаемых запасов нефти

Технолого-экономическая эффективность БС и БГС во многом определяется их конструктивными параметрами (зенитный угол, азимут, длина открытого забоя и т. п.), которые должны быть обусловлены конкретными геолого-физическими и геолого-промысловыми условиями.

Главным назначение БС и БГС является, если отбросить все второстепенные факторы, селективное дренирование продуктивного пласта с целью вскрытия локально расположенных в нем невыработанных целиков нефти, образовавшихся в пласте в результате несовершенства ранее применявшейся технологии его разработки.

Большинство нефтяных месторождений на территории России вступили в завершающую стадию разработки, которая характеризуется активным протеканием в них процессов реструктуризации запасов.

Если условно можно представить структуру начальных геологических запасов как состоящую из долей «активных извлекаемых запасов» (АИЗ) и «трудно извлекаемых запасов» (ТИЗ), то на начальной стадии разработки нефтяных месторождений они соотносятся соответственно как 2:1, а уже на завершающей стадии это соотношение меняется на обратное и становится соответственно равным 1:2.

Трудноизвлекаемые запасы формируются, как правило, на участках коллектора имеющих неоднородную и сложную геологическую структуру.

К ним в первую очередь можно отнести участки выклинивания и литологического замещения продуктивных пластов, зоны нарушения их согласного залегания, в которых образуются тупиковые, застойные недренируемые области слабо подверженные воздействию приложенным к ним перепадам (градиентам) внешнего давления.

Другим важным геолого-физическим фактором, активно влияющим на формирование ТИЗ, является существенная анизотропия ФЕС коллекторов, которая является причиной ухудшения охвата пласта воздействием по площади и мощности, и, как следствие, - приводит к неконтролируемым, «кинжальным» прорывам воды от нагнетательных скважин к забою добывающих. При этом давление по контуру нефтеносности резко снижается, а в зонах пласта не охваченных вытеснением начинают активно формироваться ТИЗ.

Существенную роль в вытеснении нефти из продуктивного коллектора играет величина его пьезопроводности, при этом влияние этого фактора является преобладающим даже по сравнению с параметром гидропроводности пласта. Дело в том, что движение пластовой жидкости к забою добывающих скважин происходит главным образом под влиянием приложенного к коллектору градиента давления определяемого разностью между его пластовым и забойным значениями.

При этом, если скелет горной породы содержит большое количество глинистых минералов или пластовой флюид, заполняющий поры коллектора, обладает повышенной газонасыщенностъю, то перепад давления, приложенный к определенному участку пласта, претерпевает значительный эффект демпфирования, за счет которого приложенный перепад давления полностью поглощается на этом интервале, а пьезопроводность пласта снижается до предельно малой величины неспособной обеспечить фильтрацию пластового флюида к забою добывающих скважин, что может служить одной из причин формирования ТИЗ на участках пласта с повышенной упругоемкостью.

Наиболее распространенными и значимыми техногенными факторами, оказывающими  влияние  на  формирование  ТИЗ  являются  охлаждение коллектора под воздействием нагнетаемой технической воды через систему ППД, а также активно протекающие в нем деформационные процессы вызванные неконтролируемыми колебаниями пластового давления (отбор-закачка) по сравнению с относительно стабильным горным давлением.

Охлаждение, коллектора ниже температуры кристаллизации парафина приводит с одной стороны к увеличению вязкости нефти, а с другой - к выпадению из нее парафиновой составляющей. Все это вместе взятое снижает гидропроводность коллектора и способствует формированию локальных зон концентрации ТИЗ как по площади простирания коллектора так и по его мощности. 

Исследованиями [1] было установлено, что деформации смыкания-размыкания  флюидопроводящих  каналов  в  горной  породе  под  влиянием перепадов дифференциального давления разного знака носит, как правило, необратимый характер.

Имеет место, так называемый «гистерезис деформационных процессов», когда каждый последующий цикл смыкания-размыкания происходит в пределах  постепенно  уменьшающихся  значений  раскрытости  флюидопроводящих каналов.

В  конечном счете,  происходит  процесс  постепенной  монолитизации горной  породы  сопровождаемый  неуклонным  ростом  в  ней  внутренних напряжений.

Смыкание флюидопроводящих каналов приводит к защемлению нефти в поровом пространстве микроболоков горной породы и как следствие - к образованию трудноизвлекаемых запасов (ТИЗ).

В основе неоптимальных решений при заложении БС и БГС является ошибочное представление о том, что активные запасы нефти вырабатываются вблизи эксплуатационных скважин симметрично путем образования вблизи нее фронта вытеснения в виде правильной окружности.

На самом деле в природных условиях имеет место значительная анизотропия проницаемости, которая приводит к неравномерной выработке активных запасов вблизи эксплуатационных скважин, недоучет которой приводит часто к попаданию БС в обводненную часть пласта как по простиранию, так и по разрезу.

Чтобы избежать такой ошибки необходимо применять современные технологии оценки распределения плотности остаточных запасов основанные на компьютерных технологиях [2], либо на прямых геофизических методах, представленных в неземных (полевых) [3] межскважинных [4], либо скважинных модификациях [5].

Более сложные случаи формирования ТИЗ встречаются в межскважинном пространстве, локализация которых представляет собою трудную техническую задачу [2].