Повышение нефтеотдачи карбонатных коллекторов с высоковязкой нефтью с применением современных технологий воздействия на пласт: на примере месторождений Севера Ирака тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.17, кандидат технических наук Схаб Мазен Надииб

• Схаб Мазен Надииб
• кандидат технических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат технических наук Схаб Мазен Надииб

Введение.

1 Современное состояние изученности и проблемы разработки карбонатных отложений севера Ирака.

1.1 Общая характеристика нефтяных месторождений Ирака.

1.2 Геолого-физическая и промысловая характеристика нефтегазоносных комплексов месторождений севера Ирака.

1.3 Проблемы разработки месторождений севера Ирака.

2 Группирование объектов разработки месторождений севера Ирака.

2.1 Цели и методы группирования и идентификации объектов разработки.

2.2 Краткая характеристика и назначение метода главных компонент (МПС).

2.3 Группирование объектов разработки методом МГК.

2.4 Смысловая интерпретация результатов группирования и выделение групп, объектов.

2.5 Характеристика и особенности групп объектов.

2.6 Геолого-промысловая характеристика типичных объектов разработки Герб и Евфрат нефтяного месторождения Каяра.

3.1 Технологии освоения залежей высоковязких нефтей в карбонатных коллекторах.

3.1 Технологии гидродинамических МУН.

3.1.1 Обоснование применения циклического заводнения.

3.1.2 Обоснование применения горизонтальных скважин.

3.2 Технологии физико-химических МУН.

3.3 Технологии тепловых методов воздействия на пласт.

3.3.1 Обобщение опыта применения технологий теплового воздействия на нефтяных месторождениях России.

3.3.2 Критерии применимости технологий теплового воздействия.

3.4 Технологии комбинированного воздействия на пласт.

3.5 Обоснование применения импульсно-дозированного теплового и полимерно-термического воздействия.

4 Прогнозирование импульсно-дозированного теплового и полимерно-термического воздействия на типичных объектах разработки месторождения Каяра.

4.1 Методика расчета и оценка тепловых потерь при движении нагнетаемой воды от установки нагрева до призабойной зоны нагнетательной скважины.

4.2 Результаты прогнозирования дозированного теплового и полимернотермического воздействия.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение нефтеотдачи карбонатных коллекторов с высоковязкой нефтью с применением современных технологий воздействия на пласт: на примере месторождений Севера Ирака»

Актуальность проблемы. Ирак является одной из крупнейших нефтедобывающих стран; мира: Доказанные запасы нефти? в стране составляют около 115 млрд. баррелей: Эги резервы сосредоточены в 100' месторождениях нефги. и газа с запасами различных, категорий, и только 20 из них; находятся в активной; разработке. Около 30% запасов нефти приходится на? мезозойско-кайнозойские нефтегазоносные формации севера-■ Ирака;. "'; .' . . ■

Согласно существующей классификации, запасы нефти месторождений севера. Ирака;, относятся к категории; трудноизвлекаемых. Во-первых, вмещающие нефть и газ, продуктивные; горизонты; крупных месторождений рассматриваемого региона представлены сложнопостроенными трещиноватыми; низкопроницаемыми карбонатными коллекторами. Во-вторых, по реологическим свойствам нефти месторождений ¿характеризуются как тяжелые и? высоковязкие. Проектный? коэффициент нефтеизвлечения по» большинству залежей северных месторождений не превышает 15%.

Мировая практика разработки месторождений;; высоковязких нефтей и опыт России показывают, что одним из; перспективных , направлений разработки этих коллекторов являются тепловые методы увеличения нефтеотдачи (МУН). Кроме тепловых методов, немаловажная роль в повышении- нефтеизвлечения из сложнопростроенных карбонатных коллекторов отводится третичным МУН; а также комплексным технологиям воздействия на пласт.

Поиск эффективных технологий добычи и научно-обоснованное применение их в сложных геолого-промысловых условиях: месторождений севера. Ирака является актуальной задачей для специалистов нефтяной промышленности страны.

Цель диссертационной работы: обоснование технологий повышения нефтеотдачи сложнопостроенных карбонатных пластов с высоковязкой нефтью.

Основные задачи исследования Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:

1. Изучение особенностей: геологического строения и геолого-физических характеристик регионально нефтегазоносных формаций месторождений севера Ирака.

2. Классификации эксплуатационных объектов.месторождений севера Ирака. Выбор типичных объектов разработки;

3. Обобщение отечественного и зарубежного опыта освоения трудноизвлекаемых запасов,, приуроченных к карбонатным; коллекторам с высоковязкой нефтью с применением технологий воздействия на пласт.

4. Прогнозирование импульсно-дозированного теплового и полимерно-термического воздействия на типичных объектах.

Методы исследования. Решение поставленных задач базируется на обобщении, систематизации и анализе отечественных и зарубежных публикаций; теоретических исследованиях, численном моделировании и расчетах на ЭВМ, математическом^ моделировании с: привлечением аппарата геолого-статистического анализа:. Научная новизна

1. На основе обобщения- геолого-физических характеристик пластовых систем; выполнено группирование объектов разработки .севера Ирака. Определены типичные объекты в выделенных группах залежей'высоковязких нефтей — эксплуатационные объекты Герб и Евфрат (месторождение Каяра).

2. На основе критериального анализа обоснованы наиболее эффективные технологии воздействия на остаточные трудноизвлекаемые запасы нефти для условий типичных объектов представленных карбонатными пластами.

3. Теоретически с привлечением аппарата геолого-математического моделирования обоснованы и оптимизированы параметры, импульсно-дозированного теплового (ИДТВ) и полимерно-термического (ПТВ) воздействий для условий залегания типичных объектов разработки на примере месторождения Каяра. Защищаемые положения

1. Классификация эксплуатационных объектов севера Ирака выполненная^ с использованием одного из методов теории распознавания-образов и выбор типичных объектов.

2. Выбор технологий теплового воздействия для типичных объектов разработки на основе критериального анализа.

3. Результаты прогнозирования импульсно-дозированного теплового и полимерно-термического' воздействия на' залежах высоковязких нефтей нефтяного месторождения Каяра.

Практическая ценность работы

Основные результаты работы соискателя'могут быть использованы при обосновании вариантов разработки для эксплуатационных объектов месторождений севера Ирака с применением циклических теплового и циклического полимерно-теплового воздействий.

Апробация работы

Основные результаты научных исследований докладывались и обсуждались: на научно-технической конференции «Проблемы геологии, геофизики, бурения и добычи нефти» (Уфа, 2010; 2011гг), на 62-й научно-практической конференции студентов, аспирантов» и молодых ученых (УГНТУ, г. Уфа, 2011г.), на научно-практических конференциях: «Государственная политика в области охраны окружающей" среды и рациональное использование природных ресурсов» (Уфа, 2010г.) и «Проблемы и методы рационального использования нефтяного попутного газа» (ИПТЭР, г. Уфа, 2011г.). Публикации

По результатам научных исследований опубликовано* 9 научных трудов, в том числе 1 статья в ведущем рецензируемом издании, рекомендованном ВАК РФ.

Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных выводов и рекомендаций, библиографического списка использованной литературы, включающего 74 наименования. Работа изложена на 111 страницах машинописного текста, содержит 15 таблиц и 20 рисунков.

Заключение диссертации по теме «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений», Схаб Мазен Надииб

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫИ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. . Выполнено обобщение* научных материалов и публикаций по изученности регионально нефтеносных формаций месторождений севера'. Ирака; • Промышленная нефтеносность; 'региона?. связана с: сложнопостроенными и, .преимущественно, низкопроницаемыми карбонатными:, коллекторами; насыщенными . высоковязкой нефтью. Основные- объекты: разработки характеризуются \ небольшой глубиной залегания' (до- 700' м) и низким- пластовым давлением (7,5 МПа) и температурой (45°С).

2. На основе проведенного группирования месторождений севера- Ирака выделены.относительно однородные группы объектов, внутри первой группы высоковязких нефтей: выявлены типичные объекты-полигоны Герб и Евфрат месторождения Каяра:

3. На основе изучения геолого-промысловых условий применения различных термических методов воздействия на пласт для типичных объектов разработки месторождений севера Ирака: предложены такие альтернативные технологии импульсно-дозированного теплового и полимерно-термического;воздействия (Г1ТВ).

4. Выполнено геолого-математическое моделирование с целью прогнозирования эффективности процесса теплового воздействия с применением технологий ИДТВ и ПТВ на залежах высоковязких нефтей месторождения* Каяра; При- циклическом тепловом воздействии расход горячей воды нагретой» составляет 0,8 порового объема участка, холодной воды - 1 поровой объем. При циклическом полимерно-тепловом воздействии расход полимерного раствора составляет 0,2; расход горячей воды 0,8 порового объема. Прогноз теплового воздействия на месторождении Каяра весьма оптимистичен. В результате применения предлагаемых, технологий вплоть, до окончания^ эксплуатации залежей прогнозируется- превышение коэффициентов извлечения нефти над-проектными показателями.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Схаб Мазен Надииб, 2011 год

1. Антониади Д. Г. и др. Настольная книга по термическим методам добычи нефти / Д. Г. Антониади, А. Р. Гарушев, В. Г. Ишханов, -Краснодар: «Советская Кубань», 2000. — 464 с.

2. Байбаков Н.К., Гарушев А.Р. Тепловые методы разработки нефтяных месторождений. М.: Недра, 1977, 230с.

3. Баренблатт Г.И., ЕнтовВ.М., Рыжик В.М. Движение жидкостей и газов в природных пластах. М.: Недра, 1984, 208с.

4. Баширов В.В., Федоров K.M., Овсюков A.B. Неизотермическое движение жидкости и газа в пористо средах и задачи увеличения нефтеотдачи пластов тепловыми методами. Уфа, БашГУ, 1984,85с.

5. Беляков М.Ф. Влияние искусственного заводнения на термальный режим месторождения. Докл. АН СССР. - Т. 66. - № 3. —1949.

6. Брагинская Г.С., Ентов В.М. О неизотермическом вытеснении нефти раствором активной примеси. Изв АН СССР, МЖГ,1980, № 6, с.99-107.

7. Бурже Ж., Сурио П., Комбарну М. Термические методы повышения нефтеотдачи пластов. — М.: «Недра», 1988. — 424 с.

8. Вахитов Г.Г., Кузнецов О.Л., Симкин Э.М. Термодинамика призабойной зоны нефтяного пласта. М.: «Недра», 1978. - 216 с.

9. Девликамов BiB., Хабибуллин З.А;, Кабиров М:М. Аномальные, нефти. М-Недра, 1975.-Г68 с.

10. Дементьев Л.Ф. Математические методы и ЭВМ в нефтегазовой-геологии. М.: Недра*, 1983.

11. Джонсон-Д.Ж. Эконометрические методы. М.: Статистика, 1980.

12. Ентов В.М., Зазовский А.Ф. Гидродинамика процессов' повышения нефтеотдачи.-М:: Недра, 1989, 232с.

13. Зазовский А.Ф. О неизотермическом, вытеснении нефти водой из нетеплоизолированных пластов.-Изв. АН СССР, МЖГ, 1983, № 5, с.91-98.

14. Зазовский А.Ф., Федоров K.M. О вытеснении нефти паром. Препринт № 267 ИПМ АН СССР, М.: 1986, 64с.

15. Кочешков A.A., Хомутов В.И. Изучение механизма вытеснения нефти теплоносителями В сб. «Тепловые методы разработки нефтяных месторождений и обработки призабойных зон пласта». - М.: ВНИИОЭНГ, 1971.-С. 74-83.

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

17. Муслимов Р.Х. Повышение эффективности освоения нефтяных месторождений Татарии. Казань: Изд. КГУ, 1985. - 176с.

18. Методика первичной гидродинамической оценки эффективности физико-химических методов? повышения нефтеотдачи в однородных пластах. РД 39-2699325-204-86, 1986, 144с.

19. Мирзаджанзаде: Л.Х, Степанова Г.С. Математическая теория; эксперимента в добыче нефти и газа. М.: Недра, 1977.

20. Мирзаджанзаде А.Х., Ковалев А.Г., Зайцев Ю.В. Особенности'; эксплуатации; месторождений«^ аномальных иефтеи. — М.: Недра;, 1972. -200 с .• ' ;.,: •■' ■ . ; .

21. Рубинштейн J1.H. Температурные поля в нефтяных пластах. М.: Недра 1972,276с. . ' , :

22. Руководство; по применению метода,термополимерного воздействия в; залежах с трещинно-iюровым коллектором. РД-39-0147035-219—86.М.: МНИ, 1987.-36с; . : . / V

23. Сургучев M.J1. Вторичные и третичные методы; увеличения нефтеотдачи пластов. — М.: Недра, 1985. 308 с.

24. Сургучев М.Л., Кузнецов O.JI., Симкин Э.М., Гидродинамическое, акустическое, тепловое циклическое.воздействие на нефтяные пласты. М:. Недра, 1975.- 180 с.

25. Схаб Мазен Надииб, Андреев В.Е., Чибисов A.B., Чижовг А.П. Группирование и идентификация объектов разработки месторождений

26. Ирака с целью обоснования применения методов воздействие на пласт// Проблемы геологии, геофизики, бурения и добычи нефти; Экономика и управление.* Об. статей аспирантов и молодых специалистов. Уфа; 2010. -С. 38-41.

27. Схаб Мазен Надииб, Чибисов A.B. Геологическое строение и нефтегазоносность месторождений севера Ирака// Материалы 62-й науч.-практ. конф. студентов, аспирантов, и молодых ученых. УГНТУ. Уфа, 2011.

28. Схаб Мазен Надииб, Чибисов A.B. Геолого-промысловое обоснование технологий воздействия на карбонатные пласты с высоковязкой нефтью месторождений севера Ирака// Материалы 62-й науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых. УГНТУ. Уфа, 2011.

29. Схаб Мазен Надииб, Чибисов A.B. Общие сведения об иракскихнефтяных месторождениях// Проблемы геологии, геофизики, бурения и добычи нефти. Экономика и управление. Сб. статей аспирантов и молодых специалистов. Выпуск-7. Уфа, 2010. -С. 5-13.

30. Схаб Мазен Надииб. Обоснование термического' воздействия на карбонатные пласты с высоковязкой нефтью месторождения Каяра севера Ирака// Эл. ж-л «Нефтегазовое дело». -2011. -№.3

31. Термические методы повышения нефтеотдачш пластов./Сб.науч.тр. Mi: Наука 1990, 223с.л

32. Титов А.П. Состояние разработки пластов ABj и АВ2.з Самотлорского месторождения и стратегия их доразработки // Нефтепромысловое дело,-2007. №10. — С.15-17.

33. Токарев М.А. Комплексный геолого-промысловый контроль за текущей нефтеотдачей при вытеснении нефти водой. М.: Недра, 1990.

34. Токарев М.А. Оценка и использование характеристик, геологической* неоднородности,продуктивного пласта. Уфа: изд-во УНИ, 1983.

35. Циклическое заводнение нефтяных пластов./Сургучев M.JL, Цынкова О.Э., Шарбатова И.Н. и др. М.: ВНИИОЭНГ, 1977

36. Чекалюк Э.Б. Термодинамика нефтяного пласта. М.: Недра, 1965.

37. Чекалюк Э;Б., Оганов К.А. Тепловые методы повышения отдачи нефтяных залежей.- Киев: Наукова думка, 1979; 208с.

38. Шарбатова И.Н., Сургучев M.JI. Циклическое воздействие на неоднородные нефтяные пласты.-М.: Недра, 1988.-121с.

39. Abaci, Т. S., Hammond, R. A. and Al-Khafaf, А О., 2006i Stratigraphy of the Gulneri Formation-(Upper Cretaceous) in the Type Section, Dokan area, Northeastern Iraq. Iraqi Jour. Earth Sci., Vol. 6 No. 2, pp. (33-42).

40. Al-Ameri, Т.К., 1994. Palynomorphs from the Upper Cretaceous and Palaeocene of North Iraq and their Palaeoecological significance. J. Geoh Soc. Iraq, 27 (1): 102-122.

41. Al-Banna N.Y. Sedimentological study of Upper Fars Formation in selected areas, north Iraq: M.Sc. Thesis. Mosul University, Iraq, 1982, 177 p.

42. Al-Jawadi M.R. Petrology and geochemistry of the Band-i-Zard serpentinite and associated chromites occurriilg around Rayat, Northeastern Iraq: M;Sc. Thesis. Mosul University, 1980, 166 p.

43. Al-Juboury А.Г. Petrology and provenance of the Upper Fars Formation^ (Upper Miocene), in the oil field Qaiyarah in Northern Iraq // Acta1 Geologica Universitatis Comenianae Bratislava, 1994, v. 50, p. 45-53.

44. Al-Khafaf, A. O., 2005. Stratigraphy of Kometan Formation (Upper Cretaceous) in Dokan-Endezah Area, NE-Iraq. Unpublished M.Sc. Thesis. University of Mosul, department of Geology, 79p.

45. Al-Rawi Y. Petrology and sedimentology of the Gercus Red Beds Formation (Eocene), in Northern Parts of Iraq. Geol.Soc.Iraq, 8, p.73 86.

46. Babu D. K., Odeh A. S. Productivity of a horizontal well, SPE Reservoir Engineering, November 1989, p. 417-421.

47. Buday, T. 1980. Regional Geology of Iraq: Vol. I, Stratigraphy: I.IM Kassab and S.Z. Jassim (Eds) D.G. Geol. Surv. Min.Invest.Pub. 445p.

48. Dunnington, H. V., 1958. Generation, Migration and Dissipation of Oil in Northern Iraq. Arabian Gulf, Geology and Productivity. American Association of Petroleum Geologist Foreign Reprint Series No. 2.

49. Faris F.M., Anwar F., (1993). New names for some of the Middle Miocene-Pliocene formations of Iraq (Fatha, Injana, Mukdadiya and Bai Hassan formations). Iraqi Geol J 25: 1-18

50. Fluoria, R. C., 1976. Petroleum prospects of Yamama formation in southern Iraq. OEC unpublished report.

51. Gaddo, J>. Z., 1971. The Mishrif Formation pale-environment in the Rumaila, Tuba/ Zubair region of south Iraq, Jour. Geol. Joe. Iraq, vol. 4, pp: 1-12.

52. HabbaY. And Abdullah M.B., 1989. Geochemical Study of the Hydrocarbon Source Rocks in the oil field Qaiyarah in Northern Iraq. Co-operation, 15, p. 1251.

53. Harris, P. M, and Frost, S. H., 1985. Middle cretaceous carbonate reservoir, in the oil field Qaiyarah Fahud, AAPG Bulletin, vol. 68, pp: 649-658.

54. Jackson C. E., Fredericks P. D. Proactive use of logging while drilling (LWD) measurements improve horizontal well drilling and subsequent-evaluation. SPE 37157 Kuala Lumbur, Malaysia 9-11 September 1998, c 403413.

55. Joshl S. D. Augmentation of well productivity with slant and horizontal> wells. Jomal of petroleum technology, June 1988, p. 729-739.

56. Kassab I.M., 1973. Plank tonic Foraminifers of the Shiranish Formation type locality (Northern Iraq)//J. Geol. Soc. Iraq, 6, P. 100-109.

57. Kickalert service. Anadrill's early gas-kick detection. -1991. Anadrill Schlumberger ADV-1021.

58. Kossack C. A., Klepp J. Oil production from Troll field: A comparison of horizontal and vertical wells. SPE 16869, Dallas, 27-30 September 1987, p. 629-641.

59. Odish K.Y. and Othman R.S., 1992. Preliminary Geochemical Evaluation of Hydrocarbon Source Rock in Northern Parts of Iraq. Iraqi Geological Journal, 25(2), p. 136-153.

60. Rial R. M. 3D Thermal simulation using a horizontal wellbore for steam flooding. SPE 13076 Texas, 16-19 September 1984.

61. Sadooni, F. N., 1993. Stratigraphie sequence, Microfacies and petroleum prospectus of the Yamama Formation, Lower Cretaceous, southern Iraq. AAPG Bulletin, 77(11): 1971-1988.

62. Weinbbrandt R.M., Ramey H.J., The effect of temperature on relative permeability of consolidated rocks //SPEJ, 1972/ P 4142.

63. Yawooz A. Kettan and Ali J. Sadik, 1989. Mineralogy and Geochemistry of Shiranish Formation, North Iraq, Journ. Geol. Soc. Iraq. Vol.22, pp. 98-111.