Низкая цена
Всего 249a за скачивание одной диссертации
Скидки
75 диссертаций за 4900a по акции. Подробнее
О проекте

Электронная библиотека диссертаций — нашли диссертацию, посмотрели оглавление или любые страницы за 3 рубля за страницу, пополнили баланс и скачали диссертацию.

Я впервые на сайте

Отзывы о нас

Геолого-геофизическое обоснование проекта строительства горизонтальной скважины : На примере месторождения Каяра : диссертация ... кандидата технических наук : 25.00.10

Год: 2005

Номер работы: 306220

Автор:

Стоимость работы: 249 e

Без учета скидки. Вы получаете файл формата pdf

Оглавление и несколько страниц
Бесплатно

Вы получаете первые страницы диссертации в формате txt

Читать онлайн
постранично
Платно

Просмотр 1 страницы = 3 руб



Оглавление диссертации:

ВВЕДЕНИЕ Актуальность диссертационной работы определяется необходимостью эксплуатации значительных запасов тяжёлой нефти с высокой вязкостью, находящейся во многих залежах месторождений Ирака. В качестве примера выбрано месторождение Каяра, которое содержит большие запасы нефти в третичной залежи, где прогнозируемый коэффициент извлечения нефти (KPIH) составляет всего 14%. В качестве основного средства повышения КИИ рассмотрена возможность использования технологии горизонтальных скважин, кото

Глава 1. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СКВАЖИН НА МЕСТОРОЖДЕНИИ КАЯРА Месторождение Каяра является одним из многих месторождений Ирака имеющих трудноизвлекаемые запасы нефти. Высокая вязкость нефти, низкое пластовое давление, неоднородный состав и изменение свойств продуктивных отложений - основные причины низкого извлечения нефти из коллекторов. В связи с развитием новых технологий в последние годы наблюдается повышенный интерес к использованию горизонтальны

1.1. Общие сведения о геологическом строении и продуктивности месторождения Каяра Месторождение Каяра находится на севере Ирака, в пятидесяти километрах к югу от города Мусоль. Оно является одним из крупных нефтяных месторождений в Ираке и одним из трёх антиклинальных структур (две другие - Наджма и Касаб), расположенных на одной и той же оси южнее города Мусоль, параллельно структуре Джаван. В пределах этих структур обнаружены крупные скопления тяжелой нефти в нижнемиоценовых карбонатах[78].

1.1.1. Третичная залежь Глубина залегания кровли третичной залежи в пределах 200-375 м от уровня Земли. Третичная залежь на нефтяном месторождении Каяра состоит из трёх главных пластов. Верхний пласт - Герб (толщина около 50 м), средний пласт Дип, представленный неколекторами (толщина около 10

м) и нижний пласт Евфрат (толщина около 100 м). Общая толщина залежи достигает 160 м (рис.

1.1). Возраст Формация Литология тт. Глубина (м) Поверхность Средний Миоцен Фарис хж XX 1ЭС

1.1.2. Свойства пластовых флюидов. Коллекторы Третичной залежи содержат тяжёлую нефть с высокой вязкостью [78]. Плотность нефти = 0,983 г/см^ при 15°С API =12,3 Кинематическая вязкость нефти составляет 700 сСт (при давлении 75 кг/см^, температура 43,3°С), газовый фактор - 15,5 MVM^. Минерализация вод обводняющих пласт равна 15 г/л, удельное электрическое сопротивление 0,58 0мм при 38 °С (средняя пластовая температура).

1.1.3. Комплекс геофизических исследований скважин Значительная дифференциация горных пород по их физическим свойствам позволяет широко использовать геофизические методы для расчленения разрезов скважин, изучения коллекторских свойств пород и кальцитом с развитой оолитовым системой 14 выделения полезных углеводородных ископаемых. На месторождении Каяра проводился комплекс геофизических исследований скважин, включающий в себя следующие методы. Естественная радиоактивность горных пород (ГМ). Га

1.1.4. Используемые данные Целью работы является разработка методики обоснования по данным комплекса геолого-геофизических исследований скважин возможности разработки месторождения Каяра с использованием ГС. Примененные данные были включены в следующих материалах: 1. Материалы геофизических исследований по восьми скважинам (Ка-139, 140, 143, 155, 171, 172, 173, 174). Комплекс ГИС включал в себя: гамма метод в интегральной и спектральной модификациях, нейтронной метод в единицах пористости изв

1.2. Анализ опыта строительства горизонтальных скважин

1.2.1. Применение горизонтальных скважин Технология проводки ГС в последние годы развивалась быстрыми темпами, так как она является одним из наиболее эффективных методов повышения эффективности производства в нефтегазодобывающей промышленности, требующим большого мастерства и знаний от персонала. Горизонтальные скважины наряду с наклонными, многозабойными скважинами относятся к искусственным отклоненным скважинам. Бурение этих скважин ускоряет освоение новых нефтяных и газовых месторождений,

1.2.2. Первичная эксплуатация и тепловое извлечение для тяжелой нефти с горизонтальными скважинами Извлечение тяжелой нефти с помощью ГС делится на два этапа: первичная эксплуатация и тепловое воздействие [17,61]. Первичная эксплуатация тяжелой нефти горизонтальными скважинами подобна технологии применения ГС, связанной с добычей обычной нефти. Главное различие между ними в том, что увеличение продуктивности ГС больше для тяжелой нефти, чем для обычной нефти. На основании отношения продуктивн

1.2.3. Основные направления в решении проблемы бурения горизонтальных скважин Авторы работ [14, 23, 24, 62] отмечают, что для решения проблемы качественного и эффективного бурения ГС необходимо: > исследовать гидродинамику пласта нефтяных и газовых залежей различных типов с целью создания оптимальных систем разработки нефтяных и газовых месторождений с использованием ГС; > исследовать напряженное состояние горных пород; > разработать систему оптимального управления траекторией глубок

1.2.4. Профили горизонтальных скважин В работах [14,22,23,24,69] показано, что профиль ГС состоит из двух сопряженных между собой частей: направляющей части и горизонтального участка. Под направляющей частью профиля понимается часть ствола от устья до точки с заданными координатами на кровле и непосредственно в самом продуктивном пласте, эта часть является началом горизонтального участка под строго заданным углом. По радиусу кривизны различают три типа профиля горизонтальной скважины: с больш

1.2.5. Компоновки для ориентированного набора зенитного угла ГС В работах [23, 24, 25] представлены компоновки низа бурильной колонны (КНБК) для бурения участков ориентированного набора зенитного угла ГС, которые базируются на применении отклонителей, созданных на основе двух типов забойных двигателей: турбобура и ВЗД (винтового забойного двигателя). Для турбинного способа бурения ГС применяют КНБК с турбобурамиотклонителями трех диаметров - 172, 195 и 240 мм. Указанные турбобурыотклонители п

1.2.6. Проектирование конструкции скважин Конструкцию скважин разрабатывают исходя из требований успешного проведения скважины до проектной глубины; качественного вскрытия продуктивных проницаемости горизонтов, пласта или обеспечивающего улучшающего сохранность ее; естественной скважин эксплуатации эффективными методами в период разработки месторождений. На конструкцию скважин оказывают влияние цель и способ бурения; число продуктивных горизонтов, подлежащих опробованию; способ вскрытия пл

1.3. Геофизическое сопровождение строительства ГС В работе [37] указывается, что бурение ГС многих случаях не обеспечивает кратного увеличения дебита и продления периода безводной эксплуатации. Основными причинами этого являются: > попадание ствола ГС в зону литологического замещения или ухудшенных коллекторских свойств; > выход ствола ГС за пределы пласта-коллектора по геологическим причинам (наличие тектонических нарушений, экранов и. т. п.); > попадание ствола ГС в газоили водонас

1.3.1. Особенности проведения геофизических исследований в горизонтальных скважинах Процесс получения информации из пробуренной ГС разделяется на три фазы [29, 43]: 1. по 2. Измерения в процессе бурения с целью принятия оперативных решений управлению траекторией скважины и распознавания текущей геологической ситуации; Измерения после бурения с целью детального изучения физических вскрытого пласта (пористости, проницаемости, глинистости, свойств 3. нефтенасыщенности), его геометрии (протяже

1.3.2. Комплекс геолого-технологнческнх исследований в процессе бурения ' ' горизонтальных скважин На сегодняшний день единственными способами уверенной оперативной корректировки траектории стволов ГС является применение специальных комплексов геолого-технологнческих исследований (ГТИ) в процессе бурения горизонтальных скважин. ' . . • В процессе строительства ГС л'раекторияеё ствола контролируется с помощью забойной инклиномстрнческой системы. Однако, как показала практика бурения ГС, наибол

1.3.3. Забойные телеметрические системы в процессе бурения горизонтальных скважин В последние годы широко применяются телеизмерительные системы для передачи навигационной, технологической и геофизической информации с забоя на поверхность земли по каналу связи: проводному, электромагнитному, гидравлическому или акустическому[30, 31, 36]. Свойства системы контроля забойных параметров зависят в первую очередь от выбранного канала связи. В настоящее время активно исследуют средства передачи инфор

1.3.4. Геофизические исследования горизонтальных скважин после бурения Геофизические исследования после бурения проводят с целью детального изучения физических свойств вскрытого пласта (пористости, проницаемости, глинистости, нефтенасыщенности), его геометрии (протяженности, мощности, наклона). Самой сложной проблемой в процессе геофизических исследований после бурения является доставка геофизических приборов на забой ГС. В работах [43, 69, 90] представлены подробно наиболее часто применяемые

1.3.5. Построение геолого-геофизической модели месторождения Каяра Для построения геолого-геофизической модели месторождения Каяра необходимо проведение следующих работ [18, 89]: > оцифровка всей исходной геологической и геофизической информации; > оценка качества данных геофизических исследований скважин; > результаты исследований и анализа керна; > корреляция разрезов скважин и выделение коллекторов; > уточнение данных ГИС; > построение схем обоснования флюидных контактов.

1.4. Методическая схема геонавигационного обеспечения бурения ГС при разработке месторождений высоковязкой нефти Для геонавигационного обеспечения бурения ГС предлагается методическая схема (рис.

1.4.), основанная на использовании всей имеющейся информации, многоуровневой обработке данных и цикличности процесса геонавигации. При решении задачи построения ГС необходимо максимально полное привлечение всей доступной информации, как и полученной при исследованиях предшествующих интервалов

1.5. Выводы 1. Третичная залежь является основным резервуаром на нефтяном месторождении Каяра. Эта залежь состоит из трёх карбонатных пластов; Герб, Дип и Евфрат. Пласты Герб и Евфрат являются коллекторами. Пласт Дип не является коллектором. Коллекторы третичной залежи содержат тяжёлую нефть с высокой вязкостью. При разработке месторождения вертикальными скважинами появилась проблема низкого коэффициента извлечения нефти из коллекторов из-за высокой вязкости и плотности нефти и сложности гео

Глава 2. ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГО-ГЕОФИЗИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ МЕСТОРОЖДЕНИЯ КАЯРА Построение геолого-геофизической модели третичной залежи на месторождении Каяра является одним из важных этапов при строительстве горизонтальных скважин на этом месторождение. Геолого-геофизическая модель должна отражать коллектора третичной залежи и их по свойства: данным пористость, комплексной скважин проницаемость, количественной с привлечением трещинноватость, интерпретации результатов нефтенасыщенность, их эффективные

2.1. Определение состава горных пород, слагающих разрезы скважин Значительная дифференциация горных пород по их физическим геофизические методы для свойствам позволяет широко использовать расчленения разрезов скважин, изучения коллекторских свойств пород и выделения полезных углеводородных ископаемых. Состав горных пород определяют с помощью бланков (кросс-плотов) с зависимостями физических свойств пород от коэффициента пористости для мономинеральных пород. На эти бланки наносят точки для и

2.2. Определение коэффициента пористости Кросс-плот нейтронная пористость — плотность (Кп.п-5п) (фирма «Шлюмберже») использован для определения коэффициента общей пористости (Кп.общ) в единицах пористости известняка. Для определения коэффициента пористости и минерального состава пород третичной залежи использовались следующие соотношения: Кп.п ~ КрипеWrHnc+ Кп.бл Wфл + Кп.тк ^ ф л ^п~ Кп.бл Зфл + Кп.тк 5фл + К д 6д + Кк 5к + Крипе 8гипс АТп = Кп.бл АТфл + Кд Д Т д + Кк А Т к + Крипе АТрипс 1

2.2.1. Определение типа норового пространства коллекторов Тип пористости коэффициентов коллекторов устанавливают определенных по путем сопоставления данным различных пористости, геофизических методов. При сопоставлении коэффициента общей пористости Кп.общ и пористости, определенной по данным акустического метода (Кп.бл)> выделено три типа пористости [18]: > в коллекторах с межзерновой пористостью величины Кп.общ и Кп.бл равны или близки; > в коллекторах с преобладанием трещин, орие

2.3. Определение нефтегазонасыщенности Геофизические методы дают возможность определения коэффициента нефтеили газонасыщенности по удельному электрическому сопротивлению пород-коллекторов в условиях естественного залегания пород. Определение величины Кн по удельному электрическому сопротивлению породы основано на существовании тесной корреляционной связи между параметром насыщения (коэффициентом увеличения сопротивления) и коэффициентом водонасыщенности. Параметр насыщения показывает, во скол

2.4. Выводы по результатам комплексной количественной интерпретации данных ГИС на месторождении Каяра Анализ результатов интерпретации геофизических исследований скважин на месторождении Каяра в Третичной залежи позволяет сделать следующие выводы. Минералогический состав пород. На рис.

2.1 -

2.3 и в приложениях №№ 1, 2, 3 показано, что пласт Герб состоит из доломита и доломитного известняка с примесью гипса. Увеличение гипсового материала приводит к ухудшению коллекторских свойств

2.5. Геолого-геофизическая модель третичной залежи, месторояедения Каяра Сложность построения геологической модели месторождения Каяра заключается в том, что третичная залежь представлена карбонатными породами. Авторы работ [32, 89] предлагают оценивать минеральный состав пород по данным нейтронного, гамма-гамма плотностного, интегрального и спектрального гамма-методов и акустическому методу. Решение задачи достигается решением системы уравнений, связывающих показания методов с литологическим

2.6. Определение положений водонефтяного и газонефтяного контактов Границы залежей могут характеризоваться либо четкими поверхностями раздела, либо наличием так называемых переходных зон, характеризующихся постепенной сменой одного флюида другим. Наиболее часто наличие переходных зон отмечается на границах раздела между нефтью и водой [16]. При промышленной оценке третичной залежи необходимо установление четких границ углеводородной части, которая будет отдавать нефть и газ в процессе последу

2.6.1. Газонефтяной контакт По данным испытания скважины Ка-155 был получен газ из интервала 195-211м, наличие газа в этом интервале отмечается и на кривой нейтронного и гамма-гамма плотностного методов. Результаты испытания других скважин показали, что газонефтяной контакт отбивается в глубине 50 м выше уровня моря (рис.

2.33,

2.34).

2.6.2. Водонефтяной контакт Испытание скважины Ка-140 в интервале 340-380 м (-120 —160м ниже уровня моря) дало пластовую воду. Такой же результат был получен при опробовании скважины Ка-139 в интервале 324-355 м (-130 — 161м ниже уровня моря). По результатам интерпретации методов сопротивления в скважинах Ка140 и Ка-139 водонефтяной контакт отбивается на глубине 120 - 130м ниже морского уровня. По результатам определения пластового давления в третичной залежи месторождения Каяра, измеренного

2.7. Дебиты нефти, газа и воды, а также пластовое давление по результатам опробования и исследования продуктивных скважин

2.7.1. Пластовое давление При определении пластовых давлений решаются две основные задачи: первая — определить пластовое давление по скважине; вторая - расчет среднего значения давления по залежи в целом или по ее части. Для определения среднего пластового давления по залежи в целом или по какому-либо ограниченному её участку необходимо произвести определенную обработку данных замеров пластовых давлений по скважинам. Статический градиент давления на забое был измерен в 18 нефтяных скважинах н

2.7.2. Пластовая температура Пластовая температура играет существенную роль при определении свойств пластовых жидкостей и является одним из факторов, влияющих на степень извлечения запасов нефти и газа. Определение пластовых температур обычно производится либо с помощью электротермометра, регистрирующего изменения температуры по всему стволу скважины, либо с помощью максимального термометра, фиксирующего Пластовая лишь максимальную температура была температуру измерена на глубине спуска скваж

2.7.3. Дебит нефти В таблице

2.2, представлены данные освоения некоторых вертикальных скважин, пробуренных на месторождении Каяра [95]. Таблице

2.2. Данные освоения скважин на месторождения Каяра Пласт Продукт, толщина м Дебит нефти, б/сут Ка-139 Ка-140 Ка-143 Ка-171 Ка-172 Ка-173 Ка-174 Евфрат Герб/Евфр. Евфрат Евфрат Герб/Евфр Евфрат Евфрат 46 62 42 56 60 38 44 850 420 800 400 450 750 1050 0,238 0,235 0,214 0,23 0,23 0,222 0,226 14,6 4,3 21,5

7.6 5,1 12,3 35 АР ^-^^ плас

Глава 3. ОБОСНОВАНИЕ ТРАЕКТОРИИ И КОНСТРУКЦИИ ДОБЫВАЮЩЕЙ ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ СКВАЖИНЫ В настоящее время одним из перспективных методов интенсификации добычи нефти и роста её извлечения с использованием из недр является разработка скважин. Особую месторождений горизонтальных актуальность это приобретает для месторождений со сложным геологическим строением залежей, к которым относится месторождения Каяра. В соответствии с существующими представлениями под сложно построенным коллектором понимается г

3.1. Обоснование решения проблемы бурения горизонтальных скважин Авторы работ [10,23,24,62] отмечают, что для решения проблемы качественного и эффективного бурения горизонтальных скважин необходимо: • Исследовать гидродинамику пласта нефтяных и газовых залежей различных типов с целью создания оптимальных систем разработки нефтяных и газовых месторождений с использованием ГС; • • • Исследовать напряженное состояние горных пород; Разработать систему оптимального управления траекторией глубоких

3.2 Изучение гидродинамики пластов третичной залежи на месторождении Каяра Наиболее важными характеристиками продуктивного пласта являются пористость, проницаемость, флюида насыщенность, глинистость, эффективная мощность, стабильность этих характеристик по простиранию пласта, степень природной трещиноватости, ориентация природных трещин, образование конуса обводненность или газового конуса, соотношение между вертикальной и горизонтальной проницаемостями, давление в порах и др. При промышленно

3.3. Построение и модификация проекта профиля ствола скважины в процессе бурения ГС При решении задачи построения и модификации профиля ствола горизонтальной скважины необходимо максимально полное привлечение всей доступной информации, полученной при исследовании пробуренных скважин и других работ, проводимых на месторождении Каяра: > информация емкостных > о геологическом строении зоны буровых работ, литологическом составе пород, глубине их залегания, фильтрационносвойствах и физико-хи

3.4. Профиль горизонтальной скважины для разработки месторождения Каяра Основной пласта целью бурения горизонтальной скважины является не пересечение продуктивного пласта в поперечном направлении, а вскрытие продольным стволом. Поэтому проектирование горизонтальной скважины целесообразно начинать с определения протяженности, формы и направления горизонтального участка скважины. Эти параметры зависят от степени неоднородности продуктивного пласта, его толщины и литологии, выдержанности породы

3.5. Обоснование конструкции скважины На первом этапе бурится ствол-пилот, с целью изучения и уточнения абсолютной отметки кровли продуктивного пласта (Герб и Евфрат) и уточнения интервалов продуктивной зоны, что полезно для обоснования проводки горизонтального ствола. Горизонтальная скважина состоит из двух сопряженных между собой: направляющей части и горизонтального ствола. Вертикальный ствол необходимо бурить с целесообразными диаметрами для образования горизонтальной скважины. Вертикальн

3.6. Выбор инструментов и способов бурения для сооружения скважины Мощность участках и грузоподъемность искривления и в буровой установки необходимо участке при выбирать с учетом дополнительных сил сопротивления, возникающих на резкого горизонтальном взаимодействии бурильной и обсадной колонн со стенками скважины. Напряженность бурильных и обсадных колонн дополнительно возрастает вследствие изгиба труб на участках резкого искривления стволов. Компоновка низа бурильной колонны для бурения гори

3.7. Использование пробуренных вертикальных скважин в строительстве горизонтальной скважины на месторождении Каяра Возможно использование пробуренных ранее вертикальных скважин для строительства горизонтальных на месторождении Каяра. Строительство ГС путем зарезки второго ствола из вертикальной скважины осуществляется следующим образом: > Зарезка окна в обсадной колонне 178 мм в точке входа в направленный участок для бурения искривленного ствола диаметром 152,6 мм; > Вскрытие искри

3.8. Выводы 1- Проектирование строительства ГС начинается с выбора её профиля. Для условий залегания Третичной залежи с малой глубиной залегания кровли продуктивных пластов (200-400м) наиболее приемлемым является трех интервальный профиль, состоящий из вертикального, интервала набора кривизны (со средним радиусом кривизны) и Ill горизонтального участков. При этом для обеспечения эффективной разработки Третичной залежи, горизонтальный участок ствола должен быть в пределах 400-450м. 2- Оптима

Глава 4. ГЕОЛОГО-ГЕОФИЗИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ БУРЕНИЯ ГС НА МЕСТОРОЖДЕНИИ КАЯРА Геологическая структура третичной залежи остановлена с помощью предыдущих изучений согласно данным, обеспечились от различных разработки измерений в пробуренных вертикальных скважинах. Для месторождения Каяра горизонтальными скважинами необходимо разработать комплекса геолого-геофизических методов сопровождения бурения ГС в данном месторождении.

4.1. Основные информации при бурении ГС на месторождении Каяра При бурении ГС на этом месторождении необходимо располагать следующей информацией. > Проект профиля ГС согласно геологической модели третичной залежи, который должен обеспечивать вход горизонтального участка в зоны высоких коллекторских свойств. > Непрерывные измерения траекторных параметров, для управления траектории скважины в предназначенном профиле. Эти параметры включают глубину, азимут, величины зенитного угла и др.;

4.2. Обоснование комплекса геолого-технологических исследований для условий месторождения Каяра Комплекс геолого-технологических исследований (ГТИ), необходимых для решения геологических и технологических задач, формируется при уточнении геологической модели третичной залежи месторождения Каяра. Литологическое расчленение вскрытого разреза проводится по результатам оперативного изучения шлама и по результатам детального механического каротажа (ДМК). Оперативное выделение коллекторов производ

4.3. Выбор забойных телеметрических систем в процессе бурения горизонтальных скважин Технология для непрерывного ориентированного контроля управления кривизны траекторией и ГС осуществляется с использованием забойных телеметрических системы (ЗТС) параметров оперативного корректирования траектории ствола скважины. ЗТС > для разработки месторождения Каяра горизонтальными скважинами должные обеспечивать решение следующих задач: Непрерывный контроль параметров кривизны и ориентирование

4.3.1. ЗТС в процессе бурения горизонтальных скважин на месторождении Каяра При разбуривании третичной залежи месторождения Каяра горизонтальными скважинами необходимо использовать ЗТС согласно пластовым условиям этого месторолсдения (глубина залегания 200 — 400 м, пластовая температура 35 — 45°С, пластовое давление 3 — 4 МПа). Из-за небольшой глубины залегания третичной залежи наиболее подходящими к условиям месторождения Каяра являются элехтромагнитпые и акустические линии связи имеющие низ

4.4. Геофизические исследования горизонтальных скважин после бурения Измерения после бурения с целью детального изучения физических свойств вскрытого пласта (пористости, проницаемости, глинистости, нефтенасыщенности), его геометрии (протяженности, мощности, наклона). Полную же информацию гложно получить с использованием традиционных геофизических приборов, но поскольку они не могут попасть в горизонтальную часть скважины под собственной силой тяжести, то должны доставляться туда при помощи