Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

[ 0 ] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71

система расстановки скважин

В настоящее время в разработку широко вовлекаются трудно-извлекаемые запасы углеводородов, приуроченные к низкопроницаемым, слабодренируемым, неоднородным и расчлененным коллекторам. Гидравлический разрыв пласта (ГРП) является одним из наиболее эффективных методов повышения производительности нагнетательных, нефтяных и газовых скважин, вскрывающих такие пласты [137, 217]. Начиная с 1947 г., когда впервые в нефтяной практике в США был проведен гидроразрыв пласта, этот метод получил широкое распространение [66, 68, 137]. В настоящее время около трети запасов углеводородов можно извлечь только с использованием этой технологии [53, 171]. Высокопроводящие трещины гидроразрыва позволяют увеличить дебит скважин в 2-3 раза и более.

Исследования и практика применения ГРП показывают, что эффект от проведения гидроразрыва неодинаково проявляется в работе отдельных скважин, поэтому необходимо рассматривать не только прирост дебита каждой скважины вследствие гидроразрыва, но и влияние их интерференции, неоднородности пласта, энергетических возможностей объекта и других факторов. Выбор скважин для обработок, оптимизация параметров трещин и оценка эффективности ГРП должны осуществляться не бессистемно, а на основе детального изучения гидродинамики процесса разработки участка пласта или месторождения в целом с целью обеспечения баланса между фильтрационными характеристиками пласта и трещины. Применение ГРП как элемента системы разработки, т.е. создание гидродинамической системы скважин с трещинами гидроразрыва, даст увеличение темпа отбора извлекаемых запасов, повышение коэффициента извлечения углеводородов за счет вовлечения в активную разработку слабодренируемых зон и пропластков и увеличения охвата заводнением, а также позволит вводить в разработку залежи с потенциальной производительностью скважин в 2-3 раза

ниже уровня рентабельной добычи и, следовательно, переводить часть забалансовых запасов в промышленные.

Наиболее высокая эффективность гидравлического разрыва пласта обеспечивается при комплексном подходе к проектированию, основанном на учете таких факторов, как проводимость пласта, система расстановки скважин, механика трещины, характеристики жидкости разрыва и расклинивающего агента, технологические и экономические ограничения. Для реализации этого подхода помимо моделей трещинообразования необходимо создание моделей фильтрации в системе скважин, пересеченных трещинами гидроразрыва, изучение особенностей течения флюидов в окрестности трещины, в том числе в неоднородных и обводненных пластах. Поэтому представляется актуальным развитие методов математического моделирования гидродинамических процессов разработки нефтяных и газовых месторождений с применением гидравлического разрыва пласта на базе теоретических исследований и современных компьютерных технологий. Решению этих проблем и посвящена эта работа.

В книге имеется подробный обзор литературы, посвященной современному опыту практического использования гидроразрыва на нефтяных и газовых месторождениях и теоретическим исследованиям фильтрации в пласте с трещинами ГРП. Приводятся математические модели и аналитические решения задач о притоке жидкости к трещине гидроразрыва в кусочно-однородном пласте, в том числе при наличии загрязненной зоны вблизи трещины, а также в слоистом и анизотропном пластах. Даются зависимости для определения предельной длины трещины, превышение которой не приводит к увеличению дебита скважины. Определяются условия, которым должны удовлетворять длины трещин в каждом слое слоистого пласта для достижения максимальной производительности скважины. Исследуется эффект интерференции при периодических системах расстановки добывающих и нагнетательных скважин, некоторые из которых пересечены трещинами ГРП. Рассматривается математическая модель обводнения скважины после гидроразрыва, на базе которой показано, что учет ориентации трещин при проектировании системы разработки с применением ГРП дает возможность замедлить процесс обводнения скважин при

одновременном увеличении добычи жидкости. Предлагается эффективный метод численного моделирования фильтрации в пласте и в трещинах гидроразрыва конечной проводимости произвольной длины и ориентации, позволяющий проводить многовариантные расчеты и решать задачи анализа, прогнозирования и оптимизации технологических показателей даже для достаточно крупных объектов с большим числом скважин.

На основе проведенных исследований с использованием математического моделирования разработки предпринята попытка создания методики выбора скважин для проведения гидроразрыва, нацеленной на максимизацию добычи нефти на объекте при снижении затрат на проведение ГРП.

Эта книга является результатом исследований, проведенных автором в научно-исследовательском и проектном предприятии "ИНПЕТРО". Автор выражает глубокую благодарность за внимание к работе и творческие дискуссии Р.М. Кацу, совместно с которым получены некоторые результаты, изложенные в книге. Автор признателен всем коллегам, особенно А.Р. Андриасову, вместе с которым разрабатывались компьютерные программы и проводились некоторые расчеты.

Автор глубоко благодарен профессору К.С. Басниеву за ценные обсуждения и поддержку при подготовке данной книги.