Значительная доля запасов нефти в карбонатных пластах может быть отнесена к. порово-трещинному типу коллектора. Это свидетельствует, что эти запасы относятся к трудноизвлекаемым. Действительно, основные запасы углеводородов сосредоточены в низкопроницаемой матрице (1-5 мД); трещинная проницаемость характеризуется как низкими значениями проницаемости, так и высокими. Технологии освоения и эксплуатации указанных месторождений могут быть основаны на применении как вертикальных скважин, так различных систем горизонтальных скважин. Применение традиционных методов заводнения таких пластов может быть неэффективным, вследствие существенной неоднородности фильтрационно-емкостных и физических свойств системы ) [1,с.80]. В указанных условиях для обоснования режимов работы добывающих и нагнетательных скважин необходим наиболее полный учет сложных механизмов извлечения углеводородов, а также кинетики проницаемости карбонатного коллектора [2, с.90].
Приводятся результаты гидродинамических исследований процессов разработки карбонатных пластов, фильтрационно-емкостные и физические свойства которых близки к месторождениям Арктического шельфа РФ, для различных систем расположения горизонтальных скважин при стационарном и циклическом заводнении.
Анализ результатов численных исследований для высокопроницаемого коллектора показал, что при всех длинах горизонтального участка циклическое заводнение оказывается более эффективным как по текущей и конечной добычи нефти, так и по значению водонефтяного фактора. Для всех вариантов увеличение длительности полуциклов падения пластового давления (несимметричный цикл) способствует активизации механизмов извлечения углеводородов, что приводит к увеличению текущих дебитов по нефти, снижению обводненности продукции, в соответствии с рисунком 1.
При длине горизонтальных скважин 200 м. более эффективным является циклическое заводнение с продолжительными полуциклами падения давления — 5-6 месяцев; при длине горизонтальной скважины 1000 м. – с полуциклами падения давления 2-3 месяца. Высокая проницаемость трещин обеспечивает высокую приемистость нагнетательных скважин, что способствует закачке достаточных объемов воды в полуцикле повышения пластового давления. Данное обстоятельство (большие объемы закачки) приводит к негативным последствиям в системах с длинными горизонтальными скважинами – к раннему обводнению добывающих скважин. Так, для варианта с горизонтальной скважиной 1000 м эффективность циклического заводнения конечный коэффициент извлечения нефти уменьшается при продолжительности полуцикла снижения пластового давления более 3 месяцев. Вместе с тем уменьшается срок разработки при лучшей динамике текущих показателей.
Рисунок 1 — Конечный коэффициент извлечения нефти в зависимости от длительности полуцикла падения пластового давления и длины горизонтальной скважины
Анализ результатов моделирования для низкопроницаемых коллекторов показал, что циклическое заводнение с продолжительностью полуцикла падения пластового давления 1 месяца является наиболее эффективным вариантом, в соответствии с рисунком 2. С увеличением полуцикла падения пластового давления эффективность падает, но остается выше, чем для варианта со стационарным заводнением. Снижение эффективности объясняется невысокой приемистостью нагнетательных скважин в период закачки. Поэтому пластовое давление снижается по сравнению с начальным. Снижение пластового давления в полуцикле остановки нагнетательных скважин приводит к снижению дебитов жидкости на значительную величину. С повышением пластового давления дебиты по жидкости растут. Такие колебания дебитов жидкости недопустимы при механизированной добыче.
Важным отличием от вариантов с высокопроницаемыми трещинами является то, что для низкой проницаемости трещин и систем с шахматным расположением скважин эффективным оказываются протяженные горизонтальные скважин (в рассмотренном варианте длина горизонтальной скважины составляет 1000 м.).
Рисунок 2 – Коэффициент извлечения нефти в зависимости от длительности полуцикла добычи и длины горизонтальной скважины при шахматном расположении скважин
Увеличение темпа разработки порово-трещинного коллектора с низкопроницаемой матрицей при стационарном заводнении приводит к снижению конечного (при обводненности 98%) коэффициента нефтеизвлечения порядка 10%. При этом снижается срок разработки при одинаковом водонефтяном факторе. Для принятия решения по выбору рационального темпа разработки необходим учет всей совокупности критериев; технологические критерии определены при исследованиях.
Снижение степени компенсации отборов закачкой приводит к увеличению нефтеизвлечения на 4% и улучшению остальных показателям разработки: снижение водонефтяного фактора на 17%; снижение закачки на 13%; снижение срока разработки на 7%. Таким образом, данная технология является энергосберегающей и экологически безопасной.
Использование циклической закачки с несимметричным циклом в сторону увеличения продолжительности падения пластового давления приводит как к росту коэффициента нефтеизвлечения, так и к снижению энергозатрат (водонефтяной фактор, закачка, продолжительность разработки). Для условий пласта: проницаемость матрицы 5 мД, проницаемость трещин 200 и 50 мД эффективной является циклическое заводнение с продолжительностью полуцикла добычи 4 месяца.
Выбор рационального варианта должен производиться на основе системного подхода с учетом неопределенностей критериев эффективности — конечный коэффициент нефтеизвлечения, срок разработки, объемы закачки и добычи воды и т. д.
Закономерности, полученные в результате численных исследований по моделям фрагментов пластов, выявлены в рамках принятых допущений и в тех пределах, в которых варьировались природные параметры. Вместе с тем результаты математического эксперимента можно считать достоверными (при принятых допущениях), поскольку при построении моделей фрагментов максимально учитывались геолого-промысловые условия.
Для проведения расчетов показателей разработки на модели двойной пористости / проницаемости при различных системах размещения горизонтальных скважин (линейной и шахматной) разработана методика планирования, проведения и анализа результатов численных исследований.
Анализ результатов позволил обосновать рациональный темп разработки исследуемых карбонатных коллекторов при стационарном заводнении для различных геолого-промысловых условий, выявить механизм нефтеизвлечения. Так, рациональный дебит соответствует капиллярному режиму разработки. Обоснованы технологические параметры нестационарного заводнения, в том числе продолжительности периодов работы и простоя добывающих и нагнетательных скважин. Показано, что наибольшая эффективность циклического заводнения имеет место при продолжительных ассиметричных циклах. Альтернативой продолжительным ассиметричным циклам без остановки добывающей скважины в период закачки является применение циклического заводнения при остановке добывающей скважины в период закачки.
Список литературы.
- И.Т. Мищенко, К.А. Бравичев, Т.Б. Бравичева, А.Н. Загайнов Энергосберегающие технологии повышения эффективности разработки нефтяных месторождений с суперколлекторами //НТЖ «Нефть, газ и бизнес, № 2, 2013, С. 77-82
- И.Т. Мищенко, К.А. Бравичев, А.Н. Загайнов Обоснование технологии циклического заводнения пластов с суперколлекторами в условиях упругих деформаций, //НТЖ «Нефтяное хозяйство», №10, 2014, C. 89-91[schema type=»book» name=»ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАЗРАБОТКИ ПОРОВО-ТРЕЩИННЫХ КАРБОНАТНЫХ КОЛЛЕКТОРОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ СИСТЕМ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СКВАЖИН » description=»Обоснование рационального варианта разработки карбонатного пласта при стационарном и нестационарном заводнении. Проведен комплекс численных гидродинамических исследований процессов разработки исследуемых пластов для различных геолого-промысловых условий. Показано, что наибольшая эффективность циклического заводнения имеет место при продолжительных ассиметричных циклах. Альтернативой продолжительным ассиметричным циклам без остановки добывающей скважины в период закачки является применение циклического заводнения при остановке добывающей скважины в период закачки.» author=»Бравичев Кирилл Арсеньевич, Загайнов Александр Николаевич, Сарданашвили Ольга Николаевна» publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2017-03-29″ edition=»ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_30.04.2015_04(13)» ebook=»yes» ]