Нефтяных и газовых месторождений

 

Учебно-методическое пособие по специальности 011200 «Геофизика»

 

Пермь 2007

УДК 550.837

 

 

В.А. Поносов, С.В. Горожанцев, А.С. Некрасов

 

Геофизические методы контроля разработки нефтяных и газовых месторождений: учебно-методическое пособие по специальности 011200 «Геофизика» / Перм. ун-т; - Пермь, 2006. – …….с.

При изучении геофизических методов для контроля за разработкой нефти и газа возникает необходимость более полного усвоения студентами курса: «Геофизические методы контроля разработки нефтяных и газовых месторождений», читаемого на V курсе заочного обучения и IV курсе очного обучения специальности «Геофизика». Предполагается, что студентам уже прочитан полный курс «Геофизические исследования скважин».

Цель данного издания – помочь студентам лучше освоить данный курс. Для решения этой задачи он был разбит на 76 тем и на каждую из них дан исчерпывающий ответ. При подготовке издания были привлечены подробные ответы студентов на поставленные вопросы.

Предлагаемое учебно-методическое пособие предназначено для самостоятельной работы студентов при изучении указанной дисциплины.

Может быть полезно для студентов других геологических специальностей при ознакомлении с методами контроля при разработке нефтяных и газовых месторождений вертикальных и горизонтальных скважин в нефтепромысловой геофизике.

Подготовлено в порядке реализации кафедрой геофизики Пермского государственного университета инновационнй образовательной программы «Формирование информационно-коммуникационной компетентности выпускников классического университета в соответствии с потребностями информационного общества» в рамках приоритетного национального проекта «Образование»

 

Печатается по решению ученого совета геологического факультета Пермского университета.

Содержание

Предисловие

1. Основные понятия о нефтегазовых месторождениях.

2. Методические и технические особенности применения ГИС при контроле.

3. Цель и задачи контроля.

4. Исследование процесса вытеснения нефти в пласте.

5. Изучение эксплуатационных характеристик пласта.

6. Изучение технического состояния скважин.

7. Исследование скважин для выбора оптимального режима работы технологического оборудования.

8. Условия проведения промыслово-геофизических работ при контроле за разработкой нефтяных и газовых месторождений.

9. Современное представление о расположении углеводородов по высоте залежи.

10. Вытеснение нефти водой и газом.

11. Типовые комплексы промыслово-геофизических методов при контроле за разработкой.

Изменение петрофизических характеристик горных пород в процессе эксплуатации (разработки) залежей углеводородов.

12. Изменение физических свойств. Удельное электрическое сопротивление.

13. Изменение физических свойств. Диэлектрическая проницаемость.

14. Изменение физических свойств. Естественная электрохимическая активность

15. Изменение физических свойств. Вызванная электрохимическая активность.

16. Изменение физических свойств. Естественная гамма-активность.

17. Изменение физических свойств. Нейтронные характеристики.

18. Изменение физических свойств. Акустические характеристики.

19. Изменение физических свойств. Термические характеристики.

20. Методы меченого вещества.

21. Метод радиоактивных изотопов.

22. Нейтронный метод меченого вещества.

23. Механическая дебитометрия.

24. Термокондуктивная расходометрия.

25. Особенности интерпретации термокондуктивной расходометрии.

26. Исследование состава смеси в стволе скважины с помощью резистивиметрии.

27. Определение состава смеси с помощью гамма-плотностеметрии.

28. Кислородный нейтронный гамма-метод в комплексе работ по контролю (КАНГМ).

29. Влагометрия при контроле за разработкой.

30. Термометрия при контроле за разработкой.

31. Определение пластового давления.

32. Определение первоначального положения водонефтяного контакта.

33. Определение первоначального положения газоводного контакта

34. Определение первоначального положения газонефтяного контакта.

35. Контроль перемещения ВНК.

36. Контроль перемещения ГНК и ГВК.

37. Контроль перемещения газовой шапки и перемещения нефтяной оторочки при эксплуатации нефтегазовых месторождений.

38. Выделение обводненных продуктивных пластов в необсаженных скважинах.

39. Выделение обводненных продуктивных пластов в обсаженных неперфорированных скважинах.

40. Выделение обводненных продуктивных пластов в обсаженных перфорированных скважинах.

41. Определение параметров выработки пластов.

42. Определение коэффициентов текущей и остаточной нефтенасыщенности в необсаженной скважине.

43. Определение коэффициентов текущей и остаточной нефтенасыщенности в обсаженных скважинах.

44. Определение коэффициента текущей и остаточной газонасыщенности газовых месторождений.

45. Оценка коэффициента текущей и конечной нефтеотдачи по комплексу геофизических параметров.

46. Оценка коэффициента текущей и конечной газоотдачи пластов по комплексу геофизических параметров.

47. Особенности разработки, регулирования и контроля за эксплуатацией нефтегазовых залежей.

48. Выделение интервалов притока пласта.

49. Определение продуктивности (приемистости) пласта.

50. Определение работающей мощности пласта.

51. Изучение технического состояния скважин. Общие положения.

52. Оценка качества цементирования колонн по термометрии.

53. Оценка качества цементирования колонн по методу радиоактивных изотопов.

54. Оценка качества цементирования по гамма-гамма методу.

55. Оценка качества цементирования по акустике.

56. Выявление дефектов обсадных и насосно- компрессорных труб.

57. Выявление негерметичности обсадных колонн.

58. Выявление интервалов затрубной циркуляции флюидов.

59. Выявление уровня жидкости, интервалов солевых и парафиновых отложений.

60. Методы интенсификации притоков нефти.

61. Интенсификация притока и приемистости пласта с помощью соляно-кислотной обработки.

62. Интенсификация притока с помощью тепловых методов.

63. Интенсификация притока с помощью внутрипластового горения.

64. Контроль гидравлического разрыва пласта.

65. Контроль за барохимическим воздействием на пласт.

66. Метод акустического и комбинированного воздействия на пласт.

67. Электробработка нефтяных скважин мощными импульсными источниками тока с целью повышения нефтеотдачи.

68. Горизонтальные скважины.

69. Задачи, решаемые геофизическими методами в горизонтальных скважинах.

70. Геофизические исследования при строительстве ГС и РГС.

71. Геофизические исследования горизонтальных скважин в процессе бурения.

72. Геофизические исследования горизонтальных скважин после бурения.

73. Геофизические исследования горизонтальных скважин в процессе их освоения.

74. Геофизические исследования горизонтальных скважин в процессе их испытания.

75. Геофизические исследования горизонтальных скважин в процессе их эксплуатации.

Контрольные вопросы

Список литература

Предисловие

В связи с повышением роли геофизических методов при контроле разработки месторождений нефти и газа возрастают требования к подготовке специалистов ‑ геофизиков этого профиля.

Чтение курса и усвоение его студентами затруднено из-за отсутствия в достаточном количестве учебников и учебных пособий по этому разделу промысловой геофизики.

Отдельные вопросы геофизического контроля разработки залежей углеводородов достаточно полно освещены в монографии [4] и учебнике [3]. После выхода в свет этих изданий прошло почти двадцать лет. Методика контроля за разработкой непрерывно развивается. В сферу геофизических методов контроля вовлекаются не только вертикальные и наклонные скважины, но и горизонтальные. Объем бурения горизонтальных скважин год от года увеличивается. Однако отдельные достижения геофизики недостаточно полно освещаются в периодической печати ‑ тираж этих изданий невелик.

Основная цель предлагаемого пособия ‑ дать минимальные знания по курсу. При подготовке издания были использованы ответы студентов на вопросы программных тем.

Основные понятия о нефтегазовых месторождений

 

Под разработкой нефтяного месторождения понимается управление движением нефти по пласту к забоям добывающих скважин. Для этой цели бурятся добывающие и нагнетательные скважины, выбирается система их размещения, подбирается оборудование и устанавливается режим работы нагнетательных и добывающих скважин. При этом очень важно выбрать рабочий агент для закачки в пласт с целью поддержания рабочего давления.

Системы разработки отдельных залежей и месторождения в целом различны. Залежь – всякое единичное скопление нефти. Если оно достаточно велико и рентабельно для разработки, залежь называется промышленной. Если залежь мала и пласт обладает низкими коллекторскими свойствами, то она считается непромышленной.

Под месторождением нефти понимается совокупность залежей, контролируемых единым структурным элементом и заключенных в недрах одной и той же площади. Размещение скважин осуществляется по размерной (треугольной и квадратной) и неравномерной (в виде круговых или прямолинейных рядов) сеткам.

По признаку воздействия выделяются системы разработки без искусственного воздействия на пласт и с воздействием на него. Если естественной пластовой энергии достаточно для извлечения промышленных запасов, то месторождения разрабатываются без искусственного воздействия. В ряде случаев (сложность геологических условий, свойства нефти и т.п.) искусственное воздействие на пласт может быть неоправданно. Во всех других случаях месторождения разрабатываются с применением искусственного воздействия на пласт.

Различают законтурное и внутриконтурное нагнетание рабочего агента. При законтурном нагнетании осуществляется либо закачка воды в водонасыщенную часть, либо закачка газа в газонасыщенную часть. Применяется и комбинированная закачка. Внутриконтурная закачка может быть осевой, центральной, кольцевой, блочной, очаговой, площадной системой нагнетания агента.

К рабочему агенту предъявляется два основных требования:

1. Обеспечение пласта энергией для перемещения нефти к забоям скважин;

2. Обеспечение эффективного вытеснения нефти из пористой среды коллектора.

Первое требование определяет темпы отбора и предотвращения падения дебитов скважин, второе – достижение высоких конечных коэффициентов нефтеотдачи.

В настоящее время более 90 % объемов добычи осуществляется из месторождений, где применяются различные методы заводнения. За счет новых методов повышения нефтеотдачи (термические, физико-химические и т.д.) сегодня добывается не более 1 % нефти, а в ближайшие 10-15 лет эта величина достигнет 5%. Основным методом воздействия на пласт будет по-прежнему заводнение в новых (в основном площадных) модификациях.

Многопластовые месторождения разрабатываются по вариантам раздельной, совместной и совместно-раздельной сеткой эксплуатационных и нагнетательных скважин.

Анализ фактических данных показывает, что можно создать новые системы разработки нефтяных, газонефтяных и газонефтеконденсатных месторождений с помощью горизонтальных скважин (ГС), разветвлено-горизонтальных скважин (РГС) и многозабойных скважин (МЗС).

Такие системы позволяют существенно увеличить текущие дебиты за счет увеличения площади фильтрации призабойной зоны и добиться заметного повышения конечных коэффициентов нефтеотдачи путем изменения направления фильтрационных потоков в пласте.

 

Контрольные вопросы

1. Чем отличается нефтяная залежь от нефтяного месторождения?

2. Как осуществляется искусственное воздействие на пласт?

3. Какие требования предъявляются к рабочему агенту?