Выбор и расчет дизайна для проведения гидроразрыва пласта на скважине Уренгойского месторождения
|
АННОТАЦИЯ 4
СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ 5
СПИСОК ИЛЛЮСТРАЦИЙ 6
СПИСОК ТАБЛИЦ 7
ВВЕДЕНИЕ 8
1 ОБЩАЯ ЧАСТЬ 11
1.1 Характеристика района работ 11
1.2 История освоения месторождения 14
2 ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 19
2.1 Краткая геологическая характеристика месторождения 19
2.1.1 Триасовая система 19
2.1.2 Юрская система 19
2.1.3 Меловая система 22
2.1.4 Палеогеновая система 25
2.1.5 Четвертичная система 26
2.2 Тектоника 26
2.2.1 Нефтегазоносность Уренгойского НГР 28
2.2.2 Нижне-среднеюрский нефтегазоносный комплекс 33
2.2.3 Верхнеюрский НГК 34
2.2.4 Ачимовский НГК 35
2.2.5 Неокомский НГК 37
2.2.6 Апт-альб-сеноманский НГК 39
3 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 41
3.1 Основные принципы унифицированного дизайна ГРП 41
3.1.1 Поведение скважины после гидроразрыва 42
3.1.2 Геометрия трещины гидроразрыва и её оптимизация 44
3.1.3 Проводимость в системе «трещина гидроразрыва - скважина» 45
3.2 Материалы разрыва 47
3.2.1 Жидкости гидроразрыва 48
3.2.2 Проппанты 49
4 РАСЧЕТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ДИЗАЙНА ГРП И ГЕОМЕТРИЯ ТРЕЩИНЫ 51
5 ОХРАНА НЕДР И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ 55
5.1 Мероприятия по охране водных ресурсов 55
5.2 Мероприятия по охране земельных ресурсов 61
5.3 Мероприятия по охране растительного мира 64
5.4 Мероприятия по охране атмосферного воздуха 64
5.5 Мероприятия по охране животного мира 65
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 68
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ 5
СПИСОК ИЛЛЮСТРАЦИЙ 6
СПИСОК ТАБЛИЦ 7
ВВЕДЕНИЕ 8
1 ОБЩАЯ ЧАСТЬ 11
1.1 Характеристика района работ 11
1.2 История освоения месторождения 14
2 ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 19
2.1 Краткая геологическая характеристика месторождения 19
2.1.1 Триасовая система 19
2.1.2 Юрская система 19
2.1.3 Меловая система 22
2.1.4 Палеогеновая система 25
2.1.5 Четвертичная система 26
2.2 Тектоника 26
2.2.1 Нефтегазоносность Уренгойского НГР 28
2.2.2 Нижне-среднеюрский нефтегазоносный комплекс 33
2.2.3 Верхнеюрский НГК 34
2.2.4 Ачимовский НГК 35
2.2.5 Неокомский НГК 37
2.2.6 Апт-альб-сеноманский НГК 39
3 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 41
3.1 Основные принципы унифицированного дизайна ГРП 41
3.1.1 Поведение скважины после гидроразрыва 42
3.1.2 Геометрия трещины гидроразрыва и её оптимизация 44
3.1.3 Проводимость в системе «трещина гидроразрыва - скважина» 45
3.2 Материалы разрыва 47
3.2.1 Жидкости гидроразрыва 48
3.2.2 Проппанты 49
4 РАСЧЕТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ДИЗАЙНА ГРП И ГЕОМЕТРИЯ ТРЕЩИНЫ 51
5 ОХРАНА НЕДР И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ 55
5.1 Мероприятия по охране водных ресурсов 55
5.2 Мероприятия по охране земельных ресурсов 61
5.3 Мероприятия по охране растительного мира 64
5.4 Мероприятия по охране атмосферного воздуха 64
5.5 Мероприятия по охране животного мира 65
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 68
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
Для обеспечения высокого уровня добычи нефти и газа, наряду с разведкой и освоением месторождений, особое внимание уделяется увеличению нефтеотдачи и интенсификации добычи нефти. Наряду с положительными достижениями в разработке месторождений, за последние годы накопилось значительное число проблем, связанных с ростом обводненности продукции и снижающимися темпами добычи нефти. Кроме того, при разработке залежей нефти заводнением, ожидаемая нефтеотдача в лучшем случае может достигнуть 50%. Более половины запасов нефти при освоении заводнением остаются не извлеченными. Одним из эффективных способов увеличения темпов добычи нефти и конечной нефтеотдачи является гидравлический разрыв пласта. ГРП, воздействуя на пласт, повышает производительность скважины, одновременно ускоряет отбор нефти и увеличивает нефтеотдачу. Также из всех существующих способов обработки низкопроницаемых пластов наибольший эффект достигается при использовании ГРП. Практически считается, что в любой технически исправной скважине, в которой дренирует неистощенный пласт с проницаемостью ниже 0,05 мкм2, может быть применен ГРП, дающий экономический эффект при соблюдении технологии.
ГРП начал внедряться за рубежом и в России с 1949 года и в настоящее время стал стандартным методом повышения нефтеотдачи в низкопроницаемых пластах, имеющий эффект в 90% случаев [1].
Гидравлический разрыв пласта - технологический процесс увеличения проницаемости призабойной зоны путем расчленения породы пласта или расширения естественных трещин. Сущность этого процесса заключается в нагнетании в призабойную зону жидкости под высоким давлением, превышающим местное горное давление и прочностные свойства породы пласта. В практике ГРП, давления, при которых происходит разрыв пласта, как правило, ниже полного горного давления для глубоких скважин и равны или несколько выше, чем полное горное давление для скважин небольшой глубины. В большинстве случаев давление разрыва на забое превышает в 1,5-2 раза гидростатическое давление. Сохранение трещин в открытом состоянии при снижении давления в скважине обеспечивается закачкой в них вместе с жидкостью отсортированного кварцевого песка.
Гидравлический разрыв пласта применяется:
1. Для увеличения продуктивности нефтяных скважин;
2. Для увеличения приемистости нагнетательных скважин;
3. Для регулирования притоков или приемистости по продуктивной мощности скважин;
4. Для создания водоизоляционных экранов в обводненных скважинах.
В практике разрыва пласта различают три основных вида процесса:
1. Однократный разрыв пласта;
2. Многократный разрыв пласта;
3. Направленный (поинтервальный) разрыв пласта.
Технология однократного ГРП предполагает создание одной трещины в продуктивном разрезе скважины. Технологические схемы многократного разрыва обеспечивают образование нескольких трещин по всей вскрытой продуктивной мощности пласта. При направленном разрыве, в отличие от двух первых видов, места образования трещин регулируются по продуктивному разрезу скважины.
Для ГРП рекомендуются скважины следующих категорий:
1. Скважины, давшие при опробовании слабый приток нефти;
2. Скважины с высоким пластовым давлением, но с низкой проницаемостью коллектора;
3. Скважины, имеющие заниженный дебит против окружающих;
4. Скважины с загрязненной призабойной зоной;
5. Скважины с высоким газовым фактором;
6. Нагнетательные скважины с низкой приемистостью;
7. Нагнетательные скважины с неравномерной приемистостью по продуктивному разрезу.
Разрыв пласта не рекомендуется проводить
1. В нефтяных скважинах, расположенных вблизи контура нефтеносности;
2. В скважинах, технически неисправных.
Максимальный эффект от ГРП обеспечивается:
1. Наибольшей шириной создаваемых в пласте трещин;
2. Распространением трещин по пласту на максимальное расстояние от забоя скважины;
3. Созданием трещин в наиболее продуктивной зоне пласта
ГРП начал внедряться за рубежом и в России с 1949 года и в настоящее время стал стандартным методом повышения нефтеотдачи в низкопроницаемых пластах, имеющий эффект в 90% случаев [1].
Гидравлический разрыв пласта - технологический процесс увеличения проницаемости призабойной зоны путем расчленения породы пласта или расширения естественных трещин. Сущность этого процесса заключается в нагнетании в призабойную зону жидкости под высоким давлением, превышающим местное горное давление и прочностные свойства породы пласта. В практике ГРП, давления, при которых происходит разрыв пласта, как правило, ниже полного горного давления для глубоких скважин и равны или несколько выше, чем полное горное давление для скважин небольшой глубины. В большинстве случаев давление разрыва на забое превышает в 1,5-2 раза гидростатическое давление. Сохранение трещин в открытом состоянии при снижении давления в скважине обеспечивается закачкой в них вместе с жидкостью отсортированного кварцевого песка.
Гидравлический разрыв пласта применяется:
1. Для увеличения продуктивности нефтяных скважин;
2. Для увеличения приемистости нагнетательных скважин;
3. Для регулирования притоков или приемистости по продуктивной мощности скважин;
4. Для создания водоизоляционных экранов в обводненных скважинах.
В практике разрыва пласта различают три основных вида процесса:
1. Однократный разрыв пласта;
2. Многократный разрыв пласта;
3. Направленный (поинтервальный) разрыв пласта.
Технология однократного ГРП предполагает создание одной трещины в продуктивном разрезе скважины. Технологические схемы многократного разрыва обеспечивают образование нескольких трещин по всей вскрытой продуктивной мощности пласта. При направленном разрыве, в отличие от двух первых видов, места образования трещин регулируются по продуктивному разрезу скважины.
Для ГРП рекомендуются скважины следующих категорий:
1. Скважины, давшие при опробовании слабый приток нефти;
2. Скважины с высоким пластовым давлением, но с низкой проницаемостью коллектора;
3. Скважины, имеющие заниженный дебит против окружающих;
4. Скважины с загрязненной призабойной зоной;
5. Скважины с высоким газовым фактором;
6. Нагнетательные скважины с низкой приемистостью;
7. Нагнетательные скважины с неравномерной приемистостью по продуктивному разрезу.
Разрыв пласта не рекомендуется проводить
1. В нефтяных скважинах, расположенных вблизи контура нефтеносности;
2. В скважинах, технически неисправных.
Максимальный эффект от ГРП обеспечивается:
1. Наибольшей шириной создаваемых в пласте трещин;
2. Распространением трещин по пласту на максимальное расстояние от забоя скважины;
3. Созданием трещин в наиболее продуктивной зоне пласта
На Уренгойском месторождении запасы нефти, газа, конденсата приурочены в основном к неоднородным и низкопроницаемым коллекторам. ГРП в настоящее время является одним из наиболее эффективных способов интенсификации добычи нефти из низкопроницаемых коллекторов.
В данной дипломной работе описано геологическое строение Уренгойского месторождения. Неокомский комплекс является основным продуктивным объектом в Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции. Стратиграфический объем комплекса представлен породами от валанжинского до нижнеаптского включительно. Основной нефтегазоносный неокомский интервал включает покровные шельфовые пласты от БУ8-0 до БУ15. Толщина интервала около 400 м. Отложения неокомского НГК накапливались в морских, прибрежно-морских, мелководно-морских условиях и представлены сравнительно ритмичным переслаиванием песчано¬алевролитовых и глинистых пород и выделены в объеме сортымской (без ачимовской толщи) и тангаловской свит. Специфика формирования вышеперечисленных свит предопределяет наличие достаточно емких резервуаров коллекторов в сочетании с перекрывающими их непроницаемыми глинистыми покрышками, что создает условия для скопления промышленных запасов УВ.
Выполнен анализ и расчет дизайна результатов проведенной компании по производству ГРП на скважине Уренгойского месторождения, в среднем по каждому варианту получен прирост нефти на 50%. Описана технология проведения ГРП, материалы, применяемые при ГРП, которые на сегодняшний день предлагают фирмы подрядчики. Также следует учитывать вопрос охраны окружающей среды и недр, так как месторождение находится вблизи населенных пунктов, рек, лесов.
В итоге, проведение ГРП свидетельствует о целесообразности и успешности данного проекта на сегодняшний день. Но следует отметить унифицированность дизайна, что подбор материалов для подобных операций необходимо проводить с особой тщательностью и учитывать все требования и рекомендации. В противном случае мы можем нанести непоправимый вред нашей природе и недрам.
В данной дипломной работе описано геологическое строение Уренгойского месторождения. Неокомский комплекс является основным продуктивным объектом в Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции. Стратиграфический объем комплекса представлен породами от валанжинского до нижнеаптского включительно. Основной нефтегазоносный неокомский интервал включает покровные шельфовые пласты от БУ8-0 до БУ15. Толщина интервала около 400 м. Отложения неокомского НГК накапливались в морских, прибрежно-морских, мелководно-морских условиях и представлены сравнительно ритмичным переслаиванием песчано¬алевролитовых и глинистых пород и выделены в объеме сортымской (без ачимовской толщи) и тангаловской свит. Специфика формирования вышеперечисленных свит предопределяет наличие достаточно емких резервуаров коллекторов в сочетании с перекрывающими их непроницаемыми глинистыми покрышками, что создает условия для скопления промышленных запасов УВ.
Выполнен анализ и расчет дизайна результатов проведенной компании по производству ГРП на скважине Уренгойского месторождения, в среднем по каждому варианту получен прирост нефти на 50%. Описана технология проведения ГРП, материалы, применяемые при ГРП, которые на сегодняшний день предлагают фирмы подрядчики. Также следует учитывать вопрос охраны окружающей среды и недр, так как месторождение находится вблизи населенных пунктов, рек, лесов.
В итоге, проведение ГРП свидетельствует о целесообразности и успешности данного проекта на сегодняшний день. Но следует отметить унифицированность дизайна, что подбор материалов для подобных операций необходимо проводить с особой тщательностью и учитывать все требования и рекомендации. В противном случае мы можем нанести непоправимый вред нашей природе и недрам.