Повышение продуктивности Зай-Каратайской скважины
1. ВВЕДЕНИЕ
О.А.О. «Татнефть» является одним из ведущих предприятий топливно-энергетического комплекса России. Основные виды деятельности - поиск, разведка, бурение скважин и обустройство нефтяных месторождений, добыча, переработка нефти, реализация нефтепродуктов; сервисного обслуживание, выпуск металлопластмассовых труб, автомобильных шин , кабельной и другой продукции.
В настоящее время открытое акционерное общество «Татнефть» одна из ведущих российских нефтяных компаний. По уровню добычи « Татнефть» занимает шестую позицию среди нефтяных компаний России. При нынешних темпах добычи компания - по оценкам независимого аудитора, консалтинговой фирмы «Миллер энд Лентс» - обеспечена запасами на более чем три десятилетия, при этом поиск и разведка новых месторождений продолжается.
«Татнефть» внесла большой вклад в мировую науку и практику. Нефтяники Татарстана впервые в отечественной практике освоили технологию и накопили ценный опыт ускоренного освоения нефтяных ресурсов, добились общепризнанных в нефтяном мире достижений в вопросах интенсификации добычи нефти, увеличения нефтеотдачи пластов, поддержания пластового давления. «Татнефть» всегда была и есть предприятие самых передовых методов разработки нефтяных месторождений.
История нефтяной промышленности Татарстана начинается официально с 1943 года - именно тогда в Шугуровском районе было открытое месторождение нефти промышленного значения. Наступила эпоха массовых месторождений республик.
Июль 1943 года - открыто первое нефтяное месторождение промышленного значения в Шугурове. Скважину№1 (суточный дебит 20 тонн) пробурила бригада мастера Г. Х. Хамидуллина.
1943-1946 гг. - открытие месторождений Аксубаевского, Бавлинского и некоторых других.
1948 год. - открыто Ромашкинское месторождение - одно из крупнейших в мире.
Начало этапа интенсивной разработки - получена нефть из девонских песчаников на скважине№3( суточный дебит 120 тонн.)
За счет третичных методов повышения нефтеотдачи пластов дополнительная добыча нефти составила 4,5 млн. т (при плане 3,4 млн. т) или 131,7% к плану. Добыча нефти за счет гидро-динамических методов повышения нефтеотдачи составила 7 млн. т при задании 6.3 млн. т
Всего за счет применения методов повышения нефтеотдачи пластов получено 11.4 млн. т нефти, что составляет более 40% добычи за 2004 год.
Ежегодно в «Татнефти» внедряется свыше 100 видов нового оборудования и технологий с экономическим эффектом более 140 млн. рублей, 2500 рационализаторских предложений и изобретений с эффектом 82.6 миллионов рублей. Более40% нефти на месторождениях Татарстана добывается за счет внедрения новейших технологии и метеодачи пластов.
Разработанные в ОАО «Татнефть» технологии получили широкое распространение в регионах СНГ. Ими заинтересовались зарубежные нефтяные компании, в том числе - Италии, Ирана, Египта, Китая. Все они имеют ресурсо - сбегающую направленность, экономически выгодны и экологически безопасны.
В связи с изменившимися условиями эксплуатации нефтяных месторождений и естественным падением добываемой нефти в ОАО «Татнефть» ведется планомерная работа по сокращению попутно добываемой воды, вывода из эксплуатации нерентабельных высокообводненных и малодебитных скважин.
Для этих целей разработаны и широко внедряются высокоэффективные технологии и оборудование. Все ремонты скважин сопровождаются тщательной подготовкой, исследованием и подбором подземного оборудования. Принятые меры позволяют поддерживать высокий уровень межремонтного периода скважин, который является одним из самых высоких в нефтяной отрасли России.
2. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
2.1 Характеристика геологического строения эксплуатационного объекта
Стратиграфия и литология.
В геологическом строении Зай-Каратайской площади принимают участие кристаллический фундамент и платформенный чехол. Кристаллический фундамент сложен метаморфическими породами архейской группы.
Осадочный чехол включает отложения девона, карбона, перьми и четвертичной систем. На поверхность обнажаются четвертичные и верхнеказанские отложения. Более древние образования вскрыты многочисленными скважинами.
Общая толшина осадочного чехла около 2000 м. Из них 75% приходится на карбонатные и 25% на терригенные породы.
Девонская система - DВ пределах площади отложения девонской системы трансгрессивно залегают на кристаллическом фундаменте и представлены терригенными отложениями среднего отдела, терригенно-карбонатными верхнего отдела, которые по литологическому составу могут быть подразделены на нижнюю терригенную и верхнюю карбонатную пачки.Средний девон D2В составе среднего девона выделяются отложения эйфельского(D2ef) и живетского (D2gv) ярусов. Относимые к эйфельскому ярусу отложения бийского горизонта (Dbs) являются наиболее древними пaлeoнтологически охарактеризованными образованиями девона Ромашкинского месторождения.Литологически в его составе выделяются две пачки пород: нижняя - базальная гравийно-песчаная (пласт DV) и перекрывающая ее карбонатно-аргиллитовая.Пласт сложен светло серыми и желтовато-светло-серыми разнозернистыми (в основном средне- и крупнозернистыми) кварцевыми песчаниками со значительной примесью гравийного и мелкогалечного материала. Реже встречается прослои мелкозернистых песчаников, алевролитов и аргиллитов с плохой сортировкой обломочного материала.
Для верхней пачки характерно присутствие кристаллических, серых известняков, выделяемых как четкий электрорепер «нижний известняк», с наличием глинистых алевролитов и аргиллитов.
Толщина бийского горизонта в пределах площади изменяется от 0 до 10 м.
В живетском ярусе (D2) выделяется старооскольский надгоризонт (D2st), объединяющий в своем составе воробьевский - D2vb (пласт ДIV), ардатовский - D2ar (пласт ДIII), муллинский - D2ml (пласт ДII) горизонты.
Пласт ДIV представлен светло-серыми или темно-коричневыми нефтенасыщенными песчаниками крупнозернистыми, плохо отсортированными. Редки прослои мелкозернистых глинисто-алевритовых пород,а также зеленовато-серых карбонатных пород с остатками фауны. Отложения горизонта с размывом залегают на породах эйфельского яруса и кристаллического фундамента. Верхняя граница проводится по кровле аргиллитовой пачки над пластом ДIV.
Толщина воробьевского горизонта колеблется от 0 до 19 м.
Пласт ДIII выделен в пределах нижней пачки ардатовского горизонта и слагается глинистыми алевролитами, пятнисто окрашенными, с подчиненными прослоями оолитовых, шамозитово-сидеритовых руд и песчаниками светло-серыми, мелкозернистыми.
Толщина пласта может достигать 10-12 м. В пределах верхней карбонатно-аргиллитовой пачки выделяется хорошо выдержанный по площади электрорепер "средний известняк", который представлен буровато-серыми, темно-серыми, органогенными известняками или перекристаллизованными доломитами.
По кровле залегающих выше глинистых темно-серых пород проводится верхняя граница ардатовского горизонта, общая толщина которого меняется от 18 до 28 м.
Пласт ДII выделяется в пределах нижней алеврито-песчаной пачки в составе муллинского горизонта, который развит на всей территории месторождения. Он сложен темно-серыми песчаными алевролитами и мелкозернистыми серыми песчаниками.
Для верхней пачки характерно присутствие зеленовато-серых и черных тонкослоистых аргиллитов и коричневато-серых глинистых алевролитов с органическими остатками. Верхняя граница муллинского горизонта проводится по кровле глинистой пачки над пластом ДII.
Толщина изменяется от 4 до 25 метров
В разрезе верхнего девона выделяют франский (Д3fr) и фаменский (Д3fm) ярусы, подразделяющиеся на нижний, средний и верхний подъярусы.
К нижнефранскому подъярусу приурочены отложения пашийского (Д3р) и тиманского (Д3t) горизонтов. Пашийский горизонт (в промысловой практике индексируется как Д1) сложен в основном мелкозернистыми песчаниками и крупнозернистыми алевролитами, с переслаиванием аргиллитов и глинистых алевролитов.
Песчаники кварцевые, алевритистые, светло-серые или буровато-серые до темно-коричневых в зависимости от интенсивности нефтенасыщения. Алевролиты серые, песчаные, слоистые, что связано с сортировкой обломочного материала по величине зерен. Для коллекторов песчано-алевритовых пород характерна кварцевая цементация и достаточно однородный гранулометрический состав (средний диаметр зерен мелкозернистых песчаников составляет 0,11-0,15 мм, а крупнозернистых алевролитов 0,1мм).
Толщина горизонта составляет 50 м.(прил.2.)
Залегающие выше по разрезу отложения тиманского горизонта выделяются в интервале, ограниченном регионально выдержанными реперами. В подошве это репер «верхний известняк», представленный пачкой карбонатных пород, сложенных темно-серыми, неравномерно глинистыми мелкозернистыми известняками и доломитами. Выше залегают темно- и зеленовато- серые и шоколадно-коричневые аргиллиты.
В основном в разрезах скважин северных площадей в средней части горизонта прослеживаются песчано-алевритовые отложения пласта Д0, которые представлены серыми алевритистыми песчаниками и серыми, зеленовато-серыми алевролитами, выше которых залегают аргиллиты зеленовато-серые. Кровля горизонта проводится по подошве репера «аяксы», сложенного известняками.
Толщина тиманского горизонта изменяется от 24 до 28 м.
В разрезе среднефранского подъяруса выделяются отложения саргаевского, семилукского и речитского горизонтов.
Отложения саргаевского горизонта (Д3sr) залегают с размывом на нижележащих тиманских образованиях и представлены известняками темно-серыми, мелко- и тонко-зернистыми, в различной степени перекристаллизованными. В верхней части встречаются прослои брекчиевидного известняка.
Толщина горизонта колеблется от 4 до 9 м.
Для отложений семилукского горизонта (Д3sm) характерно наличие темно-серых, битуминозных, органогенно-обломочных, брекчиевидных, окремнелых, участками сильно трещиноватых известняков, с прослоями мергелей и горючих сланцев.
Толщина горизонта изменяется в пределах 40 - 50 м.
Отложения речитского горизонта залегают с размывом на отложениях семилукского горизонта и представлены микро- и разнозернистыми серыми и темно-серыми, перекристаллизованными, прослоями органогенными известняками.
Толщина горизонта изменяется от 35 до 50 м.
В пределах верхнефранского подъяруса (Д3fr) выделяются воронежский (Д3vr), елановский (Д3el), ливинский (Д3lv) горизонты.
Характерным для этих горизонтов является сложение их известняками серыми, темно-серыми, в различной степени глинистыми, участками перекристаллизованными, доломитизированными и кальцитизированными. Для воронежских образований характерно наличие трещиноватых и брекчиевидных прослоев, а для евланово-ливенских органогенных разностей, представленных водорослевыми и фораминиферовыми известняками.
Общая толщина образований подъяруса может достигать 115 м.
Выделенный в составе фаменского яруса нижнефаменский подъярус (Д3fm1) представлен задонским (Д3zd) и елецким (Д3el) горизонтами, отложения которых залегают на размытой поверхности верхнефранского подъяруса. Они сложены серыми известняками микрозернистыми, стилолитизированными, доломитизированными, участками пористыми и кавернозными и доломитами светло-серыми, мелко- и среднезернистыми, иногда с включениями гипса и ангидрита.
Толщина подъяруса может достигать 140 м.
Для отложений среднефаменского подъяруса (Д3fm2) характерно переслаивание светло-серых микрозернистых и реликтово-органогенных, часто сильно перекристаллизованных известняков с редкими тонкими брекчиевидными прослоями доломитов и доломитизированных известняков. Встречаются также прослои пористых, мелко кавернозных, трещиноватых и битуминозных известняков с присутствием сутуростилолитовых швов и горизонтальных трещин. Доломиты буровато-серые, мелко- и разнозернистые, известковистые.
Толщина горизонта изменяется от 51 до 73 м.
Верхнефаменский подъярус (Д3fm3) сложен известняками серыми и светло-серыми, в основном тонкозернистыми, неравномерно доломитизированными, с неровными поверхностями напластования, со стилолитовыми швами, участками отмечается неравномерное нефтенасыщение.
Толщина колеблется в пределах 58-68 м.
Тектоника.
Ромашкинское нефтяное месторождение по поверхности кристаллического фундамента представляет собой асимметричное поднятие широтного простирания с относительно слабым расчленением на возвышенности и углубления различной амплитуды.
Основным структурным элементом, контролирующим распределение нефтяных залежей Ромашкинского месторождения, является Южный купол Татарского свода структура первого порядка. Эта структура четко вырисовывается по поверхности кристаллического фундамента и по всем маркирующим поверхностям девона и карбона.
В юго-западной части месторождения, охватывая территорию Миннибаевской, Зай-Каратаевской, Куакбашской, а также западные части Абдрахмановской и Южно-Ромашкинского площадей, расположена первая терраса.
В этом районе фундамент имеет несколько пониженное положение, а по вышележащим отложениям оно наиболее высокое, поэтому в пределах террасы осадочные отложения имеют наибольшую толщину.
Сама Зай-Каратайская площадь представляет собой широкий почти выположенный склон юго-западного направления. На фоне общего погружения в районе скважин №№ 62, 3553, 595 отмечается небольшой прогиб амплитудой около 5 метров, почти меридионального простирания (прил.1).
В районе скважин № 3549, 3548 изогипсой 1400м оконтурено небольшое поднятие. Наклон слоев незначительный, не превышающий 00701. Западнее скважин №№ 406, 3548, 99 пологое погружение переходит в восточный борт Акташско-Ново-Елховского прогиба с углами наклона до 10501.
Условия залегания пашийских отложений Зай-Каратайской площади отражены на карте, построенной по подошве репера «верхний известняк» - кровля пашийского горизонта (прил.1.).
2.2 Колекторские свойства пластов
Поскольку в настоящее время разработка площади осуществляется с учётом выделенных блоков, то обобщены результаты определения толщин, ёмкостно-фильтрационных свойств, насыщенности, а также оценка изменчивости этих параметров. В целом продуктивные отложения горизонта Д1 по блокам не отличаются, по рассмотренным параметрам, за исключением того, что средняя проницаемость коллекторов второго блока составляет 0,492 мкм2 , а первого и третьего 0,387 и 0,379 мкм2 соответственно. Это, видимо объясняется различным объёмом выработки по представительности групп пород. Следует также отметить увеличение фильтрационных свойств коллекторов сверху вниз. Опять же это связано, видимо, с вышеуказанными причинами. Очевидно, что сравнение тех же параметров между группами коллекторов не имеет смысла. Целесообразнее их рассматривать в пределах групп коллекторов при сравнении пластов между собой.
Так средняя толщина пластов, представлены высокопродуктивными неглинистыми коллекторами изменяется от 2,6 по пласту «б1» до 3,8 м. по пласту «б3».
При этом параметр изменчивости средних величин составляет 0,43-0,53. Средние значения пористости и нефтенасыщенности по пласту отличаются незначительно. Следует акцентрировать внимание на существенном отличии пластов по фильтрационным свойствам. Из приведённых данных видно: проницаемость пласта «г1» составляет 0,666 мкм2, а пласта «б» - 0,939 мкм2, при среднем значении проницаемости этой группы пород равной 0,76 мкм2.
Коллекторские свойства глинистых высокопродуктивных и малопродуктивных пластов более однородные, чем в вышеописанной группе. Абсолютные значения параметров пористости, нефтенасыщенности, а также толщин пластов в пределах групп отличаются в меньшей степени, чем между группами. Группы коллекторов, включая и ранее рассмотренную существенно отличаются по фильтрационным свойствам. В пределах высокоподуктивных коллекторов пласты с глиностью менее 2% в 2 раза выше пластов с глиностью более 2%. Проницаемость малопродуктивных коллекторов в 5 раз меньше глинистых.
Таким образом, проведённое геологическое обоснование показало, что высокопродуктивные неглинистые коллекторы верхней пачки пластов в лучшей степени развиты на втором блоке. Из числа пластов нижней пачки пласт «г2» отличается наибольшей представительностью неглинистых высокопродуктивных коллекторов, которые, например, на первом блоке составляют 92 % площади.
Доля глинистых высокопродуктивных коллекторов незначительная и максимальная величина (7%) прослеживается по пласту «в». Малопродуктивные коллекторы в большей мере присутствуют в третьем блоке.
Продуктивные пласты в рамках выделенных групп мало чем отличаются по коллекторским свойствам, а также по толщине, что позволяет при анализе выработки засов нефти по пласту поставить их в равные условия.
2.3 Физико-химические свойства пластовых флюидов
Физико-химические свойства нефти и газа на Зай-Каратайской площади определялись как по глубинным (пластовым) пробам, так и по пробам, отобранным на поверхности. Отбор и анализ проб нефти на поверхности производились лабораторией подготовки нефти ТатНИПИнефть. Нефть горизонта Д1 Зай-Каратайской площади, как и всего Ромашкинского месторождения в целом, является сернистой (содержание серы 1,24%), высокосмолистой (содержание смол 33,8%) и парафинистой (парафинов 2,8%). Содержание кокса 5,01%, удельный вес нефти на поверхности составляет 0,862 г/см3.
При разгонке нефти были получены следующие фракции: бензин (темпетатура кипения до 2000С) - 26,9%, керосин (температура кипения до 200-300 0С) - 19,5%.Усадка пластовой нефти в среднем составляет 14,67%, газовый фактор - 58,27 м3/т.
На Зай-Каратайской площади были исследованы пластовые воды горизонтов Д0, Д1, Д2, Д3. Поскольку не наблюдается существенного различия в составе вод этих горизонтов, ниже в качестве типовых будут рассмотрены воды горизонта Д1.Величина первой солености находится в пределах 64,34-67,66 %-эквивалентов, а второй в пределах 33,32-35,66 %-эквивалентов.По химической характеристике пластовые воды относятся к Cl-Ca типу.Удельный вес пластовых вод при температуре 200С изменяется от 1,01711 до 1,1934 г/см3. Общая минерализация на 100гр. воды колеблется от 729,06 до 823,11 мг/дм3, РН в большинстве проб воды находится в пределах 6,1-6,3.
