Учебное пособие предназначено для студентов специальности 130503. 65 «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений»

1. Общая характеристика нефтяных и газовых месторождений 1.1. Залежи, месторождения нефти и газа Залежь углеводородов – это скопление неф­ти, газа, конденсата и других полезных сопутствующих ком­понентов в едином геологическом пространстве. Залежи углеводородов часто в структурном плане приурочены к антиклинальным формам – продуктивным локальным структурам. Залежь может относиться к одному пласту-коллектору или к нескольким сообщающимся между собой продуктивным пластам месторождения. Под месторождением нефти понимается отдельная залежь или группа залежей различной стратиграфической приуроченности, залегающих в недрах одной площади и полностью или частично совпадающих в плане. В единое месторождение углеводородов в пределах границ лицензионного участка могут быть объединены несколько продуктивных структур. Месторождение, имеющее залежи в пластах (горизонтах) разной стратиграфической принадлежности, принято назы­вать многопластовым. Для промысловой геологии важное значение имеет расположение залежей относительно друг друга в плане. Залежь с большими размерами может сочетаться с наличи­ем в других пластах (горизонтах) небольших залежей. Ко всем пластам разного возраста могут быть приурочены небольшие залежи, не совпадающие друг с другом в плане. Размер площади месторождения, объединяющего такие залежи, принимается по линии, оконтуривающей на поверхности расположение всех залежей. На рис.1 приведены геологические профили многопластового Трушниковского месторождения нефти, промышленно продуктивного в нижнекаменноугольных и верхнедевонских отложениях. Нижнекаменноугольные залежи (пласты Тл, Т) связаны со структурами облекания верхнедевонских рифов. Залежь девонских отложений залегает ниже рифовой постройки и связана со структурой тектонического генезиса. а б Рис.1. Геологические профили по нижнекаменноугольным (а) и девонским (б) отложениям Трушниковского месторождения (Пермский край) По нижнекаменноугольному структурному плану месторождение состоит из двух локальных поднятий – Трушниковского и Юлианского, которые разделяет прогиб (скважина 345). Залежь Тл приурочена к терригенным коллекторам тульского возраста, залежь Т1 – к карбонатным коллекторам турнейского возраста. Между залежами Тл и Т1 залегают промежуточные водоносные пласты малиновских отложений (Мл), выше по разрезу бобриковский пласт (Бб) замещен плотными породами (рис.1.а). На Трушниковском поднятии (скважины 261 и 287) промышленные залежи относятся к пластам Тл1 и Т1. Залежь пласта Тл1 – пластовая, залежь пласта Т1 – массивная. На Юлианском поднятии (скважина 355) в нижнекаменноугольных отложениях промышленно нефтеносны пластовые водоплавающие тульские залежи (Тл1 и Тл2). Различное положение их водо-нефтяных контактов (-1192 м и -1199 м) свидетельствует об отсутствии между ними гидродинамической связи. Из геологического профиля (рис.1.а) видна высокая изменчивость коллекторских свойств пород Трушниковского месторождения. Например, отсутствие промышленного скопления нефти в турнейских отложениях (Т1) Юлианского поднятия связано со значительным уменьшением толщин коллекторов верхнего продуктивного пласта. Нефтеносность девонских терригенных отложений Трушниковского поднятия связана с пластом Д1 (рис.1.б). Выше- и нижезалегающие пласты (Д0 и Д2) на Трушниковском месторождении водонасыщены. Отсутствие залежей нефти в пластах Д0 и Д2 связано, очевидно, с недостаточно надежными изолирующими качествами покрышек над этими пластами. Залежь Д1 в районе скважин 287 и 345 пластовая, продуктивный пласт выклинивается в направлении скважины 343. В районе скважины 343 залежь пластовая водоплавающая, продуктивный пласт ниже ВНК замещается плотными породами (рис.1.б). 1.2. Породы коллекторы и неколлекторы Коллектором называется горная порода, способная вмещать флюиды (нефть, газ и воду) и обеспечивать при создании перепада давлений их фильтрацию. Коллекторы обладают геолого-физическими свойствами, обеспечи­вающими в условиях разработки месторождений физическую подвижность флюидов в их пустот­ном пространстве. Абсолютно непроницаемых пород не существует, однако в условиях возможных при разработке месторождений перепадов давлений многие породы практически не проницаемы для флюидов. Такие плотные породы относят к неколлекторам. Основными задачами нефтегазопромысловой геологии являются изу­чение внутреннего строения залежи нефти или газа, выделение в объеме залежи геологических тел, сложенных породами-коллекторами, выделение проницаемых пропластков, различающихся по геолого-физическим характеристикам (пористости, проницаемости, продуктивности и др.). Таким образом, строение залежи определяется пространственным размещением пластов коллекторов и неколлекторов как в разрезе, так и по площади их распространения. Выявление внутреннего строения представляет собой задачу построения модели залежи. Естественные границы залежей наблюдаются в скважинах по рез­кой смене физических свойств пород. К таким границам относятся поверхности напластования, разделяющие в разрезе коллекторы и некол­лекторы, зоны замещения коллекторов плотными породами, границы коллекторов с разными емкостно-фильтрационными свойствами, с разным характером насы­щения пород, а также дизъюнктивные разрыв­ные нарушения. Условные границы принимаются по каким-либо косвен­ным признакам: кондиционным свойствам коллекто­ров; категорийности запасов; комплексу свойств, оп­ределяющих технологические показатели разработки; зо­нам залежей, выделенным в соответствии с системой разра­ботки; частям залежей, принадлежащим разным недро­пользователям и т.д. 1.3. Изучение формы залежей нефти и газа В изучении залежей большую роль играет моделирование их внешней формы, которая определяется положением в пространстве геологических поверхностей, огра­ничивающих породы различной проницаемости и насыщенности про­дуктивного горизонта, включенные в общий объем залежи. К числу таких поверхностей относятся: - кровля и подошва залежи – верхняя и нижняя структур­ные поверхности, отделяющие продуктивный горизонт от непроницаемых покрывающих и подстилающих пластов; - дизъюнктивные поверхности, обусловливающие смещение одновозрастных пород относительно друг друга; - поверхности, разделяющие коллекторы и некол­лекторы по границам, связанным со сменой литологического состава пород (зоны замещения), со стратиграфическими несогласиями и др.; - поверхности, разделяющие части продуктивного горизонта с разным характером насыщения их флюидами, т.е. поверх­ности ВНК, ГВК и ГНК. Пересекающиеся граничные поверхности образуют линии, проекции которых на карте являются границами залежи. Это могут быть линии дизъюнктивных нарушений, границы распространения коллекторов, контуры нефтегазоносности. Определение положения поверхностей и их пересече­ний, обусловливающих общий объем залежи, входит в общий объем процедуры геометризации залежи (выполнение наблюдений, измерений, вычислений и графических пост­роений). 2. Методы получения геолого-промысловой информации 2.1. Геологические наблюдения при бурении скважин Источниками первичной информации в неф­тегазопромысловой геологии служат исследования нефте- газо- и водонасыщенных пластов различными методами. Основным источником прямой информации о геолого-физических свойст­вах пород, составе и физико-химических свойствах флюидов служит изучение в лабо­раторных условиях керна, шлама, проб нефти, газа и воды. Бурение опорных, параметрических, поисковых и разведочных скважин ведется в продуктивных пластах с обязательным отбором керна. Нормы отбора керна и детальность лабораторных исследований регламентируются «Инструкцией по отбору керна». Для отбора керна при бурении скважин используют специальные колонковые долота, которые позволяют отбирать образцы пород, сохраняя последовательность их залегания. Такое долото разбуривает забой по кольцу, сохраняя целик породы – керн. Детальное изучение керна выполняется с целями: - определения литологии и минерального состава горных пород; - определения фильтрационно-емкостных свойств коллекторов и пород-покрышек (пористости, проницаемости, коэффициента остаточной водонасыщенности); - оценки характера насыщения пород-коллекторов и выявления признаков углеводородов; - построения эталонных зависимостей между геофизическими параметрами и коллекторскими свойствами пород. Бурение с отбором керна существенно увеличивает продолжительность и стоимость строительства скважин, поэтому большая часть скважин эксплуатационного фонда бурится без отбора керна. В этом случае ведется отбор и изучение шлама – раздробленных долотом кусочков породы. По шламу оперативно изучаются литологическая характеристика разреза и признаки нефтеносности. Небольшие размеры образцов шлама делают затруднительной оценку коллекторских свойств разбуренных пород. В процессе бурения скважин производится опробование пластов перспективных на нефть и газ. Опробование производят непосредственно после вскрытия пласта, чтобы сократить влияние промывочной жидкости на его характеристики. Для этих целей используют пластоиспытатели на бурильных трубах, которые позволяют определить чем насыщен пласт (нефть, газ, вода), а также величину притока флюида из пласта и его фильтрационные параметры. Отбор проб проводят в пластовых или в поверхностных условиях. Плас­товые условия (давление, температура и др.) отличаются от лабораторных, поэтому свойства образцов пород и флюи­дов, определенные в лабораторных условиях, могут существенно отличаться от тех же свойств в пласте. Пересчет ре­зультатов лабораторных определений на пластовые условия может производиться с помощью алгоритмов (графики, эмпирические зависимости и др.), построенных на основе данных специальных исследований. 2.2. Методы исследования скважин геофизическими методами При изучении разреза всех пробуренных скважин применяется комплекс геофизических исследований скважин (ГИС). В результате интерпретации диаграмм ГИС (каротажных диаграмм) решаются задачи изучения геологических разрезов скважин, исследования их технического состояния, контроля за изменением нефтегазонасыщенности пластов в процессе разработки. Для изучения геологических разрезов скважин использу­ются электрические (метод кажущихся сопротивлений КС, боковой каротаж БК, индукционный каротаж ИК, микрозондирование МЗ, метод собственных потенциалов СП), радиоактивные (гамма-каротаж ГК, нейтронный гамма-каротаж НГК, гамма-гамма каротаж ГГК, нейтрон-нейтронный каротаж по тепловым нейтронам ННК-т), акустические (акустический каротаж АК), механические (кавернометрия КВ) и другие методы, основанные на изучении физических естественных и искусственных полей различной природы. Теория геофизических методов и выяв­ленные петрофизические зависимости позволяют проводить интерпретацию результатов исследований. В итоге решаются следующие задачи: - определение литолого-петрографической характеристики пород; - расчленение разреза и выявление гео­физических реперов; - выделение коллекторов и установление условий их залегания, толщины и коллекторских свойств; - определение характера насыщения пород (нефтью, газом, водой); - количественная оценка подсчетных параметров пласта (пористости, нефтенасыщенности и др.). Для изучения технического состояния скважин применя­ются: инклинометрия – определение углов и азимутов ис­кривления скважин; кавернометрия – установление диаметра скважины (горных выработок) dc и сравнение его с номинальным диаметром долота dH; цементометрия – определение по данным акустического каротажа (АКЦ) высоты подъема цемента, характера его распределения в заколонном пространстве и степени сцепления с горными породами; выявление мест притоков и затрубной циркуляции вод в скважинах электрическим, термическим и радиоактив­ным методами. Контроль за изменением характера насыщения пород в результате эксплуатации залежи по данным промысловой геофизики осуществляется на основе исследований методами радиоактивного каротажа в обсаженных скважинах и электрического – в необсаженных. 2.3. Гидродинамические методы исследования скважин Гидродинамические исследования скважин (ГДИ) объединяют совокупность мероприятий, направленных на измерение параметров пласта и отбор проб пластовых флюидов в работающих или остановленных скважинах и их регистрацию во времени. Гидродинамические исследования скважин при­меняются для определения физических свойств и продуктив­ности пластов-коллекторов на основе выявления характера связи дебитов скважин с пластовым и забойным давлениями. Установив на основе гидродинамических ис­следований фактическую зависимость дебитов от перепадов давлений (депрессии), можно определить ряд параметров, характеризующих пласт и скважину. Применяют три основных метода гидродинамических ис­следований: изучение процесса восстановления пла­стового давления, метод установившихся отборов жидкости из скважин, изучение взаимодействия (интенференции) скважин. Интерпретация ГДИ позволяет оценить фильтрационные характеристики пластов (продуктивность, пьезопроводность, проницаемость и др.), в том числе раздельно для призабойной (ПЗП) и удаленной (УЗП) зон пласта. Различают ГДИ на установившихся режимах фильтрации – метод снятия индикаторной диаграммы (ИД) и на неустановившихся режимах – методы кривой восстановления давления (КВД), кривой падения давления (КПД), кривой восстановления уровня (КВУ) или кривой притока (КП). Каждый цикл испытания пласта с вызовом притока пластовой жидкости состоит из периода с регистрацией кривой притока (КП) и периода с регистрацией кривой восстановления давления (КВД). Для определения начального пластового давления используют КВД после кратковременного притока (первый цикл), для отбора представительной пробы пластового флюида, оценки продуктивности и гидропроводности УЗП требуется большая продолжительность притока (второй цикл). Метод кривой восстановления давления применяется для скважин, фонтанирующих с высокими и устойчивыми дебитами. Исследование методом КВД заключается в регистрации давления после прекращения отбора жидкости в остановленной скважине, которая была закрыта путем герметизации устья после кратковременной работы с известным дебитом или после установившегося отбора. Продолжительность исследования добывающей скважины методом КВД может составлять от нескольких десятков часов до нескольких недель, благодаря чему радиус исследования охватывает значительную зону пласта. Метод кривой восстановления уровня применяется для скважин с низкими пластовыми давлениями (с низкими статическими уровнями), то есть нефонтанирующих или неустойчиво фонтанирующих. Вызов притока в таких скважинах осуществляется путем снижения уровня жидкости в стволе скважины методом компрессирования или свабирования. КВУ проводится в остановленной скважине с открытым устьем. Из пласта продолжается затухающий со временем приток, сопровождающийся подъемом уровня жидкости в стволе скважины. Производится регистрация изменения глубины динамического уровня жидкости во времени. Подъем уровня жидкости в скважине сопровождается увеличением давления на ее забое. Кривую изменения давления в этом случае называют кривой притока (КП). После полного прекращения притока и восстановления давления выполняют замер статического уровня и пластового давления. Обработка КВУ позволяет рассчитать пластовое давление, дебит жидкости и коэффициент продуктивности. При совместной регистрации глубины уровня жидкости и давления глубинным манометром можно получить оценку средней плотности жидкости. Рис.2. Индикаторная диаграмма. Пласт Мл. Мало-Усинское месторождение нефти, скважина №32 (Пермский край) Метод снятия индикаторной диаграммы применяется с целью определения оптимального способа эксплуатации скважины, изучения влияния режима работы скважины на величину дебита. Индикаторные диаграммы строятся по данным установившихся отборов и представляют собой зависимость дебита q от забойного давления Рзаб или депрессии на пласт ΔР (рис.2). Депрессией называют разность пластового и забойного давлений: ΔР = Рпл–Рзаб Метод установившихся отборов применим для скважин с высокими устойчивыми дебитами и предусматривает проведение замеров на 3-5 установившихся режимах работы скважины на штуцерах с различными диаметрами. При каждом режиме измеряют забойное давление, дебиты жидкой и газообразной фаз, обводненность и др. Основными определяемыми параметрами являются пластовое давление и коэффициент продуктивности, который рассчитывается по формуле Кпрод = q / ΔР Пример построения индикаторной диаграммы приведен на рис.2. Пласт Мл исследован при фонтанном притоке нефти дважды – до и после дострела пласта Мл2. В том и другом случаях скважина исследована на трех режимах. По результатам исследований отмечается увеличение фильтрационных параметров после дострела пласта Мл2 (рис.2); коэффициент продуктивности скважины Кпрод увеличился с 8,7 (т/сут)/МПа (пласт Мл1) до 13,2 (т/сут)/МПа (пласты Мл1+ Мл2). Для более полной оценки фильтрационных характеристик пласта необходимо комплексирование метода ИД с методом КВД в остановленной скважине. При сравнении оценок проницаемости по методам ИД и КВД судят о кольматации околоскважинной зоны пласта (наличии скин-фактора). Гидропрослушивание осуществляется с целью изучения параметров пласта (пьезопроводность, гидропроводность), выявления зон выклинивания, тектонических нарушений и т.п. Сущность метода заключается в наблюдении за изменением уровня или давления в реагирующих скважинах, обусловленными изменением отбора жидкости в соседних возмущающих скважинах. Фиксируя начало прекращения или изменения отбора жидкости в возмущающей скважине и начало изменения давления в реагирующей скважине, по времени пробега волны давления от одной скважины до другой можно судить о свойствах пласта в межскважинном пространстве.

Похожие:

	В. А. Мордвинов разработка и эксплуатация Учебно-методическое пособие предназначено для студентов очной и заочной форм обучения (специальность 130503 рнгм) и слушателей, обучающихся...		Методические указания для выполнения самостоятельных работ По учебной дисциплине Методические указания и задания для студентов по выполнению самостоятельных работ по дисциплине «Бурение нефтяных и газовых скважин»для...
	Утвержден Общая характеристика специальности 0906 Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений		Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Рабочая программа предназначена для изучения информатики и икт по специальности 131018 Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых...
	Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Специальность по фгос спо 131018 Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений		Методические указания по прохождению первой учебной практики для... Одним из важных этапов в подготовке специалистов специальности 090800 «Бурение нефтяных и газовых скважин» является учебная практика...
	Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников... Бурение нефтяных и газовых скважин" (регистрационный номер 12-0907-Б), утвержденными 16. 05. 2002, ис примерной программой дисциплины...		Учебно-методическое пособие (для специальности рэнгм) Ижевск 2005 Целью изучения дисциплины является образование базы знаний о движении жидкостей, газов и их смесей в пористых горных породах, то...
	Учебное пособие для студентов специальности 271200 «Технология продуктов... Учебное пособие предназначено для студентов вузов, аспирантов и преподавателей, может быть полезно практическим работникам		Учебное пособие предназначено для студентов очного, заочного и вечернего... Учебное пособие предназначено для студентов очного, заочного и вечернего обучения специальности 200101 «Приборостроение» при изучении...
	Методические указания для выполнения самостоятельных работ По Профессиональному модулю пм 01 «Проведение буровых работ в соответствии с технологическим регламентом» мдк 01. 01 «Технология бурения нефтяных и газовых скважин»для...		Учебное пособие Москва 2014 министерство образования и науки российской федерации Учебное пособие предназначено для студентов и преподавателей исторических факультетов, обучающихся по специальности «История», а...
	Лезина О. В., Федоров И. В. Управление знаниями в организации: Учебное... Учебное пособие предназначено для студентов, магистрантов, аспирантов и преподавателей высших учебных заведений, а также практиков,...		Рабочая программа учебной дисциплины история развития бурения нефтяных и газовых скважин Ос спгги) для направления подготовки: 131000 «Нефтегазовое дело» по профилю «Бурение нефтяных и газовых скважин» первого уровня высшего...
	Психология Учебное пособие Учебное пособие предназначено для студентов заочного отделения и обучающихся в сокращенные сроки		Имени И. М. Губкина Направление подготовки бакалавра 130500 «Нефтегазовое дело» (факультет разработки нефтяных и газовых месторождений)