Автор: Пользователь скрыл имя, 16 Января 2013 в 21:53, автореферат
Цель работы - совершенствование технологий нестационарного гидродинамического воздействия в разработке карбонатных порово-трещинных коллекторов, применение разработанных решений для интенсификации и повышения эффективности выработки запасов нефти из коллекторов турнейского яруса Злодаревского месторождения.
В соответствии с поставленной целью в работе решались следующие основные задачи:
1. Анализ причин формирования остаточных запасов нефти в карбонатных коллекторах двойной пористости и обзор существующих технологий выработки запасов из трещинных и трещинно-пористых коллекторов.
2. Исследование на математических моделях процессов извлечения нефти из коллекторов двойной пористости. Определение роли параметров пустотности и проницаемости в выработке запасов нефти. Определение оптимальных условий применения технологии нестационарного воздействия.
3. Исследование особенностей строения и разработки коллекторов турнейского яруса Злодаревского месторождения.
4. Применение полученных в работе результатов при разработке программы нестационарного заводнения, коллекторов турнейского яруса Злодаревского месторождения.
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. ОСОБЕННОСТИ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ И РАЗРАБОТКИ ЗАЛЕЖЕЙ НЕФТИ, ПРИУРОЧЕННЫХ К КАРБОНАНЫМ ОТЛОЖЕНИЯМ.
1.1. Общие положения.
1.2. Характеристика карбонатных коллекторов и их фильтрационно-емкостные свойства.
1.2.1. Генезис и строение карбонатных коллекторов.
1.2.2. Классификация карбонатных коллекторов.
1.2.3. Особенности течения флюидов в карбонатных коллекторах.
1.3. Исследования фильтрации пластовых флюидов в трещиновато-поровых и порово-трещинных коллекторах.
1.3.1. Влияние инерционных сил на фильтрацию жидкости в трещинном пространстве.
1.3.2. Изменение действующей толщины деформируемого пласта.
1.3.3. Влияние технологических факторов на продуктивность карбонатных коллекторов.
1.4. Опыт разработки нефтяных месторождений, приуроченных к карбонатным отложениям.
1.5. Выводы к главе.
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ВЫРАБОТКИ ЗАПАСОВ НЕФТИ ИЗ ПОРОВО-ТРЕЩИННЫХ КОЛЛЕКТОРОВ.
2.1. Общие положения.
2.2. Влияние взаимодействия между системами матричных блоков и трещин на выработку запасов нефти карбонатных порово-трещинных коллекторов.
2.2.1. Постановка задачи. Модель залежи с карбонатным коллектором.
2.2.2. Влияние неизотермического заводнения на выработку запасов из карбонатных коллекторов.
2.3. Влияние показателя пустотности системы трещин на выработку запасов нефти карбонатных порово-трещинных коллекторов.
2.4. Влияние «дыхания» трещин на выработку запасов карбонатных коллекторов.
2.5. Нестационарное воздействие на коллектора двойной пористости.
2.5.1. Нестационарное воздействие со стороны нагнетательной скважины (Т«=Т5).
2.5.2. Нестационарное воздействие со стороны нагнетательной скважины 1Т„*Т,).
2.6. Выводы к главе.
ГЛАВА 3. ОСОБЕННОСТИ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ И РАЗРАБОТКИ КАРБОНАТНЫХ ПОРОВО-ТРЕЩИННЫХ КОЛЛЕКТОРОВ ТУРНЕЙСКОГО ЯРУСА ЗЛОДАРЕВСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ.
3.1. Геологическое строение пластов турнейского яруса Злодаревского месторождения.
3.2. Физико-гидродинамическая характеристика продуктивных коллекторов пластов турнейского яруса.
3.3 Свойства и состав нефти, газа и воды.
3.4. Энергетическое состояние пластов. Рекомендации по выбору режимов эксплуатации скважин.
3.5. Уточнение данных о трещинной системе на основе гидродинамических исследований скважин и пластов с применением методики Полларда.
3.6. Анализ текущего состояния разработки пластов турнейского яруса Злодарев-ского месторождения.
3.7. Повышение эффективности выработки запасов нефти турнейского яруса па-ротепловым воздействием.
3.8. Выводы к главе.
ГЛАВА 4. ПРИМЕНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ НЕСТАЦИОНАРНОГО ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАЗРАБОТКИ КАРБОНАТНЫХ КОЛЛЕКТОРОВ ЗЛОДАРЕВСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ.
4.1. Общие положения.
4.2. Принципы проектирования технологий нестационарного гидродинамического воздействия на залежах нефти с карбонатным коллектором.
4.3. Определение оптимального числа воздействующих нагнетательных скважин при нестационарном гидродинамическом заводнении.
4.4. Выбор оптимальной технологии нестационарного гидродинамического воздействия на коллектора турнейского яруса Злодаревского месторождения.
4.5. Программа применения нестационарного гидродинамического заводнения назалежи турнейского яруса Злодаревского месторождения.
4.6. Моделирование применения программы нестационарного гидродинамического заводнения на залежи турнейского яруса Злодаревского месторождения. Определение технологического эффекта.
4.7. Новая комбинированная технология нестационарного гидродинамического заводнения карбонатных коллекторов.
4.8. Выводы к главе.
жении и дислокациях породы претерпевают стадию раннего мета
морфизма. Первоначальный минералогический состав пород, тек
стура и структура меняются в соответствии с новыми условиями.
В результате осадочные породы превращаются в метаморфические.
При эпигенетических изменениях пород происходит растворение
обломочных зерен под
материала в порах песчаных пород, что приводит к ухудшению кол-
лекторских свойств (Абрамова, 1959; Ермолова, 1956; Копелиович,
1965; Taylor, 1950, 1964 и др.). В то же время наряду с эпигенезом,
приводящим к прогрессивному уплотнению пород и к деградации
пористости, действуют процессы, связанные с активной циркуля
цией вод и приводящие к выносу вещества за пределы породы (Копе-
лиович, 1965). При этом пористость и проницаемость пород возра
стают. Накопление осадочного материала, характер его веществен
ного состава и строения пластов в значительной мере предопреде
ляются колебательными движениями земной коры. Кроме тектони
ческих движений на образование осадочных отложений влияют
климат, рельеф суши и др. При дифференциации осадка происходит
механический перенос
по степени растворимости.
Непостоянство физико-географических условий на поверхности
земли приводит к накоплению различных по генезису типов осадков
или фаций. Под фациями понимают совокупность признаков осадков
и условий их образования. По физико-географическим условиям
образования фации разделяются на морские, континентальные и ла
гунные. Морские фации широко развиты среди осадочных толщ,
характер их изменяется с глубиной.
Комплексы фаций, образующихся в пределах областей с более
или менее постоянным тектоническим и климатическим режимом,
11 слагают формации (Рухин, 1953). Среди осадочных формаций выде
ляют платформенные и геосинклинальные группы. Первые характе
ризуются небольшой мощностью и постоянством на большой пло
щади. Вторые обладают большой мощностью и в то же время отли
чаются непостоянством, изменяясь вкрест простирания складчатой
системы.
В условиях образования платформенных формаций при про
явлении слабодифференцированных тектонических движений
небольшой амплитуды возникают кварцевые пески и песчаники,
каолинитовые глины и другие типы осадочных пород. Среди гео
синклинальных формаций, возникших в условиях дифференциро
ванных тектонических движений большой амплитуды, распростра
нены магматические и пирокластические породы. В них также обра
зуются граувакки, некоторые кремнистые породы и др. Некоторые
формации носят переходный характер, сочетая в себе признаки
платформенных и геосинклинальных образований. К группе пере
ходных формаций, типичными представителями которых являются
угленосные и красноцветные толщи, приурочены месторождения
каменного угля, нефти, газа и соли.
Под структурой горной породы понимают совокупность ее при
знаков, определяемых морфологическими особенностями отдельных
составных частей и их пространственными взаимоотношениями
(Теодорович, 1958).
Определение структурного типа породы сводится к выяснению
размера и формы слагающих ее зерен. По величине зерен среди
осадочных пород различают структуры псефитовую, псаммитовую
(песчаную), алевритовую и пелитовую.
Псефитовая структура свойственна грубообломочным породам,
состоящим из обломков размером более 2 мм.
Псаммитовая структура характерна для песчаников и песков
с размерами частиц от 0,1 до 1—2 мм (грубозернистая структура —
преобладают зерна больше 1 мм; крупнозернистая — от 1 до 0,5 мм;
среднезернистая — от 0,5 до 0,25 мм; мелкозернистая — от 0,25
до 0,1 мм; разнозернистая — зерна разных размеров).
Алевритовая структура свойственна мелкообломочным породам
с размерами частиц от 0,01 до 0,1 мм (крупнозернистая структура —
преобладают зерна от 0,1 до 0,05 мм; мелкозернистая — от 0,05
до 0,01 мм).
Пелитовая структура характерна для тонкообломочных горных
пород с размерами частиц 0,01 мм и менее (микрозернистая струк
тура — преобладают зерна от 0,01 до 0,001 мм; криптозернистая
структура — преобладают зерна 0,001 мм я меньше; разнозернистая
структура — преобладают зерна меньше 0,01 мм, но встречаются
зерна и других размеров).
Текстура горной породы характеризуется расположением и рас
пределением ее составных частей. Основным текстурным признаком
осадочных пород является их слоистость, которая связана как
с накоплением осадка, так и с процессом литификации.
12 Слоистость в основном бывает горизонтальная, косая и непра
вильная. Выделяются и другие виды слоистости. Встречаются плой-
чатые структуры, которые являются результатом оползания осадков
по дну бассейна, тектонического смятия, гидратации ангидрита
и других причин. Характер слоистости влияет на фильтрационные
свойства пород в вертикальном и горизонтальном направлениях,
а также на выбор методов воздействия на призабойную зону пласта
(например применение гидроразрыва пласта с целью увеличения
притока пластовых флюидов в скважину).
Характер расположения и размещения пор является текстурным
признаком. В то же время пористость зависит и от структуры породы.
Размеры и форма пор в значительной степени предопределяются
размером и формой слагающих породу минеральных зерен. Поэтому
различают также и структуру порового пространства.
В некоторых известняковых толщах развиты своеобразные по
верхности, носящие название сутуро-стилолитовых. Они носят
характер мелкобугристых (сутурных) образований, а также более
крупных выступов (стилолитов). Стилолитами называют выступы
вышележащего слоя, вдающиеся в виде зубцов (чаще всего размером
до нескольких сантиметров) в нижележащий слой и отделенные
друг от друга видимой невооруженным глазом поверхностью раз
дела. Сутурами называют микрозубчатые линии, представляющие
собой срезы мелкобугристых, так называемых сутурных поверх
ностей. Сутуры чаще всего связаны переходами со стилоли
тами.
Из практики нефтедобычи последних лет известно, что стилолиты
и соединяющие их сутуры могут служить коллекторами. Поэтому
они иногда могут представлять практический интерес. Существует
ряд воззрений на образование стилолитов и сутур. Наиболее полной,
на наш взгляд, является гипотеза, предложенная Г. И. Теодоро-
вичем. Он предполагает формирование распространенного типа
сутуро-стилолитовых поверхностей, приуроченных к определенным
горизонтам толщи пород, в три этапа. Первый этап связан с карстом
(растворением) затвердевающего мелководного известковистого
осадка в условиях кратковременного выведения его из-под уровня
воды. Второй этап характеризуется чаще всего фиксацией начальных
сутуро-стилолитовых поверхностей путем перекрытия их тонкой,
обычно глинистой пленкой. В более редких случаях эти поверхности
проявляются в результате затвердевания их до отложения выше
лежащего известкового материала. Третий, основной, этап про
текает длительно в сформированных породах, в процессе циркуля
ции вод обычно над глинистыми сутуро-стилолитовыми пленками,
растворения преимущественно нижней части вышележащего изве
стняка и эпизодического оседания его под влиянием геостатического
давления. В то же время встречаются сутурные поверхности, не
имеющие четкой связи с определенными горизонтами толщи пород
и приуроченные к зонам интенсивных тектонических напряжений.
В этом случае зубчатые сутурные поверхности тектонического
13 происхождения, по-видимому, связаны со сжатием, а трещины —
с тектоническим растяжением.
Текстуры осадочных горных пород классифицируют по разным ка
тегориям признаков. Л . В . Пустовалов классифицирует их по типам
слоистости, поверхностям наслоения, выделяет особые типы текстур
(стилолитовую, фунтиковую и др.). М. С. Швецов (1948) рассматри
вает в классификационной схеме три основных типа текстур: 1) бес
порядочную; 2) микрослоистую (включая и плойчатую) и 3) флю
идальную. Кроме того, отмечается четвертая текстура — пористая,
свойственная всем породам. Ф . Петтиджон (Pettijohn, 1949) выделяет
анорганогенные (первичные, или механические, и вторичные, или
химические) и органогенные текстуры. Н. Б. Вассоевич приводит
классификацию текстур по времени их образования, увязанному
со стадиями литогенеза (осадко- и породообразования). Со стадией
сингенеза (образования осадка) связаны сингенетические текстуры,
возникающие в момент отложения осадка (ранний сингенез), а также
в свежеотложенном осадке (поздний сингенез). К ранней стадии
сингенеза относятся абиогенные (знаки ряби, слоеватость, слой-
чатость, ориентировка зерен органических остатков и т. д.) и био
генные (следы жизни на поверхности дна) текстуры. К поздней ста
дии сингенеза относятся трещины усыхания, возникающие в случае
перерыва в седиментации.
С ранней стадией диагенеза (преобразование осадка и образова
ние породы) связаны диагенетические текстуры первого и второго
рода. Текстуры первого рода возникли при преобразовании осадка
в породу до захоронения его под слоем другого осадка. Текстуры
второго рода возникли после отложения осадка другого типа.
С поздней стадией диагенеза связаны текстуры, возникающие
при завершении процесса преобразования осадка в породу — раз
личные конкреции, септарий, глиптоморфозы и т. д. Нарушение
слоистости при росте
К стадии позднего сингенеза и стадии литогенеза приурочены следы
жизни в осадке — различного рода ходы илоедов; сюда же относится
большинство фуккоидов. К стадиям сингенеза и диагенеза относятся
также текстуры, связанные с подводно-
К стадии эпигенеза Н. Б. Вассоевич относит текстуры, возника
ющие в породах в результате их изменения при повышенных давле
нии (более 500 am) и температуре (до 250—300° С). Примерами по
добных текстур являются сланцеватость, кливаж, фунтиковая тек
стура (конус в конус), стилолиты в известняках и др. G кливажем,
сланцеватостью и стилолитами часто связаны трещины в породах,
которые приводят к увеличению проницаемости.
К стадии метаморфизма (изменение структуры и текстуры, пере
кристаллизация и т. д.) относят плойчатость, будинаж, очковую
текстуру.
Свойства пород зависят не только от их минерального состава,
но и от строения, которое предопределяется формой и расположе
нием слагающих породу составных частей. Структурные и текстурные
14 особенности пород влияют на их емкостные и фильтрационные свой