Автореферат (Совершенствование технологии извлечения нефти из карбонатных коллекторов на основе разномасштабных исследований)

На правах рукописиХабирова Луиза КамилевнаСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИИЗВЛЕЧЕНИЯ НЕФТИ ИЗ КАРБОНАТНЫХ КОЛЛЕКТОРОВНА ОСНОВЕ РАЗНОМАСШТАБНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙСпециальность 25.00.17 – Разработка и эксплуатация нефтяныхи газовых месторожденийАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание учёной степеникандидата технических наукМосква − 20202Работа выполнена в федеральном государственном автономномобразовательном учреждении высшего образования «Российский государственныйуниверситет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имениИ.М.

Губкина»Научный руководитель:Бравичева Татьяна Борисовнакандидат технических наук, доцентОфициальные оппоненты:Владимиров Игорь Вячеславовичдоктортехническихнаук,Федеральноегосударственноебюджетноеобразовательноеучреждениевысшегообразования«Уфимскийгосударственный нефтяной технический университет»,профессор кафедры «Разработка и эксплуатациягазовых и газоконденсатных месторождений»Метт Дмитрий Александровичкандидат технических наук, ООО "ЛУКОЙЛИнжиниринг", начальник отдела геологическогоизучения трудноизвлекаемых объектовВедущая организацияИнститут проблем нефти и газаРоссийской академии наук (ИПНГ РАН)Защита диссертации состоится 26 марта 2020 г., в 15 час.

00 мин. на заседаниидиссертационного совета Д 212.200.15 на базе федерального государственногоавтономного образовательного учреждения высшего образования «Российскийгосударственный университет нефти и газа (национальный исследовательскийуниверситет) имени И.М. Губкина» по адресу: г.

Москва, ул. Ленинский проспект, д.65, корп. 1, ауд. 323-9.С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ФГАОУВО «РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина» и на сайте http://www.gubkin.ru.Автореферат разослан ____ января 2020 г.Ученый секретарьдиссертационного совета, к.т.н., доцентБогатырева Елена Викторовна3ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность темы исследованияКрупные нефтяные месторождения Республики Татарстан (РТ) находятся напоздней стадии разработки, и вопрос о поддержании текущих уровней добычи нефтистановится все острее и решается в том числе вовлечением в разработкутрудноизвлекаемых запасов карбонатных отложений. Доля остаточных запасов нефтив карбонатных коллекторах неуклонно возрастает и на 2018 год составила более 40 %от балансовых.

Основные запасы нефти по отложениям карбонатного карбонасосредоточены в отложениях турнейского и башкирского ярусов, при этом турнейскийярус достаточно активно вовлечен в разработку в отличие от башкирского.До настоящего времени при решении задач управления разработкойместорождений с карбонатными коллекторами не в полной мере учитываются сложныемеханизмы нефтеизвлечения, в первую очередь связанные с трещинной составляющейколлектора. Недостаточно полно изучены свойства коллекторов башкирского яруса,существенно влияющие на эффективность разработки, такие как изменениесмачиваемости поверхности порового пространства продуктивных пластов по глубинеих залегания и расположение зон разуплотнений с неизвестным характером развитиятрещин.В современных условиях цифровизации процессов разработки нефтяныхместорождений не уделяется должного внимания способам моделирования зонразуплотнений, анизотропии развитой системы трещин, не формализованы методысовершенствованияприменяемых гидродинамических моделейсихучётом.Результатом этого являются низкие темпы выработки запасов нефти из карбонатныхколлекторов, неэффективность системы заводнения и, как следствие, низкиекоэффициенты нефтеизвлечения.Такимобразом,актуальнымявляетсяисследование,направленноенасовершенствование технологий извлечения нефти из карбонатных коллекторовбашкирского яруса, основанное на изучении в разных масштабах (размерностях)свойствпродуктивнойсистемыиформализациидополнительныхметодовусовершенствования гидродинамических моделей.Цель диссертационной работыСовершенствование технологии извлечения нефти из карбонатных коллекторовбашкирского яруса месторождений РТ на основе проведения промысловыхисследований изменения геолого-физических свойств продуктивной системы, а такжефизического и геолого-гидродинамического моделирования.4Основные задачи исследований:1.

Анализструктурыостаточныхзапасов,особенностейипроблемнефтеизвлечения из карбонатных коллекторов башкирского яруса месторождений РТдля определения возможных направлений повышения эффективности разработки.2. Выявление особенностей изменения смачиваемости пород продуктивныхпластов башкирского яруса от кровли к подошве по глубине их залегания иисследование их влияния на эффективность разработки на основе физического игеолого-гидродинамического моделирования.3. Обоснование необходимости учёта расположения зон разуплотнений наоснове использования результатов интерпретации 3D сейсмических исследований сцелью совершенствования технологии разработки.4. Разработка способа повышения достоверности гидродинамических расчетовкарбонатных коллекторов с учетом свойств трещинной среды и результатов 3Dсейсмических исследований.5.

Численное исследование влияния расположения скважин относительно зонразуплотнений на эффективность нефтеизвлечения для геологических условийбашкирского яруса с учётом результатов разномасштабных исследований.6. Оценка влияния выявленного расположения зон разуплотнений на показателиразработки при промысловых исследованиях.7. Выработка рекомендаций по совершенствованию системы заводненияисследуемой залежи с учётом выявленных зависимостей.Научная новизна:1.Доказано, что смачиваемость порового пространства карбонатногопродуктивного пласта башкирского яруса Аканского нефтяного месторождениялинейно изменяется от смешанного типа до преимущественно гидрофобного сувеличением глубины его залегания, при этом доля гидрофильной поверхности откровли к подошве пласта уменьшается с темпом от 0,08 % до 1,2 % на один погонныйметр его толщины в диапазоне величин доли гидрофильной поверхности от 52 %до 12 %.2.Показано, что наличие открытых и закрытых трещин в выбранноминтервале скважины, пробуренной в выявленной 3D сейсмическими исследованиямизоне разуплотнения, определяют синхронные экстремумы гамма каротажа (ГК),потенциалов самопроизвольной поляризации (ПС) и каротажа сопротивлений (КС).При этом если синхронные отклонения ГК и ПС направлены в сторону минимальных5значений, а КС – в любую сторону экстремума, то это открытые трещины, проводящиежидкость; а если синхронные отклонения ГК и ПС направлены в сторонумаксимальных значений, а КС – в сторону минимальных значений, то это закрытыетрещины, не проводящие жидкость.3.Предложена методика генерации и трансформации в гидродинамическуюмодель дополнительных исходных данных разномасштабных исследований похарактеру смачиваемости поровой среды карбонатных коллекторов башкирского ярусаи по структуре системы трещин в выявленных 3D сейсмическими исследованиямизонах разуплотнений с уточненной в процессе отбора и анализа образцов керна игеофизическими исследованиями степенью открытости трещин для тока флюидов.Теоретическая и практическая значимость работы:1.Разработана методика подбора участков для бурения скважин, котораяиспользуется при строительстве скважин Аканского месторождения башкирскогояруса и аналогичных месторождений ПАО «Татнефть» им.

В.Д. Шашина. Методикаучитывает расположение зон разуплотнений для размещения скважин в зонах снаилучшими фильтрационно-емкостными свойствами, что позволяет увеличитьсреднюю накопленную добычу нефти, приходящуюся на скважину, на 24 % в среднемза два года эксплуатации.2.Разработана методика подбора участков для организации системыподдержания пластового давления (ППД), позволяющая учитывать изменениесмачиваемости поверхности продуктивного пласта по глубине его залегания ирасположение зон разуплотнения для размещения добывающих и нагнетательныхскважин с учетом их влияния. Методика используется при управлении разработкойАканского месторождения башкирского яруса и аналогичных месторожденийПАО «Татнефть» им. В.Д.

Шашина.3.По теме диссертации получено два патента РФ на изобретение.4.Результаты, полученные в ходе исследований по теме диссертационнойработы, используются для повышения достоверности гидродинамических расчетовпривыполнениинаучно-исследовательскихработвПАО«Татнефть»им. В.Д. Шашина.5.Результатыработыиспользованыпривыполнениинаучно-исследовательских работ по совершенствованию систем разработки башкирскогояруса Аканского месторождения (договор № 26/07/0750/1/118, 27/07/0750/1/119,№ 28/07/0750/1/121 от 01.01.2014 с ЗАО «Предприятие Кара Алтын»).6Объект и предмет исследованияОбъектомисследованияявляютсяпродуктивныепластыкарбонатныхколлекторов башкирского яруса нефтяных месторождений РТ на примере Аканскогоместорождения, предмет исследования – геолого-физические свойства продуктивнойсистемы,определенныепорезультатамразномасштабныхисследованийисущественно влияющие на извлечение нефти.Методы исследованийРешениепоставленныхзадачбазируетсянаобобщениирезультатовтеоретических, экспериментальных и промысловых исследований с использованиемфизического и геолого-гидродинамического моделирования.

Для изучения и анализаавтором проведены промысловые исследования скважин и использованы их данные,результатылабораторныххарактеризующие объект,информации.Широкоисследованийкерна,результаты оценкиприменялисьметодыстатистическиеисходнойданные,геолого-промысловойматематическогомоделированияпластовых систем с обобщением результатов промышленных испытаний при созданииновых способов учёта параметров карбонатных пластов при моделировании.Основные защищаемые положения:1.При физическом моделировании на керновом материале показано, что длябашкирского яруса Аканского нефтяного месторождения смачиваемость линейноизменяется от смешанного типа до преимущественно гидрофобного с увеличениемглубины.

Получена соответствующая закономерность, которую необходимо учитыватьпри принятии технологических решений на основе геолого-гидродинамическогомоделирования.2.На основе выявленных закономерностей изменения геолого-физическихсвойств системы и результатов 3D сейсмических исследований разработан способповышения достоверности гидродинамических расчетов показателей разработкизалежей карбонатных коллекторов, учитывающий дополнительные параметрытрещинной среды.3.Наосновекомплексированиярезультатовразномасштабныхисследований (3D сейсмических исследований, лабораторных исследований керна,промысловых исследований, геолого-гидродинамического моделирования) выявленыи апробированы закономерности пространственного положения зон разуплотнений дляусловий Аканского нефтяного месторождения, которые необходимо учитывать присовершенствовании технологии извлечения нефти.7Обоснованность и достоверность научных выводов и заключенийДостоверностьполученныхрезультатовобеспечиваетсяприменениемстандартных методик лабораторных исследований, использованием лицензионныхпрограммиподтверждаетсясопоставлениеммодельных,лабораторныхипромысловых данных.

Выявленные закономерности обоснованы значительнымобъёмом лабораторных исследований керна и геологической информации иподтверждены результатами бурения скважин, данными процесса разработкиАканского месторождения башкирского яруса, при геолого-гидродинамическоммоделировании.Публикации и апробация результатов работыОсновное содержание и результаты диссертации докладывались и обсуждалисьна конференциях и семинарах различного уровня: молодежной научно-практическойконференции института «ТатНИПИнефть» ОАО «Татнефть» (11 мая 2012 г.,Бугульма),научно-практическомсеминаресекцииЦСМСОАО«Татнефть»«Поддержание пластового давления» по теме «Применение и развитие новыхтехнологий в области поддержания пластового давления ОАО «Татнефть» (28 февраля2013 г., Альметьевск), IV научно-практической конференции «Математическоемоделирование и компьютерные технологии в процессах разработки месторождений»(23–25 апреля 2013 г., Уфа), молодежной научно-практической конференции института«ТатНИПИнефть» ОАО «Татнефть» (17 мая 2013 г., Бугульма), 26-й молодежнойнаучно-практической конференции института «ТатНИПИнефть» (14 мая 2015 г.,Бугульма),27-ймолодежнойнаучно-практическойконференцииинститута«ТатНИПИнефть» (26 мая 2015 г., Бугульма).Результаты диссертационной работы апробированы на научно-техническихсовещаниях ЗАО «Предприятие Кара Алтын» (2014–2015), ПАО «Татнефть» им.В.Д.

Шашина (2014–2015), на совещаниях главных геологов малых нефтяныхкомпаний РТ (2014–2016), совете директоров ЗАО «Предприятие Кара Алтын»(2015– 2017).По теме диссертации опубликовано семь статей, в том числе три в ведущихрецензируемых научных изданиях, рекомендованных ВАК Министерства науки ивысшего образования Российской Федерации, получено два патента.Личный вклад автора автора состоит в выборе направления исследований, вформулировке целей и задач; непосредственном участии в сборе информации,проведениинаучныхэкспериментов;анализематериаловирезультатов8экспериментов; лично автором или при участии автора выполнены обработка иинтерпретация экспериментальных данных; научное руководство и непосредственноеучастие в аналитических и лабораторных исследованиях, в проведении промысловыхработ и обобщении их результатов, в получении научных выводов и выдачерекомендаций, в обработке и обобщении литературных данных, формулировкевыводов.