На сегодняшний день, степень эффективности добычи нефти считается неудовлетворительной, при том, что мировой спрос на нефтепродукты растёт и их потребление увеличивается. Вследствие этого, во всем мире с каждым годом возрастает интерес к методам повышения нефтеотдачи пластов, это достигается путем ускоренного введения в эксплуатацию новых высокопродуктивных нефтегазовых месторождений, а также развития старых, уже находящихся в эксплуатации месторождений, разработки трудноизвлекаемых запасов и усовершенствования технологии добычи. Наиболее используемым методом становится метод искусственного воздействия на пласт.
Проблемы в добыче нефти - это трудности геологических условий разработки месторождений и, также, истощение запасов нефти. Решение проблем интенсификации добычи нефти, результативность в их решении, в известной степени зависит от информированности о протекающих в пласте процессах в ходе геолого-технических мероприятий. Таким образом мониторинг технологических воздействий является перспективным и позволяет оперативно собирать информацию об изменениях в пласте и призабойном участке скважины. [26]
Так как разные методы воздействий на пласт оказывают разную степень влияния на нефтеотдачу пласта, следовательно, необходимо уделить особое внимание мониторингу тех процессов, которые сильно влияют на состояние пласта. Широкое распространение получил гидравлический разрыв пласта, и мировая практика показывает, что данный метод имеет положительный экономический эффект. Эффективность этого метода интенсификации непосредственно зависит от фактической геометрии трещин, образованных в ходе проведения работ, фильтрационного режима, и их соответствие запланированным. Поэтому не возникает сомнений в необходимости исследования гидравлического разрыва пласта, исследования мониторинга и контроля гидравлического разрыва пласта, для дальнейшего усовершенствования и поисков новых методов мониторинга. На сегодняшний день, известные методы мониторинга технологических воздействий на пласт предоставляют, как правило, всего один параметр воздействия для отслеживания, что не даёт возможности составить полное представление о происходящих в пласте процессах. Разработки, ведущиеся исследователями в данной области, не способствуют появлению новых методов мониторинга воздействий на нефтеносные пласты. [22]
Целью данной квалификационной работы является усовершенствование методов мониторинга, без существенного усложнения технологии.
Для достижения поставленной цели сформированы следующие задачи:
1. Установить и описать объект исследования.
2. Выявить насколько способы решения обозначенных проблем изучены.
3. Провести исследование существующих патентных разработок в данной области.
4. Изучить практический опыт, описанный в научно-исследовательских работах, на основании которого можно сделать выводы о достижениях в области применения современных методов.
5. Внести предложение по усовершенствованию существующих методов, на основании анализа патентных разработок и научно-исследовательской литературы.
В процессе выполнения данной работы были рассмотрены различные методы технологического воздействия на нефтяные пласты, были рассмотрены их достоинства и недостатки, а также степень возможности их мониторинга. В ходе этого было выяснено, что гидравлический разрыв пласта, наиболее эффективен как метод технологического воздействия с целью интенсификации нефтеотдачи, в наши дни, и является наиболее подходящим для осуществления мониторинга в реальном времени. Был проведен патентно-информационный обзор существующих способов мониторинга, в результате которого были проанализированы авторские свидетельства и сделаны выводы об их достоинствах и недостатках.
Выяснено, что наиболее современным и эффективным методом мониторинга гидроразрыва является микросейсмический метод. Он позволяет получать актуальную информацию о процессах, происходящих в пласте при осуществлении гидравлического разрыва пласта. Для того, чтобы найти наиболее оптимальный метод микросейсмического мониторинга, проанализировали патенты и выявили их достоинства и недостатки. Этот метод позволяет избежать усложнения технологии осуществления гидроразрыва пласта, дополнительного оборудования.
Среди патентов был отобран один, в котором описан оптимизированный метод мониторинга, и был найден такой способ, который позволил избавиться от существующих в нём ограничений. Предложен метод, при котором нужно знать достаточную величину импульса давления для раскрытия трещин в пласте, вызывающих микросейсмические события. Далее, микросейсмические события регистрируются, давая представление о процессах, которые происходят в пласте при гидравлическом разрыве. Чтобы получить достаточную величину импульса, были проведены расчеты по теории Мора-Кулона, в результате которых был получен коэффициент В, характеризующий среду.
Это позволило выяснить зависимость импульса давления от данного коэффициента, что даёт возможность контролировать и определять необходимую величину импульса давления при осуществлении скважинного мониторинга гидравлического разрыва пласта.
В ходе данной работы, была решена задача по усовершенствованию методов мониторинга технологического воздействия на нефтяные пласты. Сбор качественной, актуальной и достоверной информации в процессе мониторинга гидравлического разрыва пласта, как технологического воздействия, оказывающего максимальное воздействие, даёт возможность найти и применить наиболее эффективные способы интенсификации нефтедобычи.
Исходя из вышесказанного следует, что все поставленные задачи выпускной квалификационной работы выполнены и цели работы достигнуты.
1. ГОСТ Р 54362-2011 Геофизические исследования скважин. Термины и определения. - Введ. 07.01.2012. - Москва : Стандартинформ, 2012. - 20 с.
2. А.с. 2537419 Российская Федерация, МПК7 E21B43/26 Мониторинг гидравлического разрыва пласта / Дэвид Джон Хилл ; заявитель и патентообладатель Оптатенс Холдингз Лимитед. - № 2537419/06 ; заявл. 03.02.11 ; опубл. 26.12.12, Бюл. №07 - 5 с.
3. А.с. 2318223 Российская Федерация, МПК7 G01V1/00. Способ оптимизации пассивного мониторинга гидравлического разрыва пласта / Марк Тирселин ; заявитель и патентообладатель Шлюмбержер Текнолоджи Б.В. - № 2318223/28 ; заявл. 28.09.05 ; опубл. 27.02.08, Бюл. №6 - 1 с.
4. А.с. 2455655 Российская Федерация, МПК7 G01V/40 Способ диагностики процессов гидроразрыва пласта в режиме реального времени с использованием комбинирования трубных волн и микросейсмического мониторинга / Кабанник А. Ю. ; заявитель и патентообладатель Шлюмберже Текнолоджи Б.В. - № 2010120482/28 ; заявл. 21.05.10 ; опубл. 10.07.12, Бюл. № 19. - 1 с.
5. Александров С. В. Микросейсмический мониторинг гидроразрыва пласта: скважинный или поверхностный : / С. В. Александров - Москва: Oil&Gas Eurasia, 2014 г. - 6 с.
6. Александров С. И. Микросейсмический мониторинг гидроразрыва пласта: успехи и проблемы / С. И. Александров, В. А. Мишин, Д. И. Буров. // Технологии добычи и использования углеводородов. - 2014. - №2. - С.3 - 5 с.
7. Александров С. И. Проблемы скважинного и наземного микросейсмического мониторинга гидроразрыва пласта / С. И. Александров. // Гальперинские чтения - 2015. - №15. - С.15-22.
8. Гурлев И. В. Пространственный анализ амплитуд отраженных продольных волн в азимутально-анизотропных средах: диссертация / И. В. Гурлев, Т. В. Нефёдкина - Новсибирск, 2013 г. - 45 с.
9. Джоэль Г. Микросейсмический мониторинг развития трещин гидравлического разрыва пласта для оптимизации мероприятий по повышению нефтеотдачи месторождений на поздних стадиях эксплуатации / Джоэль Г. Ле-Кливе, Ле-Бенне, Кевин В. Таннер, Уолтер Д. Грант // Технологии ТЭК. - 2005. - №4. - С. 2-8.
10. Зейгман Ю. В. Эксплуатация систем поддержания пластового давления при разработке нефтяных месторождений : учебник / Ю. В. Зейгман. - Уфа: УГНТУ, 2007. - 232 с.
11. Ильина Г. Ф. Методы и технологии повышения нефтеотдачи для коллекторов Западной Сибири: учебник / Г. Ф. Ильина, Л. К. Алтунина - Томск: ТПУ, 2012 г. - №2 - 166 с.
12. Коротенко В. А. Физические основы разработки нефтяных месторождений и методов повышения нефтеотдачи / В. А. Коротенко, А. Б. Кряквин, С. И. Грачёв - Тюмень: ТГНУ, 2014 г. - 104 с.
13. Коршак А. А. Основы нефтегазового дела : учебник / А. А. Коршак, А. М. Шаммазов - Уфа, 2001 - 544 с.
14. Мохов М. А. Нефтегазовая микроэнциклопедия: / М. А. Мохов - Москва: Российский государственный университет нефти и газа им. И. М. Губкина, 2005 г. - 125 с.
15. Мусихин П. В. Научные основы экологической химии природных ресурсов: учебник / П. В. Мусихин - Сыктывкар: СЛИ, 2013 г. - 128 с.
16. Овчинникова В. П. Технология бурения нефтяных и газовых скважин: / В. П. Овчинникова - Тюмень: ТГНУ, 2014 г. - 163 с.
17. Оловянный А. Г. Механика горных пород : науч. изд. / А. Г. Оловянный. - Санкт-Петербург : Коста, 2012. - 280 с.
18. Попов А. Н. Прочностные расчёты стенок скважины в пористых горных породах: / А. Н. Попов - Уфа: УГНТУ, 2001 г. - 72 с.
19. Рассохин С. Г. Оператор по добыче нефти и газа: учебник / С. Г. Рассохин. - Москва:Академия, 2002. - 54 с.
20. Сафин С. Г. Введение в нефтегазовое дело: учебник / С.Г. Сафин - Архангельск: САФУ, 2015 г. - 161 с.
21. Сургучев М. Л. Вторичные методы увеличения нефтеотдачи : / М. Л. Сургучев - Москва: Недра, 1985 г. - 313 с.
22. Трайзе В. В. Экономическое обоснование программы геолого-технических мероприятий нефтегазодобывающего предприятия / В. В. Трайзе, А. В. Шалахметова, М. С. Юмсунов - Томск: ТГНУ, 2013 г. - 148 с.
23. Шелепов В. В. Состояние сырьевой базы России. Повышение нефтеотдачи пластов : / В. В. Шелепов - Москва, 2003 г. - 240 с.
24. Щуров В. И. Техника и технология добычи нефти : учебник / В. И. Щуров. - Москва : Альянс ТИД, 2009. - 510 с.
25. Всё про нефть и газ - Математическое моделирование разработки месторождений нефти и газа с применением гидравлического разрыва пласта [Электронный ресурс] : научная статья // Нефть и газ. - Режим доступа: http://neft-i-gaz.ru/litera/index0119.htm
26. Гидравлический разрыв пласта [Электронный ресурс] : научная статья // Всё о нефти - Режим доступа: http://vseonefti.ru/upstream/frac.html
27. Гидроразрыв пласта [Электронный ресурс] : научная статья //
Газпром. Информаторий - Режим доступа:
http://www.gazprominfo.ru/terms/fracturing
28. Обзор современных методов повышения нефтеотдачи пласта [Электронный ресурс] : обзорная статья // Петрос группа компаний. - Режим доступа: http://petros.ru/worldmarketoil/?action=show&id=267
29. Рэлеевское рассеяние [Электронный ресурс] : научная статья //
Википедия. - Режим доступа:
https: //ru.wikipedia. огдХк1/Рэлеевское_рассеяние
30. Теория Мора - Кулона [Электронный ресурс] : научная статья //
Википедия. - Режим доступа:
https: //ru.wikipedia. org/wiki/Т еория_мора_кулона
31. Технологии добычи [Электронный ресурс] : обзорная статья //
Гапромнефть. - Режим доступа: http://www.gazprom-
neft.ru/technologies/production
32. Технологии. Гидравлический разрыв пласта [Электронный ресурс] : научная статья // Нефтегаз.РУ - Режим доступа: http://neftegaz.ru/tech_library/view/4421-Gidravlicheskiy-razryv-plasta