Диссертация (1172960), страница 23
Текст из файла (страница 23)
Большие опускания поверхностиземли наблюдались на месторождениях Лонг Бич (5,5 м) и Уиллингтон (9 м)в США при снижении нефтяного пластового давления с 15 до 0,1–1 МПа.Характерным примером деформации является относительно неглубоко залегающеенефтяное месторождение Бочакуэро (Венесуэла) на побережье оз. Маракайбо.Месторождение длительный период эксплуатировалось на режиме истощения.В результате снижения пластового давления произошло проседание земнойповерхности. Наибольшее опускание (до 3,7 м) приурочено к зоне минимальныхтекущих пластовых давлений.
По имеющимся оценкам общий объем проседаниясоставил 4,5 % от порового объема резервуара. В связи с распределением добычинефти по площади показательным является сопоставление карты пластовыхдавлений и карты проседания поверхности (Рисунок 7.15). Очевидна связь междуними. Исследования, проведенные компанией Shell International, показали рядзакономерностей процесса.
На рисунке 7.16 даны сопоставления относительногоуплотнения (% от начальной толщины слоя) и снижения внутрипорового давления180для слоев, залегающих на различных глубинах. Анализ представленных графиковпоказывает:– никакогоуплотненияпородынепроисходит(илионокрайненезначительно) пока не достигнута определенная критическая величина снижениявнутрипластового давления;– значение необходимого порового давления увеличивается с глубиной;Рисунок 7.15 – Сопоставление карты приведенных пластовых давлений, МПа (а)и карты проседания поверхности, см (б):– линия размыва пласта;– линия разлома;–линия выклинивания пласта;– контур нефтеносности181Рисунок 7.16 – Сопоставление относительного уплотнения С (% от глубины залегания слоя Н)и снижения внутрипорового давления Р для слоев, залегающих на глубине, м:а – 700; б – 900; в – 1100; г - 1300Последнееобъясняетсябольшейкрепостьюпородболеераннегоформирования, и большей историей геологических напряжений.Сходные процессы и закономерности отмечались при известном проседанииморского дна при разработке месторождения Экофиск в Северном море.Батиметрические исследования, проведенные на месторождении после 15 лет егоразработки на естественном режиме, показали образование чаши проседания смаксимальной глубиной 3 м.
На месторождении разрабатывалась массивная залежьв карбонатных трещиноватых коллекторах датского и маастрихтского возраста182[101]. Продуктивная толща залегает на глубине, превышающей 3000 м, еесуммарная толщина составляет около 300 м. Залежь массивная, подстилаемаянеактивными пластовыми водами. Особенностью коллектора, которая, по мнениюисследователей [88; 90], стала определяющей для аномального процесса, являетсячрезвычайно высокая для данных глубин пористость меловой матрицы,достигающая 40 %. Необычайна и морфология порового пространства. Привысокой пористости пережимы между порами имеют диаметры всего 1–1,5 мкм,что определяет крайне низкую проницаемость матричной части коллектора.
Крометого, скелетовая часть породы проявила способность разрушаться под действиемминерализованной воды. По результатам исследований были сделаны рядзаключений:– известняк с пористостью менее 30–32 % явно не подвержен значительнымуплотнениям, даже без поддержания внутрипластового давления;– литологические разности, характеризующиеся повышенным содержаниемSiO2, проявляют большую прочность и лучше противостоят деформации;– несмотря на значительное уплотнение породы, не происходит какое-либозаметное изменение эффективной проницаемости.История проседания земной поверхности при разработке месторожденияЭкофиск вызвало серию исследований по изучению механизма деформацииколлекторов.
В работах Дж. Гиртсма и др. [89] на обширном экспериментальномматериале показан ряд важных аспектов процесса. На рисунке 7.17 показаныграфики,полученныеприискусственнойдеформацииреальныхкернов,иллюстрирующие соотношение сжимаемости породы и эффективного давления,при котором происходит явление, получившее название порового коллапса, то естьрезкое скачкообразное (в 10–20 раз) увеличение сжимаемости породы. Именнос этим явлением, соответствующим началу пластических деформаций скелетапороды, связано сокращение порового объема [96]. Исследования показали, что длядостижения критической деформации в породах с пористостью менее 25 %потребовались бы давления, намного превышающие значения, соответствующиереальным пластовым условиям нефтяных залежей. В этом случае для таких183коллекторовизмененияобъемапроисходиттольковобластиупругих(докритических) деформаций.Рисунок 7.17 – Соотношение деформации и сжимаемости породы с эффективным давлениемТаким образом, могут быть сформированы пять основных условий,определяющих возникновение заметного проседания залежной поверхности приразработке месторождений нефти и газа на истощение:– высокая пористость коллектора;– значительная толщина;– значительное снижение пластового давления;– большая площадь залежи;– относительно небольшая глубина залежей.184Имеется достаточно большое число примеров месторождений нефти и газа,на которых при отсутствии указанных условий или части из них, несмотря надлительный период эксплуатации залежей со снижением пластового давления, неотмечалось никаких признаков уплотнения коллектора и проседания земнойповерхности.
Одним из таких примеров является Вуктыльское газоконденсатноеместорождение, расположенное в Верхне-Печорской впадине. Оно приуроченок крупной антиклинальной складке размером 75 × 5 км. Высота залежи 1500 м,глубиназалеганиякровликоллектора2200 м.Продуктивнаятолщинаместорождения представляет собой единый гидродинамический связанныйрезервуар, сложенный известняками пермского и каменноугольного возраста.Известняки трещиновато-кавернозно-поровые, пористость изменяется в широкомдиапазоне значений, составляя в среднем 7,4 %. Разработка месторожденияначалась в 1968 г. и велась на газовом режиме.
Подошвенные воды относительнонеактивны, поступление их в залежь незначительное, в результате чего пластовогодавления неуклонно снижалось. Начальное пластовое давление несколькопревышало гидростатическое и составляло на отметке (-3025 м) 36,5 МПа. За20 лет разработки из залежи было отработано 70 % от начальных запасов газа. Приэтом пластовое давление снизилось в 6 раз до 6 МПа. Хотя специальныхгеодезических работ на площади не проводилось, но каких-либо явлений,связанных с проседанием земной поверхности, не отмечалось. При этом средняяпродуктивность скважин сохранилась на начальном уровне.Краткий анализ рассмотренных примеров свидетельствует, с одной стороны,о существовании проблемы деформации пород при разработке залежейв массивных трещиновато карбонатных толщах, с другой – о низкой вероятностиих явных проявлений, обусловленных отмеченными условиями.
Тем не менее,учитывать данную вероятность необходимо, так как разработка мощныхфильтрационно-неоднородных продуктивных пород на режиме истощениячрезвычайно привлекательна, так как обеспечивает наилучшую эффективностьдренирования нефтегазонасыщенной матрицы и создает лучшие предпосылки дляпоследующего перехода к более интенсивным режимам эксплуатации.185Глава 8. Исследования эффективности технологий повышенияэффективности разработки СПОПрактика показывает, что проблема повышения нефтеотдачи месторожденийсо сложнопостроенными коллекторами гораздо сложнее, чем, например,терригенных пластов [48].Отчасти подтверждением этого является тот факт, что традиционные методывоздействия и системы разработки обеспечивают для СПО гораздо меньшийэффект, чем с терригенными коллекторами. Так, приведенный в [48] анализпроектных документов для месторождений Урало-Поволжья показал, что среднийпроектный коэффициент нефтеотдачи объектов разработки с терригеннымиколлекторамина10–12 %вышекоэффициентанефтеотдачиобъектовс карбонатными трещиновато-пористыми коллекторами.В связи с этим отметим, что вот уже несколько десятилетий в нефтянойпромышленностиРоссиинаиболееактивноиспользуетсядостаточноограниченный перечень базовых технологий воздействия на пласты, которыеправда постоянно в той или иной степени совершенствуются.
Особенно значимыерезультаты получаются в последнее время благодаря удачным их сочетаниям.Какие это базовые технологии?Бурение скважин:– горизонтальные скважины;– боковые стволы;– многозабойные скважины.Процесс заводнения пластов:– различные системы размещения скважин;– циклическое/нестационарное заводнение;– барьерное заводнение.Обработки призабойных зон скважин:– водоизоляция в добывающих скважинах;186– регулирование потоков в нагнетательных скважинах;– повышение продуктивности и приемистости скважин;– ГРП.Конечно, каждая из этих базовых технологий постоянно совершенствуется,их эффективность повышается, в том числе за счет общего научно-техническогопрогресса.Особенногидродинамическогоследуетмоделированияотметитьиспользованиепроцессовразработки,геолого-возможностьполучения более объемной и точной информации о пластах (сейсмика, ГИС, ГДИ,методы исследования кернов и др.), новые технологические решения в бурениискважин и их эксплуатации и так далее.
Все это в определенной степении определяло возможности ввода в эксплуатацию сложнопостроенных объектовразработки.Вместе с тем, увеличение доли СПО в балансе запасов страны заставляетобращатьболеепристальноевниманиенапоискииспытаниеновыхи принципиально новых технологий нефтеизвлечения [67]. Однако, как показаланализ [58], значительных практических результатов в этой области пока нет. Этосвязано на мой взгляд, во-первых, с недостаточной активностью государства постимулированию данной проблемы, во-вторых, объективность такова, чтоосновные нефтедобывающие компании России сравнительно лучше многихзарубежных обеспечены разрабатываемыми и перспективными запасами нефти[74; 79].
То есть имеется возможность развития нефтедобычи на основе вводановых запасов нефти. Тем более что, по данным ЦКР, фактический ввод новыхскважин в последние годы существенно (почти в 2 раза) отстает отпредусмотренного проектными документами [20]. При этом надо отметить, чтонеобоснованноразреженныесеткискважинмогутбытьвдальнейшемограничением возможности эффективного применения новых технологийнефтеизвлечения – например, химических и газовых.В последние годы зарубежные и отечественные исследователи при поискеметодов повышения эффективности разработки СПО стали обращать внимание на187возможность использования известных или усовершенствованных «третичных»методов увеличения нефтеотдачи [28].8.1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
