CC BY
19УДК 552.578.2:550.34.06.013.22
А.В. Лобусев, д.г-м.н., профессор; М.А. Лобусев, к.т.н., доцент, кафедра промысловой геологии нефти и газа, РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина; И.М. Бакиров, к.т.н., заместитель директора по научной работе в области геологии нефтяных месторождений и развития информационных технологий;
Л.Н. Салахова, ведущий инженер, e-mail: [email protected], институт «ТатНИПИнефть»
ОАО «Татнефть» им. В.Д. Шашина
ОСОБЕННОСТИ АНАЛИЗА ВЫРАБОТКИ ЗАПАСОВ ИЗ ПЛАСТОВ НИЖНЕКАМЕННОУГОЛЬНЫХ ЗАЛЕЖЕЙ НЕФТИ
Проведен дифференцированный анализ заводнения коллекторов и выработки запасов нефти из пластов бобриковских и турнейских залежей на основе уточненной геолого-промысловой модели.
Терригенные отложения нижнекаменноугольной системы являются вторым по запасам эксплуатационным объектом после девонских на Ромашкинском месторождении и одним из основных объектов разработки на остальных средних и мелких по величине запасов месторождениях Татарстана. По мере истощения запасов девонских залежей и освоения залежей в терриген-ной нижнекаменноугольной толще доля последних в добыче нефти постоянно возрастала и в настоящее время приближается к 30%.
В отличие от высокопродуктивных девонских залежей нижнекаменноугольные характеризуются иными условиями залегания, более сложным структурно-геологическим строением, обусловленным наличием эрозионных врезов, высокой степенью неоднородности продуктивных пластов, повышенной вязкостью нефти. Это выдвигает новые, повышенные требования к проектированию системы разработки таких залежей, так как традиционные подходы не всегда оказываются достаточно эффективными для весьма сложных геологических условий залегания углеводородов в недрах. Промышленная нефтеносность Со-колкинского месторождения связана с терригенными коллекторами нижнекаменноугольной и верхнедевонской систем, карбонатными коллекторами среднекаменноугольной и нижнекаменноугольной систем. Основные
запасы нефти на месторождении сосредоточены в терригенных отложениях бобриковского горизонта и карбонатах турнейского яруса (рис. 1), которые представляют собой единый промышленно-нефтеносный этаж.
В общем объеме имеющейся информации ведущую роль занимают данные ГИС, представляющие геолого-физические свойства этих смежных типов пород, слагающих разрез, и их взаиморасположение. Отличительной особенностью кактерригенных, так и карбонатных продуктивных пластов является литологическая изменчивость по площади и высокая неоднородность по разрезу. Геолого-промысловая характеристика рассматриваемых нижнекаменноугольных залежей Нератовского поднятия Со-колкинского месторождения приведена в таблице 1.
Анализ состояния заводнения коллекторов и выработки запасов продуктивных отложений на рассматриваемой территории месторождения проведен на основе уточненной геолого-промысловой модели [1], с использованием всей накопленной геолого-промысловой и промыслово-геофизической информации по скважинам [2].
В результате проведенного анализа заводнение коллекторов было установлено в пределах площади месторождения в терригенных отложениях бобриковского горизонта и в карбонатных отложениях турнейского яруса. На картах разрабатываемых объектов были выделены заводненные зоны и зоны частичного заводнения закачиваемой и пластовой водой. Причем большинство случаев заводнения связано с поступлением в скважину закачиваемой
Рис. 1. Распределение начальных извлекаемых запасов Соколкинского месторождения
Таблица 1. Характеристика нижнекаменноугольных залежей Соколкинского месторождения
Параметры Залежи терригенных коллекторов Залежи карбонатных коллекторов
Бобриковские пласты Врезовые пласты Кизеловско-черепетский Упино-малевский
Средняя глубина залегания, м 11б8,б 1174,4 1181 1204
Общая нефтенасыщ. толщина, м 5,2 10,2 27 17,8
Эффектив. нефтенасыщ. толщина,м 2 4,1 8,8 8,3
Коэффициент песчанистости, д. ед. 0,443 0,45 0,429* 0,587*
Расчлененность 1,8 2,1 5,073 3,927
Абсолютная отметка ВНК, м -927,1 -933,2 -933,2
Пористость, д. ед. 0,18б 0,21 0,123
Проницаемость, мкм2 0,417 0,4б 0,09
Нефтенасыщенность, д. ед. 0,73 0,833 0,783
Коэффициент вытеснения, д. ед. 0,55б 0,5б 0,435
Давление насыщения, МПа 2,92 2,4
Вязкость динамическая, мПа*с 41,2 24,8
Газосодержание, м3/т 14,42 12,75
Плотность пластовой нефти, кг/м3 8б3 854
0,429*- доля проницаемых прослоев в карбонатном массиве
воды, а процессы заводнения пластов проявляются с различной интенсивностью.
Соколкинское месторождение разрабатывается в условиях упруговодонапорного режима. В промышленной разработке находятся залежи нефти
среднекаменноугольнои, нижнекаменноугольной и верхнедевонской систем. Залежи турнейского яруса разрабатываются с 1980 г., бобриковского и тульского горизонтов - с 1982 г. Поддержание пластового давления ведется через 13 скважин по турнейскому ярусу и 9 скважин по бобриковскому горизонту (рис. 2). Достаточно высокий уровень добычи нефти в размере 246,7 тыс. т
годы отмечалось снижение годового объема добычи, в 1999 г. достигнуто
За 2007 г. добыто 300,1 тыс. т нефти, что на данном этапе является максимальным показателем добычи по месторождению.
Залежи карбонатов турнейского яруса являются основным объектом разработки месторождения, т.к. в них сосредоточена большая часть запасов
влекаемых). В активной разработке находятся 85% разбуренных запасов. В составе турнейского яруса работают два объекта - кизеловско-черепетский и упино-малевский. Система поддержания пластового давления на турнейский объект разработки была организована
(+) о5и
4001«
1600 6400 14400 25500 м/суг
Рис. 2. Нератовское поднятие Соколкинского месторождения. Карта текущего состояния разработки продуктивных пластов бобриковского горизонта по состоянию на 01.01.2012 г.
разработка месторождении
По состоянию на 01.01.2012 г. залежь кизеловско-черепетского горизонта эксплуатируется 47 добывающими и 8 нагнетательными скважинами. По результатам анализа работы скважин, динамики обводненности по годам, химических анализов воды в добываемой продукции и проведенным исследованиям в скважинах были выделены зоны частичного заводнения пластовой водой на севере, западе, юго-западе и юго-востоке залежи. Все заводненные скважины работают с дебитами 1,0-12,7 т/сут. и обводненностью 7,1-99,2%. Средний дебит по залежи составил 4,1 т/сут.
При анализе заводнения по нагнетательным скважинам были проведены расчеты с целью выявления объема, занимаемого закачиваемой водой и положения фронта заводнения. Это особенно важно для участков, где закачиваемая вода (ввиду малого объема закачки) еще не достигла ближайших добывающих скважин. Для расчета положения фронта закачиваемой воды по продуктивным отложениям место-
л 2834 -Номер скважины
3,8 Плотность остаточных геологических запасов (тыс.т/га)
Шкала распределения остаточных геологических запасов нефти
рождения была использована формула (1):
ь = ^/ик„гпкп ,
(1)
где Ь - сторона квадрата, м;
Z - объем воды, закачанной в пласт, м3;
Ь| - толщина пласта-коллектора, м;
Кп - коэффициент пористости, доли ед.;
Кисп - коэффициент использования пор, который рассчитывается по формуле (2):
К = К К
^исп ^н ^в'
(2)
где Кн - коэффициент нефтенасыщен-нос ти;
Кв - коэффициент вытеснения. Эксплуатация упино-малевского объекта ведется 40 добывающими и одной нагнетательной (№10543) скважинами. Преобладающим на залежи является частичное заводнение пластовой водой. Средний дебит нефти по упино-малевскому объекту разработки составляет 5,4 т/сут.
По состоянию на 01.01.2012 г. из пластов турнейского яруса Нератовского поднятия отобрано 2521 тыс. т нефти, что составило 93% от начальных извлекаемых
запасов нефти. Текущий КИН равен 0,24. Обводненность добываемой продукции по отложениям упино-малевского горизонта составила 44,9%, по отложениям кизеловско-черепетского горизонта -14,2%, в целом по турнейскому ярусу
- 26,7%. Годовой темп отбора нефти составил 4,6%.
На месторождении пласты бобриков-ского горизонта активно разрабатываются на залежи Нератовского поднятия. Пласты заводняются пластовой водой за счет продвижения внешнего контура нефтеносности, а закачиваемой водой
- под воздействием работы нагнетательных скважин.
Залежь бобриковского горизонта эксплуатируется 23 добывающими и 9 нагнетательными скважинами. Пласт С1ЬЫ3 проперфорирован в 15 добывающих и 8 нагнетательных скважинах, пласт С1ЬЬ12
- в 5 добывающих и 2 нагнетательных скважинах, пласт С1ЬЬ11 - в одной добывающей и 3 нагнетательных скважинах, пласт С1ЬЬ0 - в 10 добывающих и одной нагнетательной скважинах. Бобриков-ские пласты-коллекторы частично заводнены пластовой водой на северной и западной частях залежи. Во всех этих скважинах перфорирован пласт С1ЬЬ13, обводненность продукции скважин составляет 42-66%, удельный вес воды по результатам химических анализов, проведенных в этих скважинах, равен 1,16 г/см3. Бобриковские пласты-коллекторы заводняются закачиваемой водой в центральной, северной и восточной частях
Рис. 3. Нератовское поднятие Соколкинского месторождения. Карта остаточных геологических запасов продуктивных пластов бобриковского горизонта по состоянию на 01.01.2012 г.
залежи, пластовой водой - в северной и восточной частях залежи. Наиболее активно идет выработка запасов в центральной и северной частях залежи, где заводнение закачиваемой водой происходит за счет работы нагнетательных скважин.
Примечательно, что во всех добывающих скважинах восточной части залежи отсутствует безводный период эксплуатации, за исключением скв. № 785, в которой безводный период составил 10 месяцев. По результатам исследований за техническим состоянием колонны, затрубная циркуляция в скважинах отсутствует.
В пределах бобриковской залежи полное заводнение закачиваемой водой отмечено в 7 скважинах (6%),частичное заводнение закачиваемой водой - в 46 скважинах (37%), частичное заводнение пластовой водой - в 23 скважинах (19%), 47 скважин (38%) находятся в
незаводненных зонах. В заводненной части коэффициент охвата составляет 1,0. В пределах заводняемой зоны по пластам бобриковского горизонта величина коэффициента охвата была рассчитана по данным 83 скважин, в результате чего было установлено, что она изменяется от 0,2 до 0,99 при среднем значении, равном 0,56.
На рисунке 3 представлена карта остаточных геологических запасов продуктивных пластов бобриковского горизонта.
В целом по залежи скважины работают с дебитами нефти 0,2-8,0 т/сут., средняя величина дебита составляет 3,5 т/ сут., средняя обводненность продукции скважин - 37%. Начальный безводный период работы большинства скважин составил 1-3 месяца.
Более 30% геологических запасов бобриковского горизонта сосредоточено во врезовых пластах С1ЬЬ0. Поэтому целесообразно выделение этого объекта из состава бобриковского горизонта и самостоятельное его рассмотрение (рис. 4). Из 37 скважин, вскрывших врезы на Не-ратовском поднятии, в 16 проперфори-рованы продуктивные врезовые пласты С1ЬЬ0 (скв. №10549 - водоносная, на-
гнетательная), что составляет 44,5% от общего количества скважин, вскрывших врезы с пластами-коллекторами. Из них 10 скважин - добывающие (ШГН), одна
- нагнетательная, две - пьезометрические, две находятся в консервации, одна ликвидирована.
Врезовые пласты-коллекторы заводняются пластовой и закачиваемой водой в северной, западной и центральной частях залежи. Частичное заводнение пластовой водой зафиксировано в скважинах № 10500, 10503, 10511, 10522 - на севере, № 10600, 2826, 2827, 2834 - в центре залежи, процесс заводнения идет за счет напора краевых вод из законтурной области. На всем месторождении в одной нагнетательной скважине № 10549 перфорирован пласт С1ЬЬ0 (водоносный), который коррелируется с пластом этой серии в соседних скважинах № 702 и 10547. В этой части врезовой залежи отмечается частичное заводнение закачиваемой водой. В скважинах № 2819, 2740, 2741 также зафиксировано частичное заводнение закачиваемой водой. В пределах заводняемой зоны по пластам врезового комплекса величина коэффициента охвата была рассчитана по данным 15 скважин, в результате чего было установлено, что она изменяется от 0,3 до 0,76 при среднем значении, равном 0,51.
Условные обозначения;
номер скважины
. 2732
1.8 эффективная нефтенасыщ. толщина, м — ■ внешний контур нефтеносности
------ — внутренний контур нефтеносности
-1—|—1— зоны замещения врезовых коллекторов I-
-1—1—1— зоны замещения бобриков. коллекторов |"
— зоны развития эрозионных врезов (Добывающая скважина
~\/Ож *2 = lMM.pt О 0.5.1 2 3
6 25 100 225 400 т/сут
Нагнетательная скважина
~І<Хивс*0,25-1 MM.pt
о ш г—з-
шуса
400 1600 6400 14400 25500 м/сут
Рис. 4. Нератовское поднятие Соколкинского месторождения. Карта текущего состояния разработки пластов врезового комплекса ^ЬЬ0 по состоянию на 01.01.2012 г.
На рисунке 5 представлена карта остаточных геологических запасов продуктивных пластов врезового комплекса С1ЬЬ0.
Хорошо дренируется восточная часть бобриковской залежи, причем здесь наряду со врезовыми залежами активно разрабатывается продуктивный бобриковско-радаевский комплекс. Западная часть залежи разрабатывается эксплуатационными скважинами, расположенными только во врезовых зонах. Так, скв. № 10500, 10600 и 2834 частично заводнены пластовой водой за счет ее подтягивания из законтурной области. Продолжение зоны частичного заводнения пластовой водой зафиксировано в скважинах №10503, 10511, 10522. В результате комплексного анализа работы скважин и детальной корреляции пластов по этим скважинам, проведенными автором, сделан вывод о влиянии скв. №10510 на скв. № 10511 и 10522. Скважина №10510 эксплуатирует кизеловско-черепетские отложения,
причем работает с высокой степенью обводненности (88,7%), перфорирована кровельная часть (5,0 м) кизеловского горизонта. Вода в скважину поступает из законтурной области. В скважинах №10511, 10522, 10503 перфорированные пласты С1ЬЬ0 расположены также в кровельной части врезового комплекса и хорошо коррелируются между собой.
Скважины №10583 и 10592, расположенные во врезе центральной части залежи, эксплуатируют пласт С1ЬЬ0 способом ОРЭ (второй объект эксплуатации - упино-малевский горизонт).
Скважины работают с дебитами жидкости 6,58-8,25 т/сут., обводненность продукции составляет 5-8%. Также высокопродуктивной является скв.
№2819, расположенная в западной части залежи, ее дебит нефти равен 6,7 т/ сут., дебит жидкости - 8,6 т/сут., обводненность - 22%. В ней перфорированы три пропластка серии С1ЬЬ0 с высокими коллекторскими свойствами.
Таким образом, для пластов бобриковско-радаевского горизонта характерен площадной процесс заводнения, тогда как на залежах врезовых пластов С1ЬЬ0 он протекает по-разному:заводнение
Условные обозначения:
т 2834 -Номер скважины
3,8 Плотность остаточных геологических запасов (тыс.т/га)
Шкала распределения остаточных геологических запасов нефти
может происходить по терригенному пласту во врезовом теле канала, при активной эксплуатации турнейского яруса заводнение пластов С1ЬЬ0 возможно из смежных карбонатных пород кизеловско-черепетского горизонта.
В целом по врезовой части залежи пласта С1ЬЬ0 скважины работают с дебитами нефти 1,0-7,83 т/сут., средний равен 3,8 т/сут., дебиты жидкости - 1,5-9,23 т/сут., средний равен 6,2 т/сут., средняя обводненность равна 36,4%. Скважины, эксплутирующие пласты бобриковско-радаевского комплекса, работают с дебитами нефти 0,3-6,0 т/сут., средний равен 2,6 т/сут., дебиты жидкости
- 1,57-26,37 т/сут., средний равен 7 т/ сут., средняя обводненность - 37,6%. По врезовым скважинам дебиты нефти выше, чем по неврезовым.
На рисунке 6 представлено изменение текущего пластового давления объектов разработки Нератовского поднятия по годам.
В целом по бобриковскому объекту Нератовского поднятия, включая врезовые пласты, за весь период разработки ото-
Рис. 5. Нератовское поднятие Соколкинского месторождения. Карта остаточных геологических запасов продуктивных пластов врезового комплекса С}ЬЬ0 по состоянию на 01.01.2012 г.
тания на залежах турнейского яруса и бобриковского горизонта заводнение коллекторов происходит преимущественно закачиваемой водой.
2. Наибольшее количество нефти по месторождению отобрано из отложений турнейского яруса и бобриковского горизонта - 67,9% и 14% от общего количества отобранной нефти.
3. Средняя величина охвата коллекторов по толщине в частично заводненной зоне Соколкинского месторождения по пластам бобриковско-радаевского горизонта равна 0,56, по пластам врезового комплекса - 0,51.
4. На залежах, осложненных эрозионными врезами, анализ заводнения и выработки коллекторов рекомендуется рассматривать дифференцированно по пластам бобриковско-радаевского горизонта и врезового комплекса.
5. Результаты анализа заводнения и выработки запасов нефти по пластам дают в целом достаточно реальную картину состояния разработки пластов рассмотренных залежей и позволяют более целенаправленно проводить выбор мероприятий по интенсификации и совершенствованию разработки месторождений.
Таблица 2. Состояние выработки запасов нефти по объектам разработки Нератовского поднятия Соколкинского месторождения
Горизонт, ярус Пла- сты Начальные запасы Утверж-денныи КИН, доли ед. Отобрано нефти на 1.01.2012 г., тыс. т. Текущ. КИН, доли ед. % от НИЗ Остаточные запасы
геологич. тыс. т. извлек. тыс. т. % геологич. тыс. т. извлек. тыс. т. %
Бобриковский С,ЬЬ2 154 55 б 49,015 0,318 89 105 б 5
C1bb13 1337 480 52 410,203 0,307 8б 92б б9 52
С,ЬЬ12 244 88 9 0,359 85,323 0,35 97 159 3 2
С1ЬЬ11 31 11 1 11,309 0,3б 91 21 1 1
С1ЬЬ0 835 300 32 24б,707 0,295 82 588 53 40
Итого по горизонту 2б01 934 100 0,359 802,557 0,308 8б 1799 132 100
Турнейский 10458 2719 - 0,2б 2521 0,24 93 7937 198 -
Итого по поднятию 13059 3б53 3323,557 0,255 91 973б 330
Литература:
1. Лобусев А.В., Лобусев М.А., Чупикова И.З., Бакиров И.М., Салахова Л.Н. Совершенствование геолого-промыслового моделирования сложнопостроенных нижнекаменноугольных залежей нефти Татарстана / Территория НЕФТЕГАЗ. - 2011, № 8. - С. 34-39.
2. Лобусев А.В., Чоловский И.П. Нефтегазопромысловая геология и гидрогеология/ РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина; кафедра промысловой геологии нефти и газа. - М., 2008. - 153 с.
Ключевые слова: нефтеносность, залежь нефти, геолого-промысловая характеристика, заводнение коллекторов, выработка запасов, период разработки, коэффициент охвата по толщине.
Рис. 6. Динамика текущего пластового давления в продуктивных горизонтах Нератовского поднятия
брано 802,6 тыс. т нефти, что составило 86% от начальных извлекаемых запасов нефти. Текущий КИН равен 0,308. Состояние выработки запасов нефти по объектам разработки Нератовского поднятия Соколкинского месторождения представлено в таблице 2. Основной отбор нефти по Соколкин-скому месторождению осуществляется из отложений турнейского яруса
- 4083 тыс. т (68%) и бобриковского горизонта - 831 тыс. т (14%). Всего по месторождению отборы нефти составили 6015 тыс. т. На рассматриваемом
Нератовском поднятии из отложений турнейского яруса отобрано 2521 тыс. т (62% от общего отбора турнейской нефти), из отложений бобриковского горизонта - 802 тыс. т (96,5% от общего отбора бобриковской нефти).
ВЫВОДЫ
1. Активная реализация различных модификаций процесса заводнения закачиваемой водой явилась определяющей для всего периода разработки Соколкинского месторождения; в связи с развитием хорошей системы нагне-
