Способ разработки нефтегазового месторождения

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для месторождений с неоднородными по проницаемости продуктивными пластами. Пласт вскрывают скважинами и производят добычу флюида через куст добывающих скважин, на их поверхности устанавливают вибросейсмические источники. Перед вибросейсмическим воздействием проводят измерение микросейсмического фона продуктивного пласта и его спектральный анализ. Затем проводят вибросейсмическое воздействие с перебором частот, определяя доминантные частоты при одновременном ступенчатом с шагом ΔP снижении пластового давления за счет изменения темпов закачки вытесняющего агента и добычи пластового флюида в каждом цикле воздействия. Проведение первого цикла вибросейсмического воздействия осуществляют при исходном значении пластового давления. Каждый последующий - после снижения давления на ΔP . Определяют величины снижения пластового давления, обеспечивающего максимальную реакцию пласта на вибросейсмическое воздействие на доминантной частоте, затем проводят дополнительное вибросейсмическое воздействие при этом пониженном давлении. После этого восстанавливают пластовое давление до значения, обеспечивающего оптимальный режим разработки пласта, и проводят повторное дополнительное вибросейсмическое воздействие на пласт.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно, к способам разработки нефтегазовых месторождений и может быть использовано для месторождений с неоднородными по проницаемости продуктивными пластами.

Известен способ разработки нефтегазовой залежи с трещиноватым коллектором, включающий отбор углеводородов в режиме истощения пластовой энергии с последующей закачкой вытесняющего агента, причем закачку вытесняющего агента осуществляют после снижения пластового давления ниже гидростатического, или давления смешивающего вытеснения до восстановления пластового давления до гидростатического, или давления смешивающего вытеснения и поддерживают его постоянным на этом уровне [1] Последовательное циклическое снижение и повышение пластового давления приводит к созданию искусственных микро- и макротрещин в продуктивных пластах за счет циклического изменения напряженного состояния горных пород, слагающих эти пласты. За счет развития искусственной трещиноватости увеличивается коэффициент проницаемости пласта и подключение к путям фильтрации ранее низкопроницаемых участков, содержащих тупиковые и блокированные поры. В результате увеличивается коэффициент охвата продуктивного пласта вытеснением и, соответственно, повышается коэффициент углеводородоотдачи. Однако при использовании этого способа интенсивность процесса развития трещиноватости в горных породах продуктивного пласта недостаточна, что связано с квазистатическим характером циклического нагружения горных пород при последовательном снижении и повышении пластового давления. Это связано с блочным строением продуктивного пласта, реакцию которого на циклические воздействия можно описать моделью, представляющей собой комбинацию элементов сухого трения и упругих элементов. Указанное строение продуктивного пласта определяет его возможности запасать и отдавать внутреннюю потенциальную энергию, которая зависит от наличного поля макронапряжений и историй предварительного нагружения. Циклическое накопление и высвобождение потенциальной энергии напряженного состояния горных пород продуктивного пласта за счет последовательных процессов его нагружения и разгрузки приводит к развитию новых систем трещин и, вероятно, к упрощению топологии структурных элементов пласта (т. е. уменьшению их связности) за счет прогрессирующего дробления последних и активации трещин более высокого уровня. Заклинивание блоков на трении ведет к отсутствию реакции значительной их части на циклические воздействия квазистатического характера, как это имеет место при последовательном медленном изменении пластового давления в известном способе.

Кроме того, снижение пластового давления ниже гидростатического в известном способе может приводить к образованию зон уплотнения в продуктивном пласте вследствие необратимых деформаций горных пород, это ухудшает углеводородоотдачу.

Известен также способ разработки обводненного нефтяного месторождения, включающий закачку вытесняющего агента через нагнетательные скважины и добычу пластового флюида через добывающие скважины, циклическое вибросейсмическое воздействие с перебором частот на продуктивный пласт от наземных источников колебаний, определение до и после воздействия состава и количества добываемого флюида, выявление доминантных частот пласта по реакции его микросейсмического фона на вибросейсмическое воздействие и выполнение дополнительного вибросейсмического воздействия на доминантной частоте [2] Конечная нефтеотдача пласта связана с утратой подвижности нефти из-за разделения ее капель в массе воды обводненного участка пласта. При вибросейсмическом воздействии на пласт капли нефти смещаются в поровом пространстве коллектора, что может приводить к восстановлению ее подвижности за счет создания струек-кластеров, по которым кратковременно восстанавливается течение нефти.

Вибросейсмическое воздействие на доминантных частотах вызывает резонансные колебания блоков продуктивного пласта, которые начинают двигаться друг относительно друга, тем самым вовлекая в движение и заклиненные ранее блоки, что способствует развитию трещиноватости и выделению внутренней потенциальной энергии пласта в виде вторичного микросейсмического излучения, способствующего усилению процессов формирования струек-кластеров.

Недостатком известного способа является проведение вибросейсмического воздействия на продуктивный пласт в условиях стационарного отбора флюида и закачки вытесняющего агента, т.е. в условиях, когда затруднена регенерация его внутренней потенциальной энергии, выделяемой под влиянием вибросейсмического воздействия. В результате даже при вибровоздействии на пласт подвижки блоков незначительны, выделение внутренней энергии происходит лишь в отдельных элементах пласта, блоки которых сохранились в заклиненном на трении состоянии со времени начала разработки пласта без применения вибровоздействия. В результате развитие трещиноватости и вторичного микросейсмического излучения протекают слабо, увеличение нефтеотдачи продуктивного пласта недостаточно.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является обеспечение сообщаемости пор и трещин по всему объему залежи, восстановление подвижности нефти по струйкам-кластерам и повышение углеводородоотдачи нефтегазовых месторождений за счет увеличения коэффициента проницаемости пласта.

Для этого в способе разработки нефтегазового месторождения, включающем закачку вытесняющего агента через нагнетательные скважины, добычу пластового флюида через добывающие скважины, циклическое вибросейсмическое воздействие с перебором частот на продуктивный пласт от наземных источников колебаний, определение до и после воздействия состава и количества добываемого флюида, выявление доминантных частот пласта по реакции его микросейсмического фона на вибросейсмическое воздействие и выполнение дополнительного вибросейсмического воздействия на доминантной частоте, вибросейсмическое воздействие с перебором частот проводят при одновременном ступенчатом с шагом ΔP снижении пластового давления в каждом цикле путем изменения темпов закачки вытесняющего агента и добычи пластового флюида, затем определяют величину общего снижения пластового давления, обеспечивающего максимальную реакцию пласта на вибросейсмическое воздействие на доминантной частоте, и проводят дополнительное вибросейсмическое воздействие при этом пониженном пластовом давлении, после чего восстанавливают пластовое давление до значения, обеспечивающего оптимальный режим разработки пласта, и проводят повторное дополнительное вибросейсмическое воздействие на пласт.

Вибросейсмическое воздействие с перебором частот при одновременном снижении пластового давления за счет изменения темпов закачки вытесняющего агента и добычи пластового флюида проводится с одновременным изучением реакции микросейсмического фона продуктивного пласта на вибросейсмическое воздействие для определения его доминантной частоты и величины снижения пластового давления, обеспечивающего наилучшее с точки зрения накопления потенциальной энергии продуктивным пластом изменение напряженного состояния горных пород, слагающих этот пласт.

Дополнительное вибросейсмическое воздействие на выявленной доминантной частоте при этом пониженном давлении приводит к обширному движению блоков продуктивного пласта, перестройке его структуры с изменением уровня внутренней потенциальной энергии.

При последующем повышении пластового давления до значения, обеспечивающего оптимальный режим разработки пласта, происходит изменение напряженного состояния горных пород продуктивного пласта, подвижки части блоков его структуры с выделением части накопленной при первом дополнительном вибросейсмическом воздействии внутренней потенциальной энергии, причем большинство блоков не участвует в этом процессе, сохраняясь в заклиненном на трении состоянии.

Повторное дополнительное вибросейсмическое воздействие вызывает резонансные колебания этих блоков, способствующие их подвижкам друг относительно друга, обширную перестройку структуры пласта с выделением основной части внутренней потенциальной энергии, запасенной при первом дополнительном вибросейсмическом воздействии при пониженном значении пластового давления.

Циклический процесс накопления и выделения внутренней потенциальной энергии продуктивного пласта при первом и повторном дополнительных вибросейсмических воздействий сопровождается прогрессирующим дроблением блочных элементов структуры пласта, развитием трещиноватости и усилением вторичного микросейсмического излучения.

В результате улучшается проницаемость продуктивного пласта, повышается равномерность охвата вытеснением неоднородных по проницаемости залежей, усиливается процесс образования струек-кластеров и восстановления движения по ним нефти, повышается углеводородоотдача обрабатываемого участка нефтегазового месторождения.

Пример. Способ опробован на одном месторождении, находящемся на поздней стадии эксплуатации, и осуществляется следующим образом.

В качестве вибрационного наземного источника колебаний использована система из четырех центробежных дебалансных вибраторов, установленных на расстоянии 200 м от ближайшего куста скважин обрабатываемого участка продуктивного пласта. Одна из скважин куста использована для установки на глубине залегания продуктивного пласта скважинного прибора, оснащенного сейсмоприемником и датчиком давления.

Перед вибросейсмическим воздействием проводится измерение микросейсмического фона продуктивного пласта и его спектральный анализ. Затем за счет уменьшения темпов закачки вытесняющего агента в пласт через нагнетательные скважины и увеличения отбора пластового флюида из добывающих скважин в обрабатываемом участке продуктивного пласта устанавливают режим падения пластового давления, значение которого измерялось скважинным прибором. Одновременно проводят сейсмическое воздействие с перебором частот отдельными циклами продолжительностью 30 мин. Первый цикл вибросейсмического воздействия проводят при исходном значении пластового давления, а каждый последующий - после снижения пластового давления ступенями на ΔP = 0,1 MПа. После каждого цикла вибросейсмического воздействия с перебором частот проводят измерение микросейсмического фона продуктивного пласта и его спектральный анализ.

Затем проводят сравнительный анализ спектрограмм микросейсмического фона, полученных до вибросейсмического воздействия, и после каждого цикла вибросейсмического воздействия с перебором частот при различных значениях пластового давления.

По результатам сравнительного анализа спектрограмм микросейсмического фона продуктивного пласта определяют значения его доминантной частоты и пластового давления, при котором реакция микросейсмического фона продуктивного пласта на вибросейсмическое воздействие носит устойчивый максимальный характер.

Установлено, что максимум реакции микросейсмического фона продуктивного пласта на вибросейсмическое воздействие с перебором частот имеет место на доминантной частоте продуктивного пласта при значении пластового давления, пониженном на 0,5 МПа по сравнению с его исходным значением до начала проведения работ.

Затем проводят первое дополнительное вибросейсмическое воздействие всеми четырьмя вибраторами на доминантной частоте продуктивного пласта при этом пониженном значении пластового давления. После чего пластовое давление за счет увеличения закачки вытесняющего агента через нагнетательные скважины и снижения отбора пластового флюида в добывающих скважинах восстанавливают до исходного значения.

Затем проводят повторное дополнительное вибросейсмическое воздействие на доминантной частоте продуктивного пласта. 2 Эффективность проведенных работ оценивают сравнительным анализом среднесуточных значений количества и обводненности пластового флюида, добываемого из скважин обрабатываемого участка до и после реализации способа. 2 0Дополнительная добыча нефти по участку за счет реализации способа составила 5000 т.

Формула изобретения

Способ разработки нефтегазового месторождения, включающий закачку вытесняющего агента через нагнетательные скважины, добычу пластового флюида через добывающие скважины, циклическое вибросейсмическое воздействие с перебором частот на продуктивный пласт от наземных источников колебаний, определение до и после воздействия состава и количества добываемого флюида, выявление доминантных частот пласта по реакции его микросейсмического фона на вибросейсмическое воздействие и выполнение дополнительного вибросейсмического воздействия на доминантной частоте, отличающийся тем, что циклическое вибросейсмическое воздействие с перебором частот проводят при одновременном ступенчатом с шагом снижении пластового давления в каждом цикле путем изменения темпов закачки вытесняющего агента и добычи пластового флюида, затем определяют величину снижения пластового давления, обеспечивающего максимальную реакцию пласта на вибросейсмическое воздействие на доминантной частоте, и проводят дополнительное вибросейсмическое воздействие при этом значении пониженного пластового давления, после чего восстанавливают пластовое давление до значения, обеспечивающего оптимальный режим разработки пласта, и проводят повторное дополнительное вибросейсмическое воздействие на пласт.