Оценка эффективности вытеснения высоковязких нефтей и битумов теплоносителями тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.17, кандидат технических наук Адъяа Пурэв

• Адъяа Пурэв
• кандидат технических наук
• 2007

Оглавление диссертации кандидат технических наук Адъяа Пурэв

Введение.

Глава 1. Анализ технологий, применяемых при разработке залежей высоковязких нефтей.

1.1. Вытеснение нефти горячей водой.

1.2. Технология импульсно-дозированного теплового воздействия (ИДТВ).

1.3. Вытеснение нефти паром.

1.4. Паротепловая обработка скважин.

1.5. Разработка залежей высоковязких нефтей с использованием горизонтальных скважин.

Глава 2. Обобщение опыта применения теплоносителей на месторождениях России и за рубежом.

2.1. Результаты опытно-промышленных работ на месторождении Каражанбас.

2.2. Опыт применения паротеплового воздействия на месторождении Кенкияк.

2.3. Опыт теплового воздействия на месторождении Оха.

2.4. Термическе воздействие на Ярегском месторождении.

2.5. Опыт применение теплоносителей за рубежом.

Глава 3. Обоснование исходных данных, необходимых для прогноза эффективности вытеснения нефти теплоносителями.

3.1. Методики ВНИИ и РосНИПИтермнефть, которые используются для расчета показателей применения термических методов воздействия на пласт.

3.2. Основные исходные данные, необходимые для прогнозирования технологических показателей.

3.3. Данные об относительных фазовых проницаемостях и коэффициентах вытеснения нефти.

3.4. Лабораторные исследования процесса извлечения высоковязких нефтей из пористой среды теплоносителями.

Глава 4. Оценка эффективности вытеснения нефти теплоносителями для залежей нефти со слабосцементированным коллектором.

4.1. Создание методики определения коэффициента вытеснения нефти по литературным данным.

4.2. Оценка эффективности вытеснения нефти теплоносителями для различных геолого-промысловых условий.

4.2.1. Ван-Еганское месторождение.

4.2.2. Месторождение Каражанбас и Кенкияк (Казахстан).

4.2.3 .Русское месторождение.

4.2.4. Месторождение Зуунбаян (Монголия).

4.3. Обоснование методики определения коэффициентов вытеснения нефти теплоносителями из залежей со слабосцементированным коллектором и при высоких давлениях насыщения нефти газом.

Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Оценка эффективности вытеснения высоковязких нефтей и битумов теплоносителями»

В настоящее время в мире нарастает дефицит энергоресурсов и, в первую очередь, нефти. Рост цен на нефть позволяет рентабельно разрабатывать залежи с трудноизвлекаемыми запасами, в том числе, с высоковязкими нефтями. В большинстве случаев для вытеснения высоковязких нефтей используются теплоносители (водяной пар и горячая вода).

Во всех методиках расчета технологических показателей теплового воздействия на пласт главным параметром, характеризующим эффективность процесса, является коэффициент вытеснения. Единственным надежным способом определения коэффициента вытеснения являются лабораторные эксперименты. Если геолого-промысловой информации о залежи высоковязкой нефти много, а характеристики самого объекта разработки благоприятны для теплового воздействия (большие нефтенасыщенные толщины, близкие к единице коэффициенты песчанистости и расчлененности, высокая средняя проницаемость коллектора), то при подготовке проектного документа необходимо планировать лабораторные исследования коэффициентов вытеснения и фазовых проницаемостей.

Если информации об объекте разработки, содержащем высоковязкую нефть, мало и необходимо оперативная оценка эффективности теплового воздействия (при создании ТЭО КИН, при подготовке проектов опытно-промышленных работ) необходимы приближенные методики коэффициентов вытеснения. Поскольку современные методики расчета показателей теплового воздействия на пласт предполагают, что известны значения относительных фазовых проницаемостей при различных температурах вытеснения нефти, то необходимы приближенные методы оценки таких параметров. Поэтому сегодня является актуальным создание приближенных методик оценки эффективности теплового воздействия с учетом требований, предъявляемых современными пакетами компьютерных программ, предназначенных для расчета показателей разработки нефтяных месторождений.

Если проектирование разработки залежей высоковязкой нефти осуществляется с использованием приближенных методик, то необходимы только осредненные значения коэффициентов вытеснения. Современные компьютерные технологии моделирования процесса вытеснения нефти теплоносителями предполагают детальное воспроизведение механизма повышения нефтеотдачи. Для получения достоверных расчетных показателей разработки с применением тепловых методов исходные данные должны быть детализированы по зонам с различной проницаемостью с целью повышения достоверности воспроизведения механизма воздействия на пласт. В связи с этим актуальным является совершенствование методик получения исходных данных для компьютерных пакетов программ.

Заключение диссертации по теме «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений», Адъяа Пурэв

Выводы

1. Проведен анализ результатов внедрения тепловых методов воздействия на залежах с терригенными коллекторами, который свидетельствует о том, что наилучшие результаты достигаются на залежах с высокопроницаемыми слабосцементированными коллекторами.

2. Проведение и обобщение результатов лабораторных исследований по определению эффективности вытеснения высоковязких нефтей теплоносителями по литературным данным, позволило выбрать наиболее приемлемые данные для построения приближенных методик оценки эффективности теплового воздействия. Были использованы результаты, полученные на высокопроницаемых моделях пластов.

3. Предложена методика оценки коэффициента вытеснения высоковязкой нефти водой и водяным паром. Методика позволяет оценить коэффициенты вытеснения при охлаждении пласта вытесняющим агентом.

4. Модифицирована методика расчета относительных фазовых проницаемостей для условий вытеснения нефтей теплоносителем.

5. Показано, что существующие методики проведения лабораторных исследований коэффициентов вытеснения нефти теплоносителями не учитывают реальное геологическое строение продуктивных пластов со слабосцементированными коллекторами.

6. Результаты расчетов по методике, предложенной в диссертационной работе, показали, что на месторождении Зуунбаян (Монголия) при использовании горячей воды (100-200°С) коэффициент вытеснения возрастает на 10-20% по сравнению с вариантом поддержания начальной пластовой температуры (50°С), а при закачке водяного пара этот важнейший показатель увеличивается до 86-90%.

7. Предложена новая методика лабораторных исследований эффективности теплового воздействия с учетом реального механизма вытеснения высоковязкой нефти из неоднородных пластов и методов адаптации современных компьютерных моделей продуктивных пластов.

8. При исследованиях эффективности вытеснения нефти теплоносителями для условий месторождения Зуунбаян необходимо использовать разработанную в диссертационной работе методику проведения лабораторных исследований для пластов со слабосцементированным коллектором.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Адъяа Пурэв, 2007 год

1. Требин Ф.А. Нефтепроницаемость песчаных коллекторов, Гостоптехиздат, 1945.

2. Муслимов Р.Х., Мусин К.М., Мусин М.М. Опыт применения тепловых методов разработки на нефтяных месторождениях Татарстана, Казань: Новое знание, 2000. -226с.

3. Байбаков Н.К., Гарушев А.Р. Тепловые методы разработки нефтяных месторождений, Москва, Недра, 1988.- 341с.

4. Кудинов В.И. Совершенствование тепловых методов разработки месторождений высоковязких нефтей. -М.: Нефть и газ, 1996-284с.

5. Кудинов В. И., Волкова В. В., Зубов Н В., Колбиков В. С. Исследование гидротермодинамических процессов при различных технологиях нагнетания теплоносителя // Нефтепромысловое дело. 1993. - № 8.- С. 4.

6. Кудинов В. И., Колбиков В. С, Зубов В. С, Дацик М. И., Карасев С. А. Патент РФ № 1266271 от 18. 05. 93 с приоритетом от 30. 11. 84.

7. Кудинов В. И., Колбиков В. С, Зубов В. С, Дацик М. И., Карасев С.А. Патент РФ № 1365779 от 18. 05.93 с приоритетом от 10.11. 85.

8. Кудинов В. И., Колбиков В. С. Создание и промышленное развитие технологий нагнетания теплоносителя на залежах нефти со сложной геологической характеристикой //Нефтяное хозяйство. 1993. - № 11. - С. 4.

9. Кудинов В. И., Брахин Г. Б., Зубов Н. В., Карчев А. В., Колбиков В. С, Обухов О. К. Основные направления научно-технического прогресса в разработке месторождений высоковязких нефтей Удмурдской АССР. -Ижевск: Удмуртия, 1987. 84 с.

10. Ю.Колбиков В. С, Зубов Н. В., Кудинов В. И. и др. Патент РФ № 1744998 от 12. 08. 93 с приоритетом от 13. 02. 90.

11. П.Бадоев Т.И., Симонов М.Е., Шаховой А.И. Геологические предпосылки выделения эксплуатационных объектов на месторождениях Каражанбас и

12. Северные Бузачи // Разработка и эксплуатация месторождений высоковязких нефтей. М.: ВНИИОЭНГ, 1980. - С. 51-57.

13. Храмова В.Г. Физическая характеристика продуктивных отложений Каражанбасского и Северо-Бузачинского месторождений/ТВопросы разработки нефтяных месторождений термическими методами. М.: ВНИИОЭНГ, 1980. -С.20-26.

14. И.Боксерман А. А. и др. Принципы проектирования разработки месторождений Каражанбас термическими методами//Вопросы разработки нефтяных месторождений термическими методами. М.: ВНИИОЭНГ, 1980. -С. 7-20.

15. Боксерман А.А., Савельев Ю.С., Пронин А.А. Применение влажного внутрипластового горения на месторождениях тяжелых высоковязких нефтей. -М.: ВНИИОЭНГ, 1982. (Обзорная информ. Сер. нефтепромысловое дело); Вып. 18.

16. Рейхман К.И., Савченко Т.А., Храмова В.Г. Тепло-физическая характеристика коллекторов месторождения Кенкияк // Вопросы геологии и разработки нефтяных месторождений. М.: ВНИИОЭНГ, 1984. - С. 50-55.

17. Сагингалиев B.C., Раковский H.JL, Копанев С.В. Развитие процесса вытеснения нефти паром на месторождении Кенкияк // Нефт. хоз-во. 1980. -ЖЗ.-С. 40-44.

18. Иванов В.А. и др. Применение паротеплового воздействия на пласт при разработке месторождения Кенкияк//Нефт. хоз-во. 1985. -№5. -С. 49-52.

19. Савченко А.П., Хомутов В.И. Мероприятия по регулированию процесса нагнетания пара на месторождении Кенкияк и перспективы его расширения // Проблемы рациональной разработки нефтяных месторождений термическими методами. М.: ВНИИОЭНГ, 1982. - С. 29-38.

20. Савченко А.П. Оценка теплового баланса нагнетания пара в пласт на опытно-промышленном участке месторождения Кенкияк // Разработка и эксплуатация месторождений высоковязких нефтей. М.: ВНИИОЭНГ, 1980. -С. 27-32.

21. Есенгалиев Б.Е. и др. К определению дополнительной добычи нефти при нагнетании теплоносителя на месторождении Кенкияк // Вопросы разработки нефтяных месторождений термическими методами. — М.: ВНИИОЭНГ, 1980.-С. 41-48.

22. Бичкевский А.Д. и др. К методам оценки технологической эффективности термических методов повышения нефтеотдачи пластов //Проблемы рациональной разработки нефтяных месторождений термическими методами. М.: ВНИИОЭНГ, 1982. - С. 3-12.

23. Веревкин Г.Г., Фаткуллин А.Х., Сайфуллин З.Г. Лабораторное исследование процесса извлечения битума паром. Тр. ТатНИПИнефть, вып XXXVI11,1978, с.125-131.

24. Глумов И.Ф. и др. Изыскание методов воздействия на битуминозные породы с целью получения из них углеводородов. Тр. ТатНИПИнефть, вып. XXII, Казань. 1973 с. 210-221.

25. Насибуллин P.JL, Веревкин К.И. Изучение процесса внутрипластового горения в битуминозных породах после пара. Тр. ТатНИПИнефть, вып. 44, 1980, с. 52-54

26. Сайфуллин З.Г., Насибуллин P.JL, Фаткуллин А.Х. Изучение возможности создания и поддержания внутрипластового горения в битуминозных породах пермских отложений. Тр. ТатНИПИнефть, вып. XXX, с. 370-378.

27. Фазлыев Р.Т. Экспериментальные исследования вытеснения высоковязкой нефти горячей водой и паром. Тр. ТатНИПИнефть, вып. XX, с. 298-304.

28. ЗЗ.Малофеев Г.Е., Кеннави Ф.А.- Нефть и газ, 1978, №1, с. 29-35.

29. Р.Д. Каневская, «Математическое моделирование гидродинамических процессов разработки месторождений углеводородов. Москва-Ижевск, Институт компьютерных исследований 2002,140с.

30. Седов Л.И. Методы подобия и размерности в механике. М.: Наука, 1981.-448 с.

31. Азиз X., Сеттари Э. Математическое моделирование пластовых систем. М.:Недра, 1982. - 408 с.

32. Данилов В.Л., Кац P.M. Гидродинамические расчеты взаимного вытеснения жидкостей в пористой среде. -М.: Недра, 1980.—264с.

33. Кричлоу Г.Б. Современная разработка нефтяных месторождений -проблемы моделирования.- М.: Недра, 1979.— 303 с.

34. Максимов М.М., Рыбицкая Л.П. Математическое моделирование процессов разработки нефтяных месторождений.- М.: Недра, 1976.- 264 с.

35. Швидлер М.И., Леви Б.И. Одномерная фильтрация несмешивающихся жидкостей. М.: Недра, 1970. - 156 с.

36. Mattax С.С., Dalton R.L. Reservoir simulation. SPE Monograph vol. 13. -Richardson, Texas. - 1990. - 174 pp.

37. Peaceman D.W. Fundamentals of numerical reservoir simulation. -Amsterdam Oxford - New York: Elsevier Scientific Publishing Company, 1977. -176 pp.

38. Амикс Д., Басе Д., Уайтинг Р. Физика нефтяного пласта. М.: Гостоптехиздат, 1962. - 572 с.

39. Басниев К.С., Кочина И.Н., Максимов В.М. Подземная гидродинамика.- М.: Недра, 1993.- 416 с.

40. Эфрос Д.А. Исследования фильтрации неоднородных систем. -JL: Гостоптехиздат, 1963. 352 с.

41. Стрижов И.Н., Гиматудинов Ш.К. и др. Методическое пособие к лабораторным работам по курсу «Технология и техника методов повышения нефтеотдачи» и УНИРС, Москва, 1987, с.117.

42. Croes G.A., Schwarz N. Dimensionally scaled experiments and the theories on the water drive process // Journal of Petroleum Technology. - 1955. - №3. - p. 35-42.

43. Дунюшкин И.И., Мищенко И.Т., Елисеева Е.И. Расчеты физико-химических свойств пластовой и промысловой нефти и воды. М., «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2004 г.

44. Технический отчет «Исследование пластовой нефти объекта ПК 1-2 Вань-Еганского месторождения (скважина №900)», Тюмень, НИПИНЕФТЕГАЗ, 2004 г.

45. Ж.Буржо, П.Сурио, М.Комбарну Термические методы повышения нефтеотдачи пластов, Москва, Недра, 1988, с.421.

46. Willman В.Т., Volleroy V.V., Runberg G.W., Cornelins A.J., Powers I.W. Laboratory studies of oil recovery by steam injection//Journal of Petroleum Technology. -1961. №7. - P.681-690.

47. Bories S., Combarnous M. Natural convection in a sloping porous layer. J., Fluid, Mech., 1979, vol. 57, p.63-79.

48. Nelson W.L. How to handle viscous crude oils. Oil and Gas J., vol.53, 1954, №28, p.269.

49. Технический отчет «Исследование пластовой нефти объекта ПК 1-2 Вань-Еганского месторождения (скважина №900)», Тюмень, НИПИНЕФТЕГАЗ, 2004 г.

50. Байбаков Н.К., Гарушев А.Р., Антониади Д.Г., Ишханов В.Г., Термические методы добычи нефти в России и за рубежом, Москва ВНИИОЭНГ, 1995,с.180.

51. Методическое руководство по проектированию применения теплоносителей при разработке нефтяных месторождений РД39.0147035.214.87, Москва, 1987, с.236.

52. Анализ и обобщение геологических и геофизических материалов по возможно нефтегазоносным бассейном МНР. Москва, 1983г.

53. Шандрыгин А.Н., Тертычный В.В. Нухаев М.Т. Разработка залежей тяжелой нефти и природного битума методом парогравитационного дренажа / Нефтяное хозяйство. -2006.-№7.-с.62-67.

54. Кудинов В.И. Новые технологии повышения нефтеотдачи на месторождениях с высоковязкими нефтями /Нефтяное хозяйство. -2002.-№5.-с.92-95.

55. Шандрыгин А.Н., Добыча тяжелой нефти и природных битумов в России проблемы и перспективы /Недропользование- XXI век, 2007 №1, с. 7174.

56. Халимов Э.М., Джафаров И.С., Хираяма А. Геотехнология извлечения высоковязкой нефти путем смешения ее с конденсатом, Геология нефти и газа, 2002 №1, с.53-58.

57. Конторович А.Э., Нестеров И.И. Геология нефти и газа Западной Сибири.-Москва.: Недра, 1975.бЗ.Чарный И. А. Подземная гидрогазодинамика. М.:Гостоптехиздат, 1963,396с

58. Dullien F.A.L. Porous media: fluid transport and pore structure. San Diego Academic Press. 1992. 574 p.

59. Басниев K.C., Кочина И.Н., Максимов B.M. Подземная гидромеханика. М.: Недра, 1993.416 с.

60. Желтов Ю.П. Разработка нефтяных месторождений. М.: Недра, 1986. 333 с.

61. Добрынин В.М., Ковалев А.Г., Кузнецов A.M., Черноглазов В.Н. Фазовые проницаемости коллекторов нефти и газа. М.: ВНИИОЭНГ, 1988. 54 С.

62. Civan F., Donaldson E.C. Relative permeability from unsteady-state displacements: An analytical interpretation. SPE paper 16200,1987.

63. Jones S.C., Roszelle W.O. Graphical techniques for determining relative Permeability from Displacement experiments. JPT, May 1978.

64. Johnson E.F., Bossier D.P., Naumann V.O. Calculation of relative permeability from displacement experiments. Trans. AIME, 1959. v. 216. p.370-372.

65. Справочное руководство по проектированию разработки и эксплуатации нефтяных месторождений. Добыча нефти. Под общ. Ред. Ш.К.Гиматудинова, Р.С.Андриасов, И.Т.Мищенко, А.И.Петров и др.М., Недра. 1983,455с.

66. Мустаев Я.А., Мавлютова И.И. Лабораторные исследования влияния температуры на показатели вытеснения нефти горячей водой (на примере Воядинского месторождения) // В сб. научн. тр. БашНИПИнефть. Вып. 64. -1982.-с. 92-96.

67. Аббасов А.А., Касимов Ш.А., Таиров Н.Д. Экспериментальное исследование вытеснения нефти перегретым паром // В сб. «Термические методы увеличения нефтеотдачи и геотермология нефтяных месторождений». -М.: ВНИИОЭНГ, 1967.-е. 71-74.

68. Аббасов А.А., Касимов Ш.А., Таиров Н.Д. Исследование влияния перегретого пара на нефтеотдачу // Нефтяное хозяйство. 1964. - №5. - с. 4449.

69. Горбанец В.К., Иманов A.M., Рагер Т.И. Исследование процессов вытеснения высоковязкой нефти теплоносителями в сочетании с полимерным заводнением // В сб. Вопросы геологии и разработки нефтяных месторождений. М.: ВНИИОЭНГ, 1984. - с. 46-50.

70. Желтов Ю.В., Ступоченко В.Е., Хавкин А.Я., Мартос В.Н., Рыжик В.М. Об особенностях заводнения нефтяных залежей с глиносодержащими коллекторами // Нефтяное хозяйство. 1981.- №7. - с. 42-47.

71. Dixtz (D.N).- Hot- water drive. Proc. Seventh World Petroleum Congr., Elsevier Publ. Gy. Barking, vol. 3,p. 451-457 (1967)/

72. Schafer (J.C.). Thermal recovery in the Schoonebeek oil field. Fifteen years of experience. Erdoel- Erdgas Z., vol. p.372-379 (1974).

73. Harmsen (G.J.). Steamflooding in a water drive reservoir in the Schoonebeek field in the Netherlands. Proc. Tenth World Petroleum Congr., Heyden. Londres, vol. 3.p. 265-282 (1980).

74. Continuous steam injection. Heat scavenging spark Kern River. Oil and gas J., vol. 73. n* 4.p. 127-142(27 jan. 1975).83."Annual production report. Steam dominates enhanced oil recovery". Oil and gas J., 80, n* 14.p.l39-159 (5 avg. 1982).

75. Burns (J.). A review of steam soak operations in California. J. Petroleum Technol., vol.21, p. 25-34.

76. Rivero (R.T.) Resteaming time determination. Case history of a steam-soak well in Midway Sunset. J. Petroleum Technol., vol.27, p. 665-671

77. De Haan (H.J.) et Schenk (L.).- Performance analysis of a major steam. Drive project in the Tia Juana field, Western Venezuela. J. Petroleum Technol., vol.21, p. 111-119

78. Herrera (A.J.) -The M6 steam drive project design and implementation. J. Petroleum Technol., vol.16, p. 62-71.

79. Noran D. Growth marks enhanced oil recovery. Oil and gas J., 80, n* 13. p.l 13-140 (1978).

80. Bursell C.G- Steam displacement/ Kern River field. J. Petroleum Technol., vol.22p. 1225-1234(1970).

81. Blevins T.R. The ten pattern steam flood. J. Petroleum Technol., vol.31, p. 546-552. (1979).