Государственноеунитарное предприятие
«Институт проблемтранспорта энергоресурсов»
УДК 622.276.76 На правахрукописи
МАГЗЯНОВ ИЛЬШАТАСХАТОВИЧ
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕЭФФЕКТИВНОСТИ ОТБОРА НЕФТИ
ИЗ МНОГОПЛАСТОВОЙ ЗАЛЕЖИКОМБИНИРОВАННЫМИ ТЕХНОЛОГИЯМИРАЗДЕЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПЛАСТОВ
Специальность 25.00.17– Разработка иэксплуатация нефтяных
и газовыхместорождений
Диссертация
на соискание ученойстепени
кандидата техническихнаук
Научный руководитель–
доктор техническихнаук
Вафин РифВакилович
Уфа 2013
СОДЕРЖАНИЕ
| ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………………….. ГЛАВА 1 ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯТЕХНОЛОГИИ ОДНОВРЕМЕННО-РАЗДЕЛЬНОЙЭКСПЛУАТАЦИИ НА МНОГОПЛАСТОВЫХМЕСТОРОЖДЕНИЯХ……………………………………………………………………... 1.1 Общие понятия………………………………………………………..………………..... 1.2 Техника и технологииодновременно-раздельнойэксплуатации…………………… 1.3 Факторы,осложняющие совместную выработкузапасов…………………………… 1.4 Обзор научныхаспектов применения технологииодновременно-раздельной эксплуатации…………………………………………………………………………….. Выводы по главе 1………………………………………………………………………….. ГЛАВА 2 АНАЛИЗ И ОЦЕНКАЭФФЕКТИВНОСТИ СОВМЕСТНОГО И РАЗДЕЛЬНОГО ОТБОРА НЕФТИ ИЗМНОГОПЛАСТОВОЙ ЗАЛЕЖИ ПОМЕСТОРОЖДЕНИЯМ РОССИИ …………………………………………………… 2.1 Этапы формированияфонда скважин одновременно-раздельнойэксплуатации наАлексеевском месторождении………………………………………………….…… 2.2 Сравнение параметровработы совместных скважин, скважинодновременно-раздельной эксплуатации искважин, работающих только на одинобъект………………………………………………………............................................... 2.3 Критерии выборапервоочередных скважин под внедрениеодновременно-раздельной эксплуатации наоснове исходной геолого-физическойинформации.… 2.4 Методика уточненияразделения добываемой продукции присовместной разработке пластов……………………………………………………………………… Выводы по главе 2………………………………………………………………………….. ГЛАВА 3 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕИССЛЕДОВАНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОТБОРАПРОДУКЦИИ ИЗ КАРБОНАТНЫХ ПЛАСТОВ СПРИМЕНЕНИЕМ одновременно-раздельнойэксплуатации В УСЛОВИЯХТЕХНОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ…………………………………………..………… 3.1 Обоснование выбораучастка разработки и определение целейисследования…...…. 3.2 Описаниематематической модели двойной пористостиили проницаемости иобоснование ее применимости примоделировании трещинных карбонатныхколлекторов……………………………………………………………..………………… 3.3 Исследованиевыработки запасов нефти из неоднородныхмногопластовых карбонатныхколлекторов одновременно-раздельнымспособом в сочетании страдиционнымзаводнением…………………………………………..……………… 3.4 Эффективностьтехнологии одновременно-раздельнойэксплуатации в условиях нестационарногозаводнения двухпластовой трещиннойсистемы…………..……… 3.5 Эффективностьзакачки водогазовой смеси приодновременно-раздельной эксплуатациикарбонатныхколлекторов………………………………….…………… Выводы по главе 3…………………………….……………………………………………. ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКАКОМПЛЕКСА геолого-техническихмероприятий НА ОСНОВЕПРОВЕДЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ....……..…… 4.1 Оптимизация текущихдебитов из пластов по скважинам,работающим сприменением технологииодновременно-раздельной эксплуатации..………...….. 4.2 Выбор новыхскважин-кандидатов под внедрениеодновременно-раздельнойэксплуатации……..………………………………………………………….…………… Выводы по главе 4………………………………………………………………………….. ВЫВОДЫ ИРЕКОМЕНДАЦИИ………………………...……………...………………… СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………………………………….. | 4 7 7 10 20 22 28 31 31 34 52 59 67 68 68 78 81 88 94 104 108 108 110 117 118 119 |
ВВЕДЕНИЕ
Актуальностьпроблемы
Применение технологийраздельной эксплуатации пластов приотборе продукции из многопластовой залежинаходит всё большее использование, так какпозволяет одной сеткой скважин отбиратьнефть из нескольких пластов одновременно.Это позволяет ускорить выработкузапасов и нарастить объемы отбираемойнефти. Однако при отборе из несколькихпластов проблемы учета и состояниявыработки запасов до настоящего временирешены не полностью, в частности задачаоценки эффективности отбора нефти измногопластовой залежи при помощикомбинированных технологий поддержанияпластовой энергии, их влияние на режимы иработу единичных скважин с оборудованиемдля одновременно-раздельной эксплуатации(ОРЭ) в условиях стационарного инестационарного заводнений, водогазовоговоздействия (ВГВ) на пласт. Не менеепроблемными являются вопросыопределения критериев выбора скважинпод ОРЭ на базе имеющихсягеолого-физических характеристик нефтянойзалежи, с ее фильтрационно-емкостнымисвойствами, состоянием выработанностизапасов по пластам. В качествепервостепенных задач здесь выделяютсявопросы создания методики уточненияразделения добываемой продукции присовместной разработке пластов и на ее базевыбора и обоснования режима отбора,подбора оборудования для ОРЭ. Крометого, исследованность отдельныхпластов на приток и определение егогидродинамических характеристик, какправило, в промысловых условиях частобывают неполными. В соответствии с этимзадачи исследования автора включаютопределение эффективности отборанефти из многопластовой залежи путемоценки текущих запасов и расчет режимовотбора по каждому пласту от действияизменения пластовой энергии.
Цель работы –совершенствование эффективностиодновременного отбора разносортной нефтииз многопластовой залежи в условияхтехногенного воздействия.
Для решенияпоставленной цели были сформулированыследующие основныезадачи:
- Анализцелесообразности применения ОРЭ намногопластовых объектах ЗАО «Алойл»;
- Формированиекритериев для подбора скважин-кандидатовпод внедрение технологий ОРЭприменительно к месторождениям ЗАО«Алойл»;
- Исследованиефакторов, влияющих на эффективностьсовместного применения технологий ОРЭ сводогазовым воздействием и нестационарнымзаводнением на Алексеевскомместорождении;
- Обоснованиеприменения технологических схем ОРЭ наАлексеевском месторождении;
- Сравнительныйанализ эффективности отбора нефти измногопластовой залежи при различныхвариантах воздействия на пластзаводнением.
Методы решенияпоставленных задач
Решение поставленныхзадач базируется на аналитических ипромысловых исследованиях сиспользованием современных методовобработки исходной информации и иханализа, математическом моделированиифильтрации многофазовой жидкости внеоднородном коллекторе и обобщении ихрезультатов.
Научная новизнарезультатов работы
- Создана методикауточнения разделения добываемой продукциииз многопластовой залежи при совместнойразработке пластов, включающаяопределение коэффициента использованияпотенциального коэффициента извлечениянефти (КИН) по времени при известнойстепени вскрытия пластов, их проводимости(kh), рассчитанного путем делениянакопленной добычи на произведениегеологических запасов и потенциальногоКИН для рассматриваемой скважины попластам.
- Выполненычисленные исследования определенияэффективности технологий совместнойэксплуатации пластов на модели откомплексного действия изменения пластовойэнергии (стационарное и нестационарноезаводнения, водогазовое воздействие) сучетом трещинной системы ихарактеристик пластовых флюидов, которыепоказали, что водогазовое воздействиена пласт увеличивает КИН в ячейке поскважине на 43 % в сравнении с естественнымрежимом, нестационарное – на 26 %, стационарное– на 14 %. Откомплексного воздействия на пластувеличение КИН в сравнении с естественнымрежимом составляет 88 %.
- Установлен фактсинергетического эффекта откомплексного воздействия на пласт присовместной разработке пластовиспользованием технологий ОРЭ путемналожения эффектов стационарного,нестационарного заводнений иводогазового воздействия на пласт.
На защитувыносятся:
- Методика уточненияразделения добываемой продукции измногопластовой залежи на базеопределения коэффициентаиспользования потенциального КИН;
- Методика оценкивлияния изменения пластовой энергии нарежимы ОРЭ;
- Оценка и разделениесинергетического эффекта откомплексного воздействия на пласт наотдельные составные части.
Практическаяценность и реализация результатовработы
- Результатыдиссертационной работы используются приразработке многопластовых залежей путемиспользования методики оценки ирасчета текущей выработанности пластовнефти и подбора оборудования для отборанефти из пластов.
- Внедрениекомплекса мероприятий, включающего работыпо оптимизации режимов отбора стехнологиями ОРЭ, реализованного на восьмискважинах за
2013 г.,позволило дополнительно добыть 2095.1 т нефтис экономическим эффектом 3.346 млн руб.
Апробация результатовработы
Основные положения ирезультаты диссертационной работыдокладывались на семинарах ООО НПО«Нефтегазтехнология» (г. Уфа, 2010-2013 гг.), нанаучно-технических конференциях ОАО«Татнефть» (г. Альметьевск,2010-2012 гг.), НГДУ «Бавлынефть» (г. Бавлы, 2008-2013гг.), на заседанияхтерриториальной комиссии по разработкенефтяных месторождений (г. Казань, 2010-2012гг.), на Международной научно-практическойконференции «Проблемы и методыобеспечения надежности и безопасностисистем транспорта нефти, нефтепродуктов игаза» в рамках XXI Международнойспециализированной выставки «Газ. Нефть.Технологии –2013» (г. Уфа, 2013 г.), на XIII Всероссийскойнаучно-практической конференции«Энергоэффективность. Проблемы и решения»в рамках XIII Российского энергетическогофорума (г. Уфа, 2013 г.).
Публикации
Основные результатыдиссертационной работы опубликованы в 11научных трудах, в том числе в 7 ведущихрецензируемых научных журналах,рекомендованных ВАК Министерстваобразования и науки РФ.
Личный вкладавтора
В рассматриваемыхисследованиях, выполненных в соавторстве сколлегами, автору принадлежат постановказадач, их решение, обобщение полученныхрезультатов, разработка рекомендаций попромысловому внедрению, анализрезультатов опытно-промышленных испытанийтехнологий отбора нефти.
Автор выражает глубокуюблагодарность научному руководителю д.т.н.
Вафину Р.В., главномуинженеру к.т.н. Зарипову М.С., а такжесотрудникам НПО «Нефтегазтехнология» законсультации и полезные советы,высказанные в процессе работы наддиссертацией.
ГЛАВА 1 ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯТЕХНОЛОГИИ ОДНОВРЕМЕННО-РАЗДЕЛЬНОЙЭКСПЛУАТАЦИИ НА МНОГОПЛАСТОВЫХМЕСТОРОЖДЕНИЯХ
1.1 Общие понятия
Одним из перспективныхтехнологических решений, широкоиспользуемых на сегодняшний день внефтяных компаниях, являетсяиспользование специального насосногооборудования,позволяющего вестиодновременно-раздельную эксплуатациюнескольких пластов. ОРЭ способствует реализациисистемы раздельнойразработки различных по коллекторскимсвойствам и составуфлюидов объектовмногопластового месторождения однойсеткой скважин, а также является одним изметодов регулирования разработкиместорождения при экономии ресурсов на любой стадии разработки [19, 23, 29, 34].
Доказано, что применениетехнологии одновременно-раздельнойэксплуатации двух объектов позволяет[34]:
- выборочно подключать в эксплуатациюмалопродуктивные скважины вмногопластовых залежах за счёт освоениядругих объектов и, тем самым, повышатьрентабельность добычи нефти;
- производить раздельный учётдобычи нефти по каждому объекту;
- ускорять вовлечение в разработкунедренируемых запасов из другихгоризонтов за счёт уплотнения сетки безбурения дополнительных скважин;
- сокращать капитальные вложения набурение на вновь открытых месторождениях;
- проводить бурение новых скважин наобъекты, продуктивность которых поотдельности невысока;
- ускорять ввод в разработкувозвратныхобъектов добычи нефти.
Раздельная эксплуатацияпластов впервые начала применяться внефтяных и газовых скважинах наместорождениях США в 1936 году [29]. Первыеобразцы оборудования в СССР созданы в 30-егоды. Установки были просты и применимытолько при фонтанной эксплуатации.Разработкой технологий и оборудования дляОРЭ, а также исследованиями их применения занимались в 1950-1970-е годы Максутов Р. А., Сафин В. А., Беленький В. Н., Крутиков Б. С.,Понамарев К. И., Джафаров Ш. Т. В настоящеевремя успешно работают в этом направленииДонков П. В., Шарифов М. З., Леонов В. А.,Бадретдинов А. М., Гарифов К. М., Габдуллин Р.Г. и другие [19]. Основная проблема успешногоприменения ОРЭ связана с созданиемнадежного, долговечного и экономическиоправданного оборудования. Оборудованиедля ОРЭ сегодня производят такие компании,как ЗАО «Пакер», НПФ «Геоник», ЗАО«Новомет-Пермь», ООО ПКТБ «Технопроект»,ЗАО «Елкамнефтемаш», ЗАО «ПКНМ», ОАО НПФ«Геофизика» и другие. Технология ОРЭактивно применяется и внедряется в такихкомпаниях, как Татнефть, TNK-BP, Роснефть,Башнефть и другие. В настоящее времясуществует множество патентов на технику итехнологии ОРЭ [40-66], которые можноклассифицировать по принципу их действия иотбора на следующие виды: на технологиюодновременно-раздельной добычи (ОРД),одновременно-раздельной закачки (ОРЗ) иодновременно-раздельной добычи и закачки(ОРДиЗ). Принципиальная схема технологииОРЭ представлена на рисунке 1.1.
| Добывающая скважина c раздельнымподъемом продукции | Нагнетательная скважина | Добывающая скважина c совместнымподъемом продукции |
| а) | б) | в) |
1 – установка электроцентробежныхнасосов (УЭЦН); 2 – пакер; 3 – мандрели
Рисунок 1.1 – Принципиальнаясхема технологии ОРЭ
ОРД подразделяется насовместный подъем продукции по одномулифту (рисунок 1.1, в) и раздельный подъем(рисунок 1.1, а). Режим эксплуатации (дебит изабойное давление), заданный проектомразработки, может обеспечиваться разнымиспособами: штуцированием продукциипластов на входе в лифтовую трубу (при этомвся продукция поднимается одним насосом)или с помощью отдельных насосов, то естьобъемным разделением продукции. Кобъемному разделению можно отнести такиеизвестные технологии, как применениеспаренных насосов, работающих от однойштанговой колонны, насосов двойногодействия, дифференциальных насосов,поочередной эксплуатации пластов и такдалее. На рисунке 1.2 представлена схемаклассификации технологий ОРЭ,предложенная ОАО «Татнефть» [19].
Рисунок 1.2 – Классификациятехнологических схем и установок для ОРЭ
для разработки нефтяныхместорождений
Начальными условиямипринятия решения о внедрении ОРЭ являютсяоценка запасов нефти в пластах,физико-химические свойства (ФХС) флюидов ипланируемые уровни отбора из каждогопласта.
При примененииустановок с раздельным подъемом продукцииприменяются ряды лифтов, которые могутбыть параллельными и концентричными. Однимиз вариантов концентричных лифтовявляется использование полых штанг дляподъема продукции одного пласта.
Установки ОРЗ (рисунок1.1, б), в свою очередь, делятся наодноканальные и многоканальные. Водноканальных установках регулированиережимов закачки в разделенные пакерамиобъекты осуществляется штуцированием, приэтом узлы штуцирования обычнорасполагаются в мандрелях (скважинныхкамерах на насосно-компрессорных трубах(НКТ) специального назначения). Так какпри закачке, в отличие от добычи, канал втрубе свободный, с помощью каната можнорегулировать работу штуцеров и заменятьих. В многоканальных установках водузакачивают с использованием несколькихрядов труб, которые могут бытьпараллельными или концентричными.
Технологические схемы,совмещающие добычу и закачку (ОРДиЗ) могутбыть с параллельными или концентрическимилифтами, с закачкой в верхний пласт идобычей с нижнего, и наоборот.
Также в классификации нарисунке 1.2 приведены «Близкие к ОРЭтехнологические схемы», к ним относятся:внутрискважинная утилизация попутной водыв поглощающие или продуктивные объекты дляподержания пластового давления (ППД),раздельный подъем нефти и воды,внутрискважинная перекачка воды изводоносного пласта в продуктивный.
1.2 Техника и технологииодновременно-раздельнойэксплуатации
Рассмотрим наиболеешироко распространенные технологии ОРЭ,применяемые на месторождениях России, атакже результаты последних внедрений иперспективные разработки в этойобласти.
Совместный подъем продукции
Для старого фондаскважин, в которых нет возможности потехническим и экономическим соображениямвнедрить технологии ОРЭ с разделениемпластов, применяют технологии раздельногомониторинга добычи продукции из разныхпластов. Данные технологические схемы ирешения также принято относить ктехнологиям ОРЭ.
Системы мониторинга содним способом механизированной добычибез разделения пластов[28]
Существуют конструкции,относящиеся к системам ОРЭ, с возможностьюрегистрировать геофизические свойстваодного из пластов, но без возможностиуправления процессом добычи. Одной изнаиболее простой однолифтовой схемой длямониторинга количества добываемой нефти вскважине, совместно разрабатывающей дваобъекта, является схема сподвижным геофизическим прибором подУЭЦН. Данная система можетопределить количество добываемойпродукции с помощью геофизическогоприбора, но разобщения пластов непроисходит, поэтому ее рекомендуют дляприменения в скважинах, где техническоеразделение пластов невозможно. В 2008-2011 гг.данная технология применялась в ООО«Бугурусланнефть», а в 2010-2011 гг. – в ЦДО«Сорочинскнефть». В процессе примененияотмечалось засорение расходомера и случаираскрытия децентратора.
Схема«УЭЦН + Y-Tool», позволяетпроводить промыслово-геофизическиеисследования (ПГИ) в динамических условияхс извлечением приборов. Первый опытприменения данного оборудования в ООО«Бугурусланнефть» и ЦДО «Сорочинскнефть»был неудачным в связи с ранним отказомнасоса.
Преимуществом схемы «УЭЦН + подвеснойгеофизический прибор»(рисунок 1.3, а) является использованиестандартного внутрискважинногооборудования с добавлением геофизическогоблока, подключенного к телеметрическойсистеме (ТМС) УЭЦН, и выводом данных наповерхность. Минимальный дебит жидкостидля данной технологии составляет 30 м3/сут, а величина углакривизны скважины до 15. Успешные испытания метода проведеныв 2011 году на скважинах ОАО «ТНК-Нягань».Текущий межремонтный период составил 280суток.
 |  | Схема«ЭЦН+ЭЦН» Технология Schlumberger  |
| а) | б) | в) |
а) схема УЭЦН+подвеснойгеофизический прибор на ТМС;
б) схема с разделением пластов иодним механическим способом добычи«УЭЦН + мандрели»; в) схема с разделениемпластов и добычей спаренными насосами посхеме «ЭЦН + ЭЦН»
Рисунок 1.3 – Однолифтовыесистемы ОРД
Разделение режимовскважинным штуцированием
Схема«УЭЦН + мандрели» (рисунок 1.3,б) основана на использованиимодифицированного газлифтногооборудования. В скважинные камеры(мандрели) вставляют штуцеры игеофизические приборы на канатной технике,обеспечивающие измерение давления,температуры, влажности и дебиты. Наиболеераспространены автономные приборы спамятью, но существуют технические решенияи для вывода данных на поверхность в режимереального времени. В 2008 году технологиябыла внедрена на 14 скважинах ОАО«Варьеганнефтегаз», дебиты составляли53…110 м3/сут,средний межремонтный период – 365 суток. В 2010-2011годах испытания проводились в ОАО«Самотлорнефтегаз» и ОАО «ТНК-Нягань», гдебыло отмечено засорение расходомеров [36].
Еще одна перспективнаясхема мониторинга с разделением пластов– схема «УЭЦН + гидравлическаяциркуляционная муфта».Принцип ее действия
основан на отсечении одного изпластов дистанционно с поверхности. Принормальном режиме продукция нижнегопласта проходит через циркуляционнуюмуфту и добывается совместно с продукциейверхнего пласта. В режиме разобщения споверхности активизируется закрытиециркуляционной муфты, и добыча ведетсятолько с верхнего пласта. Все фазовыезамеры производятся на поверхностистандартными приборами учета. Добыча снижнего пласта оценивается с помощьювычитания. В настоящее время начатыопытно-производственные исследования(ОПИ) в ОАО «Варьеганнефтегаз», ОАО«ТНК-Нижневартовск» и ЦДО«Сорочинскнефть» [36].
Объемноеразделение
Разработка двух пластовпо технологиям ОРЭ может осуществляться ипри помощи спаренныхнасосов типа«штангово-глубинный насос (ШГН) + ЭЦН», или«ЭЦН + ЭЦН» (рисунок 1.3, в), или «ШГН + ШГН».Первая схема «ШГН + ЭЦН» достаточнораспространена, в 2010-2011 гг. была внедрена вОАО «ТНК-Нижневартовск», ОАО«Оренбургнефть» и ООО «Бугурусланнефть»[36]. На большом количестве скважинвнедрялись технологии «ШГН + ЭЦН» с 2008года в ОАО «Удмуртнефть» [15]. ОПИ схемы«УЭЦН+УЭЦН» проводились в 2011 году наобъектах ОАО «ТНК-Нижневартовск». В 2011 годуоднолифтовые схемы со спаренными насосамиШГН + ШГН, разработанные в ОАО «Татнефть»,внедрялись на месторождениях ООО«ЛУКОЙЛ-Пермь» [39], а также схема ОРЭ«ШГН + ШГН» для скважин с эксплуатационнойколонной (ЭК) диаметром 168 мм с 2009 по 2013год применяется на 4 скважинах наместорождениях АНК «Башнефть» [37].
Раздельный подъем продукции
Раздельный подъемпродукции по параллельнымлифтам по схеме «ШГН + ШГН»на основе отечественного оборудования,разработанного в ОАО «Татнефть» совместнос компанией Slith International, впервые был внедренв 2005 году на месторождениях ОАО «Татнефть»,а также данная установка (рисунок 1.4, а)была протестирована в 2011 году в двухскважинах ЦДО «Сорочинскнефть» [36].Двухлифтовые компоновки «ШГН + ШГН» такихпроизводителей, как ЗАО «ЭЛКАМ-Нефтемаш» иООО ПКТБ «Техпроект», были внедрены наместорождениях ООО «ЛУКОЙЛ-Пермь» [39].
Раздельный отбор нефти сприменением концентрическихколонн НКТ впервые в нашейстране был предложен В. Н. Беленьким и М. А.Гейманом. Схема была применена в НГДУ«Первомайнефть» Куйбышевской области вколичестве около 100 скважин [24].
Впервые в России в 2010году в одной скважине ООО «ТНК-Уват» былавнедрена компоновка ОРД концентрическойконструкции (рисунок 1.4, б) по схеме«ЭЦН + ЭЦН». Опытно-промышленные испытаниясхемы «ШГН + УЭЦН» концентрическойконструкции начались в 2011 году на трехскважинах ОАО «Самотлорнефтегаз» [36].
 |  | Схема сполыми штангами |
| а) | б) | в) |
Рисунок 1.4 – Двухлифтоваясистема ОРД а) с параллельными лифтами исхемой «ШГН + ШГН»; б) концентрическойконструкции; в) с полыми штангами
Внедрение систем ОРД с полыми штангамиактивно ведется в ОАО «АНК «Башнефть».Начиная с 2007 года были опробованыустановки с полыми штангами, разработанныеООО «Башнефть-Геопроект», с использованиемоборудования «Элкамнефтемаш» и НПФ«Пакер». Данные установки показалиположительные результаты на Арланском,Троицком, Чермасанском месторождениях и с2009 года приняты для масштабного внедрения[2].
В ТатНИПИнефть быларазработана схемаоднолифтовой штанговой установки сразделительным поршнем и полымиштангами. Данная конструкцияпозволяет устранить самый главныйнедостаток однолифтовых установок – смешение продукциипластов, что приводило к необходимостиразработки сложных методов определениядебитов и обводненности продукции. Припомощи разделительного поршня и полыхштанг проводится раздельный подъемпродукции объектов. Экспериментальныйпуск по данной схеме был произведен в 2008году в НГДУ «Бавлынефть». В настоящее времяустановка работает в 2-х скважинах № 928 и №972 на НГДУ «Бавлынефть». В целом вполнеуспешно. Установка позволяет раздельнодобывать и поднимать на поверхностьпродукцию двух пластов, при этом сохранилавозможность регулирования расходовизменением положения плунжера менятьсоотношение дебитов пластов.
Внедрение установок ОРДпо схеме ЭЦН + ШГН с полымиштангами в ОАО «Татнефть»производится при совместной разработкенижнего девонского пласта и верхнегокарбонатного с сероводородом. При такомсочетании совместный подъем продукциинежелателен в связи с ухудшением качестванефти, добываемой с девона, инеобходимостью очистки от сероводородабольшего количества нефти. В настоящиймомент внедрено 5 скважин такого типа [19].
Компоновка «ШГН + ШГН» с полыми штангами ЗАО «ЭЛКАМ-Нефтемаш» проходилаиспытания на скважине № 501 Мишкинскогоместорождения в 2009 году в ОАО«Удмуртнефть». Испытанияпозволили выявить конструктивныенедоработки оборудования, применяемого вданной схеме [15].
Системы одновременно-раздельнойзакачки, как и ОРД, делятся наодноканальные и многоканальные.Рассмотрим технологии ОРЗ, применяемые наместорождениях России.
Одноканальные(однолифтовые установки)
Использованиекомпоновок для ОРЗ позволяет увеличитькомпенсацию добычи закачкой по пластам,вести замер и регулирование объемовзакачки в каждый пласт посредством сменыштуцеров в скважинных камерах. Внедрениеоднолифтовыхустановок (рисунок 1.5, а)ведется в ОАО «Самотлорнефтегаз», ОАО«ТНК-Нижневартовск», ОАО«Варьеганнефтегаз», ООО «ТНК-Уват» и ОАО«Оренбургнефть» [36].
Однолифтовая установкас глубинными штуцерами,разработанная в ОАО АНК «Башнефть», в 2008году была внедрена в Нижневартовском,Чеукмагушевском и Ишимбайском НГДУ [2].
Отдельный каналзакачки
На базе двухлифтовойустановки для ОРЭ разработана установкадля ОРЗ с параллельнымирядами труб (рисунок 1.5, б).Данная установка широко применяется наместорождениях ОАО «Татнефть». Существуютразработанные конструкции для 146- и 168-ммколонн.
Однолифтовая установка Технология Лифтойл,Shlumberger, НПФ «Пакер», ООО НТП«Нефтегазтехника»  | СистемаОРЗ с параллельными колоннами Технология ОАО«Татнефть»  |  |
| а) | б) | в) |
Рисунок 1.5 – Схемыа) однолифтовой ОРЗ; б) ОРЗ с параллельнымилифтами
и схемой«ШГН + ШГН»; в) двухлифтовойконцентрической ОРДиЗ
Основной причинойразработки концентрической системы ОРЗбыло ограничение применения систем спараллельными колоннами по давлению длязакачки верхнего пласта состояниемэксплуатационной колонны. Разработкойтехнологий концентрических систем ОРЗзанимаются такие компании, как: Лифтойл,Shlumberger, НПФ «Пакер», ООО НТП«Нефтегазтехника», ОАО «Татнефть», и ихтехнологии находят повсеместное внедрениена месторождениях компаний TNK-BP, Роснефть,Башнефть и других. Разработанныенепосредственно в ОАО «Татнефть» двухпакерные концентрическиесистемы ОРЗ двух видоввнедрены в более чем 150 скважинах [19].
Одновременно-раздельная добыча изакачка
Перспективнымнаправлением развития систем ОРЭ являетсятехнология ОРДиЗ.
В 2012 годув ЦДО «Сорочинскнефть» проводились ОПИдвухлифтовой концентрической системы сразделением пластов пакером и УЭЦН(рисунок 1.5, в). При нормальном режиме работытакой компоновки продукция верхнегопласта через прием насоса поднимается вY-блок с помощью отдельного лифта (малыйзатруб). Из наземной системы ППД повнутреннему лифту ведется закачкаподготовленной воды в нижний пласт.
Рассмотренныетехнологии в основном применимы только длядвухпластовых систем, что не всегдасоответствует поставленной перед ОРЭзадачей. Анализ месторождений ОАО«Татнефть» показал, что применение ОРЭнеобходимо для трехпластовых систем.Поэтому в ТатНИПИнефть были разработаныустановки для ОРД и ОРЗ по трем объектам[36]:
- однолифтоваяустановка для ОРЭ трех объектов (в двухвариантах);
- установка сдифференциальным насосом для ОРЭ трехобъектов;
- установка сразделительным поршнем для ОРЭ трехобъектов;
- установка для ОРЭ трехобъектов с раздельным подъемом продукциипо полым штангам;
- установка для ОРЗ натри пласта.
В ходе тестирования иэксплуатации вышеперечисленных типовоборудования были выявлены основныепреимущества и недостатки, сведенные втаблицу 1.1.
Компания«Элкамнефтемаш» по техническому заданиюООО «ЛУКОЙЛ-Пермь» разработала новуютехнологию одновременно-раздельнойразработкой нескольких эксплуатационныхобъектов (ОРРНЭО) [30]. ОРРНЭО – комплекстехнологических мероприятий, нацеленныхна повышение рентабельности разработкинефтегазового многопластовогоместорождения за счет управлениядинамикой пластового давления путемиспользования скважинных установок снесколькими секциями, каждая из которыхпозволяет обеспечить оптимальный режимработы соответствующегоэксплуатационного объекта (ЭО) [30, 56, 62-66].По сути, технология ОРРНЭО – это подбортехнологий ОРД и ОРЗ с аналитическимобоснованием использования тех или иныхсхем оборудования. Преимуществомиспользования комплекса ОРРНЭО компании«Элкамнефтемаш» являетсявысококвалифицированное сопровождениепри внедрении технологии раздельнойэксплуатации объектов с осложненнымиусловиями разработки.
Таблица 1.1 – Сравнительная таблица однолифтовыхтехнологий ОРЭ со спаренныминасосами
| Схемы дляОРЭ | Преимущества | Недостатки | Рекомендации |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Однолифтовыесистемы мониторинга с одним способоммеханизированной добычи без разделенияпластов | - геофизикав динамических условиях - исследования наразных режимах - меньшаястоимость | -взаимовлияние пластов - нет возможностирегулирования - смешениепродукции - невозможность снятиякривой восстановления давления - необходимостьинтерпретации данных ПГИ - низкая надежностьрасходомеров - риски повреждения приспускоподъемных операциях - в случаеиспользования байпасных блоков – ограничения потипоразмеру ЭЦН и риски по изменениюгерметизирующего устройства - ограничение покривизне | -использование на скважинах, гдетехнологическая схема не допускаетразделение пластов (состояние колонн,цемента), либо есть осложняющие факторыдобычи (высоки вынос мех. примесей, газовыйфактор и т.д.) - использование наскважинах, где геология пластов, ФХСфлюидов и энергетическое состояниеблизки - использованиепреимущественно на старом фонде |
| Однолифтовыесистемы мониторинга (и управления) с однимспособом механизированной добычи сразделением пластов | - незначительноевзаимовлияние пластов - возможность раздельногоучета | - смещениепродукции при подъеме - сложность подъема пакерногооборудования при наличии выноса пескаили проппанта - ненадежностьвнутрискважинных расходомеров - необходимость канатных работдля регулировки щтуцеров и подъемагеофизических приборов с подземнымремонтом скважин - ограниченныевозможности для управления пластами | - диаметр ЭК от 146мм - использование на скважинах,не требующих частых интервенций - тех. состояние скважиныоправдывает установку пакеров - нет осложняющих факторовдобычи - различие геологии пластов иФХС нефти |
| Однолифтоваякомпоновка со спаренными насосами«ЭЦН + ШГН» | - меньшая степеньвзаимовлияния пластов - учет и исследование безгеофизики - эксплуатационные колонны 146мм и 168 мм со стандартной фонтаннойарматурой - дифференцированнаядисперсия | - сложностьремонта нижнего насоса - сложностьспуска - чувствительность кГРП и ОПЗ - остановка одногонасоса для раздельного замера - смешение продукции влифте - невозможностьопрессовки пакера при спуске - проверка качестваразделения на этапе эксплуатации | - диаметр ЭК от146 мм - необходимая продуктивностьпластов (нижний ОЭ под УЭЦН, верхний – под ШГН) - отличное состояние колонн ицементного кольца, подтвержденноеисследованием - нет осложняющих факторовдобычи - достаточные запасы пластовдля получения экономическогоэффекта - различие геологии пластов иФХС нефти |
| Однолифтоваякомпоновка со спаренными насосами«ЭЦН + ЭЦН» | - на высокихдебитах - возможность раздельныхзамеров без остановки насосов | - высокаястоимость из-за сложности продукции - нет проверенных иопробованных отечественныханалогов | |
| Однолифтоваякомпоновка со спаренными насосами«ШГН + ШГН» | - невысокаястоимость - короткие срокиизготовления - возможность быстрогообслуживания | - невысокаястепень надежности оборудования - ограничение попроизводительности - ограничение поглубине спуска - остановка одногонасоса для раздельного замера | |
| Продолжениетаблицы 1.1 | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Компоновкипараллельными люфтами | - 100 %-наянезависимая добыча из каждогопласта | - диметр ЭК от 168мм - ограниченная глубина вварианте с УШГН - сложность конструкции(строительство качалок+ металлоемкость) - необходимость использованияспецоборудования, включая превентор - высокая стоимость придизайне, обусловленная глубинойзалегания - минимальные интервенции (ОПЗ,ГРП) - не более двух разобщаемыхобъектов - ограничение дебитов | - различие свойствпластов и флюидов - небольшой пространственныйугол - глубина установки для ШГН до2500 м - отличное состояние колонн ицементного кольца - минимум осложняющих факторовдобычи - хороший потенциал пластов(для рентабельности) - различие геологии пластов иФХС нефти |
| Компоновкиконцентрической конструкции | - 100 %-наянезависимая добыча из каждогопласта - подборсистемы отдельно с учетомхарактеристик пласта - ведение отчетности по каждому горизонту сзамером дебита внутри скважины ина поверхности | - диаметр ЭК 178 ммпри стандартных УЭЦН (для компоновки«ЭЦН + ЭЦН» - сложность конструкции - сложность ремонта, требующегоработы высококвалифицированногоспециализированного персонала - большая чувствительность кГРП и интервенциям - высокая стоимость спуска иремонта - не более двух разобщаемыхобъектов | - потенциал пластов(для УЭЦН и рентабельности) - отличное состояние ЭК - минимум осложняющих факторов - для компоновки «ШГН + ЭЦН»диаметр ЭК от 146 мм - дебит нижнего пласта (ЭЦН)– не более 400м3/сут, дебитверхнего интервала (ШГН) – не более 80 м3/сут |
| Компоновки сполыми штангами | - 100 %-наянезависимая добыча из каждогопласта - контроль забойного давленияпо верхнему объекту - контроль забойного давленияи температуры по нижнему объекту - отдельный замер дебита иотбор проб по каждому объекту - технологические промывкиверхнего и нижнего насоса - дозировка реагента черезкапиллярную трубку на прием нижнего иливерхнего - снятие динамограмм дляпроведения контроля работыглубинно-насосного оборудования | - испытания выявиликонструктивные недоработки некоторыхвидов используемых комплектацийнасосов - чувствительность кзагрязнению (отказ насосов сцилиндрами) - сложность ремонта, требующегоработы высококвалифицированногоспециализированного персонала | - отличноесостояние колонн и цементногокольца - хороший потенциал пластов(для рентабельности) - минимальное количествофакторов, способствующих загрязнениюдобываемой продукции - различие геологии пластов иФХС нефти |
| Окончаниетаблицы 1. 1 | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Однолифтоваяустановка ОРЗ | - простотаконструкции - использование стандартногоарматурного оборудования - питание от общей линииППД | - отсутствиевозможности замера | - отличноесостояние колонн и цементногокольца |
| Однолифтоваяустановка с глубинными штуцерами | - возможностьразработки трех и более объектов - регулирование объемовзакачки штуцерами - питание от общей линииППД | - отсутствиевозможности замера | - отличноесостояние колонн и цементногокольца |
| ОРЗ спараллельными рядами труб | - конструкции для146- и 168-мм колонн - не нужно жесткое креплениеколонн НКТ - полный объёминформации о работе пластов - регулирование объёмовзакачки | - давление закачкив верхний пласт не должно превышатьдопустимого для ЭК - использование специальнойарматуры - высокая вероятностьаварийности при монтаже | - отличноесостояние колонн и цементногокольца - оценка рентабельностииспользования - диаметр ЭК от 146 мм |
| Концентрическаясистема ОРЗ | - независимоенагнетание в два пласта - полный объёминформации о работе пластов - регулирование объёмовзакачки | - сложность сборки,спуска и демонтирования конструкции - ограничение по кривизне (2градуса на 10 м, угол наклона до 20градусов) - возможность отложения солей,смол и парафина на стенках трубы | - оценкарентабельности использования - учет возможности отложения наповерхность труб солей, смол ипарафина |
| КомпоновкаОРЗиД | - возможностьсовмещения добычи и закачки двухпластов одной ЭК | - сложностьтехнологии, использованиеспециализированной арматуры - повышенный контроль качествавыполняемой работы - сложность выполненияремонтных работ (если добыча с нижнегопласта) - не более 2-х объектовразработки - минимальное расстояние междупластами более 6 м для установкипакера | - отличноесостояние колонн и цементногокольца - обоснованность ирентабельность применения - диаметр эксплуатационнойколонны от 146 мм |
Близкие к ОРЭтехнологические схемы
К данному видутехнологических схем можно отнести:
- внутрискважинную перекачкуводы из водоносного пласта впродуктивный с целью поддержанияпластового давления. Главнымпреимуществом этих установок являетсявозможность организации системы ППД наотдаленных, особенно мелких,месторождениях без создания сложнойсистемы при наличии электроэнергии;
- внутреннюю утилизацию воды, которая позволяетотсепарированную в скважине воду безподъема на поверхность сбрасывать впоглощающие пласты. Таким образом,упрощается процесс утилизации попутнодобываемой воды;
- раздельный подъем нефти иводы позволяет уже на стадиидобычи получить готовую для использованияв системе ППД воду.
1.3 Факторы, осложняющиесовместную выработку запасов
При разработкемногопластовых месторождений большоезначение приобретает выделениеэксплуатационных объектов. В связи сразличием отложений по условиям залегания,типу коллекторов, свойствам насыщающихгорную породу флюидов необходимо выделятьобъекты, для которых рекомендуетсяодновременно-раздельная эксплуатация. Привыделении объектов обычно учитываютследующие геолого-промысловыехарактеристики:
- тип коллектора, его физическиесвойства;
- режим работы залежи;
- различие составов и свойствнасыщающих флюидов;
- взаиморасположение продуктивныхпластов по разрезу.
Рассмотрим проблемы,возникающие при объединении различных повышеперечисленным характеристикампластов в один объект разработки.
Проблемы, возникающиепри объединении в один объект разработкиколлекторов с разными физическимисвойствами
Приобщение ктерригенным коллекторам карбонатныхотложений приводит к отключению последних,совместная обработка призабойной зоныкарбонатных и терригенных пластовзатрудняет процесс регулированияразработки. Усложнение условий контроляразработки может привести к уменьшениюкоэффициента извлечения нефти (КИН)пластов и трудностям в учете добычипродукции отдельных пластов.
При совместнойразработке двух и более пластов,неоднородных по проницаемости, выработканизкопроницаемого коллектора можетосуществляться только за счет созданиябольшего градиента давления, чем длявысокопроницаемого при всех равныхусловиях. При создании более высокихградиентов давления для вовлечения вразработку запасов нефти низкопроницаемыхпластов в многопластовой системеколлекторов возрастает скорость движенияобводненной нефти и воды ввысокопроницаемых заводненных пластах,что приводит к дальнейшему ростуобводненности добываемой продукции.Поэтому необходимо создавать различныеградиенты на пласты с разнойпроницаемостью, чтобы исключитьформирование остаточныхтрудноизвлекаемых запасов внизкопроницаемых пластах[3, 11, 14, 36].
Проблемы, возникающиепри совместной эксплуатации пластов наедином режиме работы
Одной из осложняющихразработку многопластовых объектовпроблем является проблема возникновениявнутрискважинных межпластовых перетоков.В случае, когда перетекающей жидкостьюявляется нефть, перетоки снижают добывныевозможности скважины, так как часть нефтивместо подъема на поверхность перетекает впласт с низким пластовым давлением.Внедряемая через перфорационную зонудобывающей скважины вода привноситопределенные изменения вфильтрационно-емкостные свойстваколлектора пласта, влияет на относительнуюфазовую проницаемость нефти в призабойнойзоне пласта с низким пластовым давлением.Процесс возникновения внутрискважинногомежпластового перетока объясняетсяэксплуатацией двух разных поколлекторским свойствам пластов единымрежимом работы при условии отсутствиязаколонных перетоков по стволу скважин(цементное кольцо). Закачка воды в пластыведется с разной интенсивностью из-заразницы в проницаемости пластов, чтосоздает неодинаковое пластовое давлениена контуре питания добывающей скважины.Так как уровень жидкости в стволедобывающей скважины в основномопределяется объемом жидкости,поступающей из высокопроницаемого пласта,то забойное давление в стволе добывающейскважины определяется забойным давлениемвысокопроницаемого пласта. Припродвижении воды по высокопроницаемомупропластку в нем повышаются давление иводонасыщенность. После достижениязначения забойного давления большего, чемдавление в призабойной зоне пласта (ПЗП)низкопроницаемого пласта, жидкость сповышенным водосодержанием извысокопроницаемого пласта начинаетпоступать в низкопроницаемый пласт. Приповышения давления в ПЗПнизкопроницаемого пласта выше забойногодавления часть внедрившейся жидкостивытекает из него, ухудшая при этомфильтрационно-емкостные характеристики(ФЕС) призабойной зоны [1, 5, 36, 67].
Проблемы, возникающиепри объединении в один объект разработкипластов
с флюидами,различными по составу и свойствам
Продукция скважинхарактеризуется комплексомфизико-химических свойств, различных взависимости от горизонта. Необходимоучитывать, что при совместном извлечениифлюидов с различными свойствами могутобразовываться новые компоненты,затрудняющие последующие процессытранспорта и подготовки продукции.Например, при смешении различных типовпластовых вод могут появляться осадкирастворимых солей. Значительноесодержание сероводорода в нефти одногопласта и ионов двухвалентного железа впопутно добываемой воде другого присмешении приводит к образованию сульфидажелеза и осложнению подготовки нефти,которые объединены в группу техногенныхэффектов [36].
Проблемывзаиморасположения продуктивных пластовпо разрезу
Для разобщения пластовтехнологиями ОРЭ необходимо учитыватьхарактерные конструктивные особенностиприменяемого оборудования. Например, длябольшинства систем ОРЭ характерноиспользование пакерной системы, дляпосадки которой необходимо расстояниемежду кровлей нижнего пласта и подошвойверхнего не менее 4 метров. Это минимальноеограничение расстояния между пластами, взависимости от типа конструкции и фирмыпроизводителя оно может увеличиваться [11,16, 17].
Также не стоит забывать,что в зависимости от характеристик итолщины непроницаемой перемычки подвоздействием активной разработки междупластами может возникнутьгидродинамическая связь, например потрещинной системе.
Внедрение технологийОРЭ оценивается как эффективное иперспективное направление для разработкимногопластовых объектов в России.Эффективность применения технологий ОРЭ вОАО «ЛУКОЙЛ» за 2011 год характеризуетсяприростом добычи в 5.8 т/сут на скважину, а вОАО «Татнефть» на октябрь 2013 годадополнительная добыча нефти составила 5млн т, со средним приростом 3.66 т/сут наскважину [77, 100].
1.4 Обзор научныхаспектов применения технологии
одновременно-раздельнойэксплуатации
Выработка запасов нефтинескольких пластов единым стволомдобывающей скважины может быть совместнойили раздельной. Классическая схемаразработки «снизу вверх» даетмаксимальную добычу и КИН, но при этомдлительное время выработки пластовэкономически не оправдано. Поэтому вопрособъединения или разобщенияэксплуатационных объектов всегда остростоял перед разработчиками. Симуляторыгидродинамического моделированияпозволяют спрогнозировать вероятныеситуации при разработке многопластовойсистемы и рекомендовать к применениюнаиболее перспективные направления.
В работах [16, 17]рассматривается модель литологическиэкранированной линзы и частичноограниченного пласта. Основным выводомданных работ является недопустимость ихсовместной разработки, так как при этомвозможны значительные потери запасовнефти, сосредоточенных в линзе. Причем,мнение о том, что запасы могут сохранятьсяв линзе, не является состоятельным, так какв призабойную зону линзы проникает вода.При этом гидрофильные коллекторысвязывают часть воды, увеличивая тем самым«связанную» водонасыщенность поровогообъема. Как следствие, в данном объемеснижается относительная фазоваяпроницаемость нефти, то есть возрастаетсопротивление движению нефти, что приводитк снижению притока и падению дебита нефти.Дальнейшая эксплуатация данной скважинывозможна лишь после проведенияспециальных геолого-техническихмероприятий, увеличивающих затраты навыработку и себестоимость добываемойнефти. А рост затрат на выработку приводитк снижению извлекаемых запасов нефти.
В цикле работ [1, 11, 14, 16,17], посвященных исследованиям межпластовыхвнутрискважинных перетоков при разныхгеолого-технических условиях разработкимногопластовых коллекторов,сформулированы следующие выводы.
- Разработка двухпластов с разными ФЕС единым фильтромспособствует возникновению условий длявнутрискважинного межпластового перетокажидкости из высокопроницаемого внизкопроницаемый пласт. Образование зоныповышенной водонасыщенности в областиотборов незаводненного низкопроницаемогопласта за счет перетока воды иззаводненного высокопроницаемого пластаприводит к снижению эффективностиразработки двухпластовой системыколлекторов из-за снижения фазовойпроницаемости для нефти и уменьшениядебита нефти пласта.
- Затуханиефильтрации как в области закачки, так и вобласти отборов при наличии в коллектореглинистых минералов в случаевозникновения внутрискважинногомежпластового перетока жидкости приводитк отрезанию глинистого пласта отвоздействия. При полном затуханиифильтрации глинистый пласт к моментудостижения скважинной продукциипредельной обводненности остаетсяпрактически невыработанным, с пластовымдавлением близким к забойному давлениюдобывающей скважины. При неполномзатухании фильтрации происходит перетокчасти нефти из высокопроницаемого пласта внизкопроницаемый, что приводит к снижениюскважинных накопленных отборов нефти. Приэтом давление в низкопроницаемомглинистом пласте восстанавливаетсячастично или полностью.
- Для повышенияэффективности выработки запасов нефти измногопластовой залежи необходимоприменение технологий ОРЭ, которыепозволят не только физически разобщитьпласты в области отборов, но и использоватьспециальные растворы при заводненииглинистых коллекторов.
В работе [67]рассматриваются варианты совместной ираздельной разработки трех объектов,характерных девонским пластам Д3, Д4, Д5 Ольховскогоместорождения, в которых происходитразгазирование пластовой нефти иобразование зон свободного газа.Сопоставление результатов расчетныхвариантов представлено в таблице 1.2, анализкоторых позволяет сделать следующиевыводы:
- При классическойсхеме разработки «снизу-вверх»разгазирование пластовой нефти иобразование зон свободного газа по всемпластам приводит к снижению эффективностинефтеизвлечения. Интенсивность этогопроцесса напрямую зависит от величиныснижения забойного давления по отношению кдавлению насыщения каждого пласта ивеличины начального газосодержания нефтикаждого пласта. Для рассматриваемыхпластов потери в накопленной добыче нефтисоставили: Д3– 2.7 %, Д4 – 14.8 %, Д5 – 10.9 %;
- Применениеустановок ОРЭ и ОРЗ сокращает срокиразработки многопластового объекта свозможностью регулирования параметровработы скважины для каждого пласта.Временной интервал сокращения сроковзависит от геолого-физических свойствконкретного пласта.
В работе [92]рассматривается применение ОРЭ для малыхместорождений Республики Башкортостан. Вкачестве объекта моделированияиспользовалось Кипчакское месторождение,включающее в себя три продуктивныхпласта на турнейском CTкз и фаменском Dфм ярусах и назаволжском надгоризонте Dзв. Рассмотрение трехвариантов разработки: схема «снизу-вверх»,разбуривание каждого объектасамостоятельной сеткой скважин иразработка с помощью компоновок ОРЭпозволили автору сделать выводы обэкономической привлекательности иперспективности применения технологииОРЭ, так как при равных показателяхнакопленной добычи нефти и КИН по тремвариантам применение ОРЭ позволилозначительно снизить капитальные вложенияи эксплуатационные затраты на разработку,что является существенным фактором длямалых по запасам месторождений.
Таблица 1.2 – Сопоставлениерезультатов расчетных вариантов
Описание варианта | Параметр | Пласт | Итого по всемобъектам | ||||||
| Д3 | Д4 | Д5 | |||||||
| с разгаз. | без разгаз. | с разгаз. | без разгаз. | с разгаз. | без разгаз. | с разгаз. | без разгаз. | ||
| Вариант № 1 Постепенная выработка объектов«снизу - вверх» | Накопленная добыча, тыс. м3 | 390.8 | 395.9 | 237.4 | 279.0 | 319.3 | 358.5 | 947.5 | 1033.4 |
| КИН, д.ед. | 0.738 | 0.747 | 0.592 | 0.696 | 0.607 | 0.681 | 0.65 | 0.709 | |
| Срок разработки, лет | 21 | 25 | 6 | 6 | 23 | 32 | 50 | 63 | |
| Вариант № 2 Первоначальная выработка пластаД5, затемвыработка пластов Д3, Д4посредством ОРЭ, ОРЗ | Накопленная добыча, тыс. м3 | 390.8 | 395.9 | 237.4 | 279,0 | 319.3 | 358.5 | 947.5 | 1033.4 |
| КИН, д.ед. | 0.738 | 0.747 | 0.592 | 0.696 | 0.607 | 0.681 | 0.65 | 0.709 | |
| Срок разработки, лет | 21 | 25 | 6 | 6 | 23 | 32 | 44 | 57 | |
| Вариант № 3 Приобщение к выработке пластаД5 пластовД3, Д4 | Накопленная добыча, тыс. м3 | 381.3 | 387.8 | 243.2 | 281.3 | 320.1 | 355.3 | 944.6 | 1024.5 |
| КИН, д.ед. | 0.72 | 0.732 | 0.607 | 0.702 | 0.609 | 0.675 | 0.648 | 0.703 | |
| Срок разработки, лет | 14 | 20 | 14 | 20 | 22 | 28 | 22 | 28 | |
| Вариант № 4 Одновременная выработка запасоввсех пластов единым фильтром | Накопленная добыча, тыс. м3 | 389.3 | 393.1 | 251.4 | 281.3 | 322.1 | 352.3 | 962.8 | 1026.7 |
| КИН, д.ед. | 0.735 | 0.742 | 0.627 | 0.702 | 0.612 | 0.67 | 0.661 | 0.705 | |
| Срок разработки, лет | 19 | 25 | 19 | 25 | 19 | 25 | 19 | 25 | |
| Вариант № 5 Одновременная выработка запасоввсех пластов единым фильтром при сниженииприемистости нагнетательнойскважины | Накопленная добыча, тыс. м3 | 99.8 | 41876.0 | 249.1 | 281.2 | 322,0 | 352.5 | 670.9 | 659.5 |
| КИН, д.ед. | 0.188 | 0.049 | 0.621 | 0.701 | 0.612 | 0.067 | 0.461 | 0.453 | |
| Срок разработки, лет | 19 | 26 | 19 | 26 | 19 | 26 | 19 | 26 | |
В работе [3] подробнорассмотрены совместная и раздельнаяразработки пластов с сильно отличающимисяколлекторскими характеристиками.Моделирование разработки двухпластовойсистемы позволило сделать авторуследующие выводы.
1. Наиболее эффективнымв разработке двухпластовой системыколлекторов является применениетехнологий ОРЭ(ОРЗ). При этом достигаетсянаибольший КИН и низкопроницаемый пластвводится в разработку одновременно свысокопроницаемым. Независимый притокжидкости из пластов позволяет достичьбольшей выработки запасов нефти извысокопроницаемого пласта приобводненности ниже предельной, ускоритьсроки разработки залежи. Отрицательнымимоментами данного варианта разработкиявляются высокая стоимость оборудованияОРЭ(ОРЗ) и длительный период разработки свысокой обводненностью добываемойпродукции.
2. Эффект от применениятехнологий ОРЭ(ОРЗ) в значительной мерезависит от проницаемостей совместноразрабатываемых пластов. В зависимости отсоотношения проницаемостей пластовувеличение КИН и темпов отбора запасовнефти залежи может сопровождаться каквозрастанием, так и сокращением объемовпопутно добываемой воды, чтоувеличивает экономическуюпривлекательность технологии. При близкихзначениях проницаемостей совместноразрабатываемых пластов эффект от ОРЭ(ОРЗ)стремится к 0, что соответствуетклассическим представлениям о разработкемногопластовых залежей нефти.
Моделированиевнедрения ОРЭ и ОРЗ на Приобскомместорождении рассмотрено в работах [6, 7,67]. С помощьюаналитических методов и трехмерногомоделирования установлено конкретноеколичественное влияние применяемых наПриобском месторождении технологий ОРЗ иОРД на ожидаемое увеличение конечногокоэффициента нефтеизвлечения (таблица1.3).
Таблица 1.3 – Оценка КИН при различных вариантахразработки
| Варианты | Объект | Квыт | Кохв | Кзав | КИН |
| Совместная разработка | АС10-12 | 0.507 | 0.75 | 0.71 | 0.27 |
| Разработка сприменением ОРЭ | АС10 | 0.548 | 0.75 | 0.796 | 0.327 |
| АС11 | 0.548 | 0.75 | 0.894 | 0.367 | |
| АС12 | 0.475 | 0.75 | 0.81 | 0.289 | |
| Всумме | 0.507 | 0.75 | 0.804 | 0.306 | |
| Разница | - | - | +0.094 | +0.036 |
В настоящее времятехнологиям одновременно-раздельнойэксплуатации посвящается большоеколичество работ, но в области обоснованияприменения технологии ОРЭ (ОРЗ) существуетряд нерешенных вопросов.
Алексеевскоеместорождение ЗАО «Алойл» имеет 8нефтенасыщенных горизонтов, из которыхчетыре: бобриковский, кизеловский,заволжский и данково-лебедянский,совместно разрабатываются с применениемтехнологий ОРД. Несмотря на незначительноеразличие в геолого-физическиххарактеристиках объектов (таблица 1.4), заисключением бобриковкского горизонта,которому присущи терригенные породы, а некарбонатные, применение технологий ОРД наАлексеевском месторождении даетположительные результаты [22]. Дляразработки двух объектов на Алексеевскомместорождении в большинстве случаев (91 %)используется однолифтовая установка ОРЭ(рисунок 1.6), разработанная в 2003 году в ОАО«Татнефть» [41], содержащая штанговый насосс дополнительным всасывающим клапаном (1),установленным на боковой поверхностицилиндра, геофизический (ГФ) прибор (2),замеряющий дебит, обводненность,температуру и давление с нижнего пласта ипакер (3), разделяющий пласты.
Таблица 1.4 – Геолого-физические характеристикипродуктивных пластов Алексеевскогоместорождения [22]
| Параметры | Объекты | |||
| Бобриковский | Кизеловский | Заволжский | Данково-лебедянский | |
| Типколлектора | терригенн. | карбонатн. | карбонатн. | карбонатн. |
| Пористость,% | 19 | 12…13 | 9 | 9 |
| Проницаемость, мкм2 | 0.412 | 0.14 | 0.12 | 0.09 |
| Начальнаяпластовая температура, °С | 25 | 25 | 27 | 28 |
| Начальноепластовое давление, МПа | 14.7 | 14.8 | 15.7 | 16.4 |
| Вязкостьнефти в пластовых условиях, мПа*с | 15.8 | 14.7 | 11.5 | 13.8 |
| Плотностьнефти в пластовых условиях, т/м 3 | 0.854 | 0.857 | 0.850 | 0.858 |
| Давлениенасыщения нефти газом, МПа | 2.9 | 3.0 | 3.7 | 3.2 |
| Газовыйфактор, м3 /т | 22.5 | 18.5 | 28.4 | 25.1 |
| Плотностьводы в поверхностных условиях,т/м3 | 1.15 | 1.17 | 1.17 | 1.16 |
