Прикладні і теоретичні основи підвищення ефективності дорозробки виснажених родовищ газу і нафти

Abstract

Дисертація присвячена розробленню нових і вдосконаленню традиційних технологій підвищення ступеня вилучення і поточного видобутку газу, нафти і конденсату з виснажених родовищ природних вуглеводнів. Запропоновано аналітичну залежність поточного пластового тиску в газовому родовищі від характеристик привибійної зони пласта і технологічних параметрів роботи свердловин та системи збору газу. Розроблено математичну модель процесу взаємодії у виснаженому газовому родовищі ділянок пласта різної проникності з перетіканням газу між ними. Сформульовано і розв’язано обернену задачу теорії розробки родовищ природних газів, яка дає змогу оцінити забалансові запаси газу в некондиційних колекторах. Встановлено основні закономірності процесу вилучення защемленого газу з обводнених газових родовищ з макронеоднорідними колекторами. Досліджено задачу формування і розформування конуса підошовної води стосовно до циклічної, періодичної експлуатації свердловин на родовищах з підошовною водою. Обґрунтовано методи вилучення сконденсованих вуглеводнів з виснажених газоконденсатних родовищ і залишкової високов’язкої нафти з обводнених нафтових родовищ. Запропоновано диференційований підхід до буріння ущільнювальних свердловин на виснажених нафтових родовищах. Обґрунтувано методи очищення привибійної зони газоконденсатних свердловин від сконденсованих вуглеводнів, води і твердої фази, винесення рідини з низьконапірних газових та газоконденсатних свердловин і піднімання високов’язкої нафти з нафтових свердловин. Результати прикладних і теоретичних досліджень пройшли дослідно-промислові випробування і впроваджені на родовищах України.

Диссертация посвящена разработке новых и усовершенствованию традиционных технологий увеличения степени извлечения и текущей добычи газа, нефти и конденсата из истощенных месторождений природных углеводородов. В работе охарактеризованы особенности и проблемы завершающей стадии разработки месторождений газа и нефти, остаточные запасы углеводородов в истощенных месторождениях и известные технологии заключительной стадии разработки месторождений природных углеводородов. Обоснованы направления научных исследований актуальной проблемы повышения газонефтеконденсатоотдачи и интенсификации добычи газа, нефти и конденсата из истощенных месторождений природных углеводородов. По результатам теоретических исследований получена аналитическая зависимость текущего пластового давления в газовом месторождении с газовым режимом разработки от характеристик призабойной зоны пласта и технологических параметров работы скважин и системы сбора газа. Предложена математическая модель процесса взаимодействия в газовом месторождении с макронеоднородными коллекторами участков пласта различной проницаемости и степени дренирования с перетоками газа между ними. Сформулирована и решена в оптимизационной постановке обратная задача теории разработки газовых месторождений, которая позволяющая оценить забалансовые запасы газа в некондиционных коллекторах. Экспериментально на моделях пласта установлены основные закономерности извлечения защемленного газа с обводненных газовых месторождений с макронеоднородными коллекторами. Предложена технология повышения газоотдачи обводненных газовых месторождений снижением в них давления путем совместного отбора газа с водой из добывающих скважин при одновременном блокировании поступления в месторождение законтурной воды нагнетанием неуглеводородного газа в приконтурные скважины. По результатам экспериментов на моделях пласта разработаны технологии извлечения сконденсированных углеводородов из истощенных газоконденсатных месторождений и остаточной высоковязкой нефти из обводненных нефтяных месторождений. На основании компьютерных экспериментов установлены закономерности процессов формирования и расформирования конусов подошовенной воды при периодической цикличной эксплуатации добывающих скважин на газовых месторождениях. Обоснован дифференциальный подход к бурению уплотняющих скважин на истощенных нефтяных месторождениях, который, в зависимости от распределения нефтенасыщенности и пластового давления на площади месторождения, предусматривает бурение в зонах концентрации невыработанных запасов нефти только добывающих или только нагнетательных скважин или одновременное бурение нагнетательных скважин в зонах пониженного пластового давления и добывающих - в зонах с повышенным пластовым давлением. На основании лабораторных экспериментов и опытно-промышленных работ обоснованы методы очистки призабойной зоны газоконденсатных скважин от сконденсированных углеводородов, воды и твердой фазы, выноса жидкости с низконапорных газовых и газоконденсатных скважин и интенсификации добычи высоковязкой нефти из нефтяных скважин. Результаты прикладных и теоретических исследований прошли опытнопромысловые испытания и внедрены на месторождениях Украины.

The thesis is devoted to the development of new and improvement of existing technologies of increasing the degree of recovery and current gas, oil and gas-condensate from the depleted fields of natural hydrocarbons. The analytical dependence of the current reservoir pressure in the gas field was proposed based on the near bottomhole zone characteristics of the reservoir and technological schedule of the wells and gas gathering system operation. The mathematical model of interaction between zones with different permeability in depleted gas field and gas migration between them was developed. The inverse problem of the theory of natural gas field development was formulated and solved, which allows to estimate outbalance gas reserves in substandard collectors. The basic regularities of the trapped gas recovery process from watered gas fields with macroheterogeneous collectors were determined. The problem of the formation and disbandment of the bottom water cone was investigated applied to the cyclic, periodic wells operation in the fields with bottom water. The methods of condensed hydrocarbons extracting from depleted gas-condensate fields and high-viscosity residual oil from flooded oil fields were substantiated. A differentiated approach to in-fill wells drilling in depleted oil fields was proposed. The methods of bottomhole zone cleaning from condensed hydrocarbons, water and solids, fluid removal from low-pressure gas and gas-condensate wells and lifting high-viscosity oil from oil wells were proved. The results of applied and theoretical studies have been pilot-scale tested and implemented in the fields of Ukraine.