Автореферат (Научно-методические основы исследований и разработки сложнопостроенных объектов нефтяных месторождений)

На правах рукописиФомкин Артем ВачеевичНаучно-методические основы исследованийи разработки сложнопостроенных объектовнефтяных месторожденийСпециальность 25.00.17 – Разработка и эксплуатациянефтяных и газовых месторожденийАвтореферат диссертациина соискание учёной степени доктора технических наукМосква, 2019Работа выполнена в Акционерном обществе «Всероссийский нефтегазовый научноисследовательский институт имени академика А.П. Крылова»Официальные оппоненты:Рогачев Михаил Константинович,доктор технических наук, профессор, заведующийкафедрой разработки и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений,Санкт-Петербургский горный университетФахретдинов Риваль Нуретдинович,доктор химических наук, профессор, генеральныйдиректор, ООО Многопрофильная Компания«ХимСервисИнжиниринг»Хисамутдинов Наиль Исмагзамович,доктор технических наук, профессор, заместительгенерального директора по научной работеООО НПО «Нефтегазтехнология»Ведущая организацияООО «Газпром ВНИИГАЗ»Защита диссертации состоится 20 февраля 2020 года в 15.00 ч.

на заседаниидиссертационного Совета Д 212.200.15 на базе федерального государственногоавтономногообразовательногогосударственныйучрежденияуниверситет нефтиивысшегогазаобразования(национальный«Российскийисследовательскийуниверситет) имени И.М. Губкина» по адресу: 119991, Москва, Ленинский проспект, д.65, корп. 1, ауд. 323-9.С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ФГАОУ ВО«РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина» и на сайте http://www.gubkin.ruАвтореферат разослан «____» ноября 2019 г.Ученый секретарьдиссертационного совета,Богатырева Елена Викторовнак.т.н., доцент2ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность темы исследования.

В последние годы одной из важнейших научно-технических проблем нефтяной промышленности России являетсяобеспечение эффективной разработки трудноизвлекаемых запасов нефти. Как известно доля этих запасов постоянно увеличивается и сейчас достигает 60% от разрабатываемых.Особое место среди выделяемых категорий трудноизвлекаемых запасов занимают сложнопостроенные объекты разработки (далее – СПО), имеющие природное сложное строение коллекторов, что предопределяет необходимость нестандартных подходов к их изучению, моделированию и разработке.Среди осложняющих строение залежей факторов особенно можно выделить: наличие трещинных систем; фобный характер смачивания; низкая проницаемость матрицы; высокая фильтрационная неоднородность; сложная геометрия резервуара.Наличие комбинаций этих факторов может быть следствием истории формирования продуктивной толщи, наличием выраженной разломной тектоники,присутствием палеоэрозионных факторов, отсутствием или гофрированностьюфлюидоразделов.

Отличительной особенностью СПО является аномальностьфильтрационных свойств резервуара, включающего, так называемую «быструю»проводящую и относительно низкопроницаемую «питающую» среды.Особенности залежей в таких коллекторах проявляются в спецификеи эффективности их разработки.

Эти отличия проявляются на всех стадиях освоения и эксплуатации месторождений, включая выделение эксплуатационных объектов, определения и формирование режима разработки, системы разбуривания,контроль заводнения, а также оценку влияния выработки запасов на вмещающиепороды и выбор метода повышения нефтеотдачи.Перечисленные осложняющие факторы в значительной степени отрицательновлияют на эффективность разработки сложнопостроенных объектов.Отечественные и зарубежные источники говорят о том, что КИН сложнопостроенных объектов, приуроченных к карбонатным коллекторам редко превышает 35 %, а при наличии дополнительных осложняющих факторов не превышает25 %.

Это вызвано повышенной неоднородностью объекта и возможной фобностью коллектора.3Создание методов изучения осложняющих факторов, их взаимосвязи и ролив процессе нефтеизвлечения, а также создание и совершенствование методологиипрогнозирования показателей разработки и технологии эксплуатации таких объектов является необходимым условием повышения эффективности разработки СПО.Ключевой характеристикой СПО является наличие трещинных систем.В литологическом отношении СПО чаще всего представлены трещиноватымикарбонатами, эффузивами, кристаллическими образованиями.

СПО, связанныес глинистыми коллекторами и баженитами в настоящей работе не рассматриваются.В мировой нефтяной промышленности хорошо известны крупныеи крупнейшие месторождения нефти в карбонатных трещинных коллекторах. ЭтоКелли-Снайдер в США, Экофиск в Северном море, месторождения свиты Асмариво внешней зоне складчатого пояса Загрес в Иране, Киркук, Северная Румейла иЗападная Курна в Ираке, Тенгиз, Карачаганак, Жанажол в подсолевом комплексев Казахстане, Барсуковское в Белоруссии и т. д.

В Российской Федерации, где основная добыча нефти сосредоточена на месторождениях Западной Сибири с преимущественно пластовыми залежами в терригенных коллекторах, на долю карбонатных коллекторов приходится около 10 % добычи нефти, что примерносоответствует их доле в балансе запасов. Основная добыча нефти в РФ из карбонатных коллекторов приходится на Пермскую, Оренбургскую, Самарскую, Саратовскую области, а также Республику Коми, Ненецкий автономный округ, Архангельскую область, Чеченскую Республику и Республику Ингушетия. Новыеперспективы связывают с Восточной Сибирью, в частности, с ЮрубченоТохомской зоной в Красноярском крае.В свою очередь СПО, связанные с кристаллическими породами, распространены существенно реже.

Тем не менее, промышленные месторождения нефтии газа в фундаменте, выявлены во многих регионах мира: Нафора-Ауджила в Ливии, Ла-Пас в Венесуэле, Хьюгон в США, Оймаша в Казахстане и др. в том числеодно из крупнейших, рассматриваемое в настоящей работе – месторождение Белый Тигр на юго-восточном шельфе Социалистической Республики Вьетнам. Гидротермально преобразованные кристаллические породы представляют собой уникальный тип коллектора, расширяющий перспективы поисково-разведочныхработ.Следует отметить, что, как правило, открытие месторождений в фундаментесвязаны со случайным стечением обстоятельств. В регионах с доказанной нефтеносностью редко бурят скважины со вскрытием фундамента, еще реже бурят пофундаменту и проводят исследования, и еще реже проводят испытания объектов в4фундаменте. Несмотря на отсутствие оценок доли запасов месторождений в фундаменте для ряда стран и регионов они вносят существенный вклад в добычу, таккак часто являются крупными по величине запасов и обладают высокой продуктивностью.Таким образом, можно говорить о том, что как минимум 60 % нефти содержится в карбонатных коллекторах и месторождениях в фундаменте, притом последние обладают большим потенциалом прироста ресурсов и запасов.

Это определяет значительные перспективы освоения сложнопостроенных объектовнефтяных месторождений.Цель диссертационной работы – создание усовершенствованной методологии изучения, моделирования и контроля процесса разработки объектов, относящихся к категории СПО в трещинных карбонатных и в кристаллических породах на основе широкого комплексирования традиционных и специальныхгеологических исследований, промысловых данных и аналитических методов.Задачи диссертационной работы: обоснование концептуальной модели коллектора, типизация коллекторовпо условиям фильтрации, принципы диагностики типов; обоснование комплекса геологических и промысловых исследований дляпостроения адекватной геолого-гидродинамической модели; разработка принципов формирования и адаптации гидродинамическихмоделей СПО; обоснование новых специальных расчетных методов контроля процессаразработки СПО при заводнении; исследования эффективности технологий повышения эффективности разработки СПО.Методы решения поставленных задач.

Задачи решались на основе теоретических, лабораторных и промысловых исследований, а также анализа геологопромыслового материала с использованием современных методов обработки исходной информации, использовалось геолого-гидродинамическое моделирование,достоверность полученных результатов подтверждалась сопоставлением модельных данных с фактическими показателями разработки.Научная новизна. Предложены методические подходы изучения сложнопостроенных объектов на всех стадиях освоения месторождений, позволяющиелокализовать и выделить объекты разработки.Обосновано использование концептуальной типизации коллекторов как длякарбонатных, так и для кристаллических пород.5Впервые предложено комплексировать метод специальной обработки термогидродинамических исследований скважин с результатами специальной интерпретации данных сейсморазведки 3D, что позволяет локализовать фильтрационные потоки в прискважинном пространстве и повысить качество адаптациигидродинамической модели.Предложены аналитические методы анализа разработки и прогноза технологических показателей разработки сложнопостроенных объектов.Получены результаты экспериментальных исследований и опытнопромышленных работ по обоснованию эффективности технологий увеличениянефтеотдачи в карбонатных гидрофобных коллекторах.Практическая ценность и реализация результатов работы.

Результатыисследований и предложенные технологии использовались при решении различных геологических и технологических задач на ряде месторождений с залежами вкарбонатных трещиноватых коллекторах, в том числе на Северо-Хоседаюском,Западно-Хоседаюском, Висовом, Харьягинском и др.

Для СПО, связанных с кристаллическими породами, такие исследования велись на месторождениях БелыйТигр, Юго-Восточный Дракон, Морская Черепаха-Южный Дракон на шельфеСРВ. В работе представлены примеры успешной реализации проектов. По результатам выполненных работ была пробурена эксплуатационная скважина, давшаяприток безводной нефти, накопленная добыча которой по состоянию на01.11.2018 г. составила более 450 тыс. т.Использование рекомендуемых методов в практике формирования геологической основы и контроля процесса разработки СПО повысит качествои оперативность этих работ и, в конечном счете, увеличит эффективность разработки.Положения, выносимые на защиту:1.Методология выбора эксплуатационных объектов СПО на основекомплексного подхода с использованием всего цикла изучения от палеореконструкции и седиментационной модели продуктивного резервуара для СПО в карбонатных трещинных коллекторах и петрофизической модели для СПО в кристаллических массивных залежах до учета состояния текущей разработкии отклонений в динамике показателей.2.Комплекс новых методических подходов для контроля процесса заводнения залежей СПО.3.Обоснование комплексирования технологии СОТГДИС и результатовинтерпретации данных сейсморазведки 3D для построения и адаптации гидродинамической модели СПО в кристаллических отложениях.64.Обоснование перспективных технологий методов увеличения нефтеотдачи для повышения эффективности разработки СПО.Апробация результатов.

Основные результаты работ докладывались на: ХIV научно-практической конференции «Геология и разработка месторождений с трудноизвлекаемыми запасами» (г. Анапа, 2014 г.); ХV научно-практической конференции «Геология и разработка месторождений с трудноизвлекаемыми запасами» (г.