Много петролни полета в Русия са разположени на късен стадийразвитие, когато делът на остатъчния нефт се увеличава и структурата на запасите се променя, в находищата остават огромни количества труднодобиваем нефт.
Ако през 70-те години добивът на нефт в страната като цяло се увеличи до 50%, то впоследствие постепенно намаля до 30-40%, а в нефтените ръбове на газовите залежи достига едва 10%.
Следователно съвременното развитие на добивната промишленост до голяма степен е свързано с използването на интензивни технологии за експлоатация на нефтени находища.
При активното разработване на труднодостъпни запаси от нефт въз основа на физични и химични въздействия се увеличава ролята на оперативната информация за количеството и качеството на резервоарните течности.
Въз основа на тази информация се решават задачите за оптимизиране на разработването на находища на нефт и газ, включително стимулиране на производството, прогнозиране и увеличаване на крайния добив на нефт, оценка на ефективността на физичните и химичните ефекти върху резервоара и дънната зона на кладенеца.
Степента на извличане на въглеводороди от находището зависи от свойствата на минералния скелет, флуидите и физикохимичните особености на взаимодействието между тях. Както е известно, нефтът в резервоарни условия не е хомогенна течност.
Следователно различни фракции нефт се филтрират в скалата с различна скорост.
По време на разработването на находище на нефт и газ, пространственото разпределение на неговите физични и химични свойства се променя поради взаимодействието на различни фази на филтрационния поток със скалния скелет.
За да се подобри надеждността на прогнозата за добива на нефт, е необходима оперативна информация за структурата и мобилността на флуидите в резервоара.
Информацията за промяната в пространственото разпределение на реологичните характеристики на маслата (структурна хетерогенност, вискозитет, плътност) ви позволява да контролирате състоянието на разработения депозит и да вземете оптимално управленски решенияс цел увеличаване на текущото и натрупаното производство.
Тази информация дава възможност да се получи технологията за оперативен мониторинг на разработването на нефтени находища, създадена на базата на технологии и методи на ядрено-магнитен резонанс (ЯМР).
Технологични характеристики за различни видовенефтени залежи
Наред със свойствата на резервоара на скалата, добивът на нефт от резервоара се влияе значително от реологичните характеристики на нефта, особено от неговия вискозитет.
Предпоставка за ефективността на ЯМР метода за изследване на нефтени резервоари е уникалната чувствителност на молекулярно ниво към подвижността на флуида на порите, което прави възможно разграничаването между подвижно и вискозно масло.
За разлика от традиционните лабораторни методиизследване на масла, методът на ЯМР позволява да се определи не само общият вискозитет, но и вискозитетът на отделните фази (съставни компоненти) на маслото.
Спектрално разпределение на времената на релаксация, получени чрез NMR изследване на маслена проба.
Спектралните компоненти с дълги времена на релаксация съответстват на масления компонент, който има по-нисък вискозитет (по-висока подвижност или течливост).
Това дава възможност да се оцени допълнителен (към течливостта) показател за подвижността на нефта - подвижността, която има решаващо влияние върху добива на нефт от резервоара.
Подвижността на маслото се оценява чрез реципрочната стойност на вискозитета на компонента с по-висока подвижност, като се отчита неговият дял в общия състав на маслото.
В същото време методът на ЯМР дава възможност да се определят реологичните свойства на нефта дори без извличането му от скалата.
Мониторингът на развитието на нефтените находища в съответствие с разработената технология се извършва според контролните данни на физико-химичните параметри на нефта и водата с помощта на ядрено-магнитни изследвания на взетите проби от течности.
В този случай добитият продукт се използва като източник и носител на обектна информация за състава и свойствата на резервоара и залежните въглеводороди и води.
Методът за структуриране на остатъчното масло по вид и характер на подвижността ни позволява да изследваме разпределението както на силно свързаното остатъчно масло, така и на неговия подвижен компонент.
Получената информация за разпределението на мобилния остатъчен нефт позволява разумен подход при планиране на технологията за извличането му.
В зависимост от вида на нефтеното находище, разработената от NMR технология за оперативен мониторинг на разработването решава проблеми, които имат определени характеристики.
Значителното съдържание на парафин в маслата, разработени чрез наводняване, влошава техния състав и свойства и е от решаващо значение за формирането и развитието на остатъчната нефтена наситеност на обекта, когато той се окислява, става по-тежък и повишава вискозитета си.
В допълнение, в нефтени находища с високо съдържание на парафини, при определени режими на развитие, могат да се създадат предпоставки за възникване и развитие на асфалтено-смоло-парафинови образувания (ARPO).
В същото време адсорбцията на ARPD на повърхността на порестото пространство намалява нефтената пропускливост на формацията, което води до намаляване на продуктивността на кладенеца. За предотвратяване на развитието на негативни процеси, оптимизиране на разработката и увеличаване на крайния нефтен добив на резервоарите се извършва систематично изследване на реологичните характеристики на целевите масла и съдържанието на парафини в тях се определя чрез ЯМР изследвания на извлечен продукт.
Нефтените полета с висок вискозитет (HVN) се считат за обещаваща база за развитието на петролната индустрия през следващите години.
Русия разполага със значителни запаси от експлозиви, които съставляват около 55% от общите запаси.
За увеличаване на добива на нефт в нефтени находища с висок вискозитет най-често се използват термични методи.
При термично въздействие, поради топлината, въведена в резервоара, вътрешната енергия на резервоарната система се променя.
Това води до термично разширение на маслото и намаляване на неговия динамичен вискозитет, което има положителен ефект върху намаляването на остатъчното насищане с масло и увеличаването на добива на масло.
При разработването на тежки нефтени находища чрез термични методи обикновено 75% от разходите са за производство на пара.
Минимизирането на общото съотношение на използваната пара към обема на произведения нефт е един от основните приоритети в подобряването на технологията за производство на тежки въглеводороди.
Оценката на съотношението на съдържанието на мобилни и високовискозни компоненти в резервоарното масло, получено чрез ЯМР изследвания, ви позволява да оптимизирате системата от топлинни ефекти върху резервоара, за да увеличите максимално възможното възстановяване на продукта.
Примери за прилагане на ЯМР технология за наблюдение на развитието на нефтени находища в различни региони на Русия
Обикновено вискозитетът на резервоарните масла се оценява от много ограничен брой взети проби. В този случай се използват прости схеми за разпределение на стойностите на вискозитета върху депозита. В реалната практика стойностите на вискозитета на маслата
имат по-сложно пространствено разпределение.
Проведените систематични ядрено-магнитни изследвания на свойствата на добитите масла от Ван-Еганското находище (Западен Сибир) показаха, че тяхната плътност варира в широки граници (0,843-0,933 g/cm3), а вискозитетът - почти 50 пъти.
При изследване на нефтени проби от пластовете BV8-2, PK12 и A1-2, взети синхронно от различни кладенци на находището, беше разкрита in situ хетерогенност на реологичните характеристики на маслата.
По време на площния мониторинг на добива на добивни кладенци се наблюдава известно задържане на леки и подвижни масла (с плътност 0,843 - 0,856 g/cm3 и вискозитет 4,4 - 8,3 mPa.s) в южната част (втулки № 7 и 10) на находището, докато от кладенци, разположени в централната му част (втулки № 37 - 49), високовискозни (до 215 mPa.s) масла с повишена плътност (до 0,935 g / cm3) се извличат.
Времевият мониторинг на реологичните характеристики на добитите продукти по време на разработката на находището показва, че дори при синхронна едногрупова работа на 2 или повече добивни кладенци има различно качество на добитите въглеводороди.
По този начин, при относително стабилен вискозитет (увеличение по-малко от 6,7%) на нефт, извлечен от кладенец № 1008 (подложка 90) по време на 6-дневна операция, вискозитетът на по-плътния нефт от кладенец № 1010 на същата площадка се промени синхронно с почти 57%.
Информацията, получена в резултат на площен и временен мониторинг на промените в свойствата на резервоарните течности, ви позволява да контролирате състоянието на разработеното находище и да вземете оптимални управленски решения за увеличаване на текущото и натрупаното производство.
В находища с високо съдържание на парафини (Република Коми), за да се контролират рисковете от възникване на ARPD, се използва температурата на насищане на нефта с парафин. Когато температурата на маслото падне до температурата на насищане на маслото с парафин и по-малко, започва процесът на образуване на микрокристали ARPD.
На първия етап от образуването на ARPD центровете на кристализация се зараждат и кристалите растат, на втория етап се отлагат малки кристали върху повърхността на твърдата фаза, а на третия етап по-големите кристали се отлагат върху восъчната повърхност.
В този случай асфалтените изпадат и образуват плътна и трайна утайка, докато смолите само засилват действието на асфалтените.
Анализът на основните причини за формирането на ASPO ни позволява да ги разделим на две групи.
Първият включва тези, които характеризират компонентния състав и физикохимичните свойства на добитите масла и техните промени в процеса на разработване на находището.
Втората включва онези причини, които определят топлинното състояние на резервоарите по време на тяхната експлоатация.
В тази връзка, за да се предотврати развитието на негативни процеси в разработеното находище на нефт и газ, важна роля се отдава на наблюдението на неговото термодинамично състояние и систематичното изследване на реологичните характеристики на нефта.
Фигурата показва пример за карта на мобилността на петрола за един от резервоарите на нефтено находище, която е изградена въз основа на резултатите от ЯМР изследвания на избрани проби от продукта. Разпределението на зони с висока и ниска степен на мобилност - мобилността на добития нефт ни позволява да оценим повече и по-малко благоприятни зони на находища за филтриране на нефт в каналите на порите.
В съответствие с тези характеристики производствените зони и кладенците с повишена и намалена производителност са естествено разпределени върху площта на находището.
Тъй като температурата на насищане на маслото с парафини зависи от съдържанието на парафин в маслото, беше разработена специална техника за извършване на ЯМР изследвания на избрани проби от продукта, което позволява да се определи съдържанието на парафин.
Пример за карта на съдържанието на ARPD в масла, изградена според ЯМР данни от проби от продукти, взети по време на експлоатацията на един от пластовете на нефтения резервоар.
Проведените ЯМР изследвания показват, че температурите на насищане на маслата с парафини съответстват на точките на течливост на маслата.
Това дава възможност да се използват точките на течливост на маслата, определени чрез систематични ЯМР изследвания на продуктови проби, взети от целевите резервоари на разработваното находище, за да се оцени възможната поява на ARPD в тях.
Изследванията на масла от кладенци на различни производствени съоръжения, разположени по определени профили, показват, че те се различават по температури на изливане и топене в широк диапазон (12 - 43 ° C), което показва техния различен състав и съдържание на основните компоненти (парафини, асфалтени, смоли) в супрамолекулни образувания на ASPO.
Проявата на температурен хистерезис върху профилните термограми очевидно се дължи на влиянието на кристалната решетка на парафиновите структури в тези масла, а стойността му се дължи на тяхната структура и моларно тегло.
Сравнението на термограмите на резервоара и маслото дава възможност да се издадат препоръки за поддържане на необходимите стойности на налягането в резервоара и дъното, за да се намалят рисковете от ARPD.
Основните рискове от ASPO са свързани с дънните зони на кладенците, където дънното налягане е по-малко от оптималната стойност.
В тези случаи има интензивно отделяне на газ от нефта, което води до неговото охлаждане и съответно до утаяване на парафин от нефтения разтвор в състава на ARPD. Това води до последващо запушване на порите, както и до намаляване на пропускливостта на резервоара поради отделянето на свободен газ и до увеличаване на ненютоновите свойства на нефта.
Основната цел на използването на ЯМР изследвания на вискозни и високовискозни масла на пермско-карбоновия резервоар (PKZ) в северната част на европейската част е да се увеличи добива на нефт чрез рационално регулиране на геоложки и технически мерки въз основа на данните от системно изследване на произвежданата продукция - мониторинг на текуща информация за състоянието на обектите.
Данните от ЯМР изследванията позволяват да се оцени съотношението на съдържанието на подвижни и високовискозни компоненти в резервоарното масло, което е необходимо за планиране на система от допълнителни въздействия върху резервоара, за да се максимизира възможното възстановяване на продукта.
Систематичният анализ на резултатите от мониторинга на състава и свойствата на извлечените масла от производствени съоръжения (ЕО) показа, че те се характеризират с повишени реологични стойности.
Вискозни масла (около 125 mPa.s) се извличат главно от кладенци на съоръжения, разположени по протежение на профила запад-изток, докато масла с широк диапазон на вискозитет (50-195 mPa.s) се извличат от кладенци, пробити в посока юг-север , включително високовискозните масла се добиват главно в северната част на профила.
Получените резултати от изследванията показаха, че рационалното разработване на северния ЕО на находището по профил Юг-Север е по-трудна задача, което води до диференциран подход към техническите и полеви дейности в различните му участъци.
За да се увеличи целевият добив и коефициентът на нефтен добив, очевидно е по-предпочитано целенасоченото затопляне на дъното на производствените кладенци в южната и централната част на този профил.
В резултат на ареалното очертаване на основните производствени блокове на находището, според реологичните показатели в централната част на северния EO, беше идентифициран перспективен производствен район с относително подвижен нефт, който може да бъде извлечен при оптимално управление на неговото развитие чрез излагане на термична пара.
Въз основа на данните от системните ЯМР изследвания на избрания продукт от добивни кладенци се получава информация не само за оптимизиране на разработването на находището, включително избор на метод на пречистване, но и за наблюдение на ефективността на това пречистване.
Нека разгледаме промените във времето в спектралните характеристики на времената на релаксация на масла, взети в един от добивните кладенци след паротермична обработка (STI).
Получените спектри показват значително увеличение на дела на маслените компоненти с по-висока подвижност след експозиция и тяхното постепенно намаляване с времето.
Опитът от използването на технологията за оперативен мониторинг на разработването на нефтени находища въз основа на ЯМР изследвания показва:
1. Данните от ЯМР изследванията на избраните проби от продукта позволяват да се класифицират находищата по вида на добиваното масло, което дава възможност да се изберат най-оптималните методи за разработка.
2. В резултат на петрофизични ЯМР изследвания се получава информация, необходима за моделиране на разработваните резервоари, включително оценка на остатъчния нефт по вид и характер на подвижността.
3. За разлика от традиционните лабораторни методи, според ЯМР изследванията се определя не само общият вискозитет, но и вискозитетът на отделните фази (съставни компоненти) на маслото, което дава възможност да се оцени допълнителен (към течливостта) показател на мобилност на нефта - мобилност, която има решаващо влияние върху добива на нефт от резервоара.
4. Резултатите от моделирането и систематичните ЯМР изследвания на избрания продукт позволяват да се класифицират нефтените резервоари според тяхната потенциална продуктивност.
5. В полета с високо съдържание на парафини данните от систематично изследване на реологичните характеристики на целевите масла и определянето на концентрацията на парафини, получени чрез ЯМР изследвания на извлечения продукт, позволяват да се предотврати появата и развитието на асфалтеново-смоло-парафинови образувания (ARPD).
6. При провеждане на ЯМР изследвания на нефтени находища с висок вискозитет се получава информация за съотношението на съдържанието на подвижни и високовискозни компоненти в нефта на резервоара, което е необходимо за планиране на система от допълнителни въздействия върху резервоара, за да се максимизиране на възможното възстановяване на продукта.
7. Получената информация за реологичните характеристики на резервоарните въглеводороди, за естеството и интензивността на взаимното влияние на маслата и техните вместителни скали-резервоари ви позволява да изберете най-ефективните технологии за пречистване и оптимални режими на развитие.
8. Мониторингът на експлоатацията на нефтено находище въз основа на постоянни ЯМР изследвания на избрания продукт дава възможност да се оцени ефективността на прилаганата технология за пречистване с цел увеличаване на добива на нефт.
Разработената технология за оперативен мониторинг на разработването на нефтени находища се основава на софтуерно управляван апаратно-методичен комплекс (АМК) за петрофизични ЯМР изследвания на скален и течен материал.
Като част от AMC се използва NMR релаксометър, който е включен в Държавния регистър на измервателните уреди.
Литература
1. Белорай Я.Л., Кононенко И.Я., Чертенков М.В., Чередниченко А.А. Труднодостъпни ресурси и разработване на вискозни петролни залежи. "Нефтена индустрия", № 7, 2005 г
2. Оперативен мониторинг на качеството на вискозни и високовискозни масла и битуми в късен етап от разработването на находището. А.М. Блуменцев, Я.Л. Белорай, И.Я. Кононенко. В материалите на Международната научно-практическа конференция: „Подобрено извличане на нефт на късен етап от разработването на находището и интегрираната разработка на високовискозни масла и битуми“ - Казан: Издателска къща Feng, 2007 г.
3. Михайлов Н.Н., Колчицкая Т.Н. Физико-геоложки проблеми на насищането с остатъчен нефт. М., Наука. 1993 г.
4. Муслимов Р.Х., Мусин М.М., Мусин К.М. Опит в прилагането на термични методи за разработване в нефтените находища на Татарстан. - Казан: Ново знание, 2000. - 226 с.
5. Патент за изобретение № 2386122 Метод и устройство за наблюдение на развитието на нефтени находища. 25 януари 2008 г. Автори: Белорай Я.Л., Кононенко И.Я., Сабанчин В.Д., Чертенков М.В.
6. Блуменцев А.М., Белорай Я.Л., Кононенко И.Я. Приложение на геоинформационни технологии при проучване и разработване на трудноизвличаеми залежи от нефт. Доклад на конференцията "Геология, разработване и експлоатация на нефтени находища с труднодостъпни запаси" (НТО на нефтените и газовите работници на името на академик И. М. Губкин от 18 до 21 февруари 2008 г.)
ОДОБРЯВАМ
Първи заместник-министър
природни ресурси
Руска федерация
V.A.Pak
4 август 2000 г
Изисквания за мониторинг на находища на твърди полезни изкопаеми
Документът определя принципите за организиране и провеждане на мониторинг на находища на твърди полезни изкопаеми, определя неговите цели и задачи и формулира изисквания за състава на информацията.
Изискванията са предназначени за управителните органи на държавния подземен фонд и трябва да се използват при издаване на лицензии за използване на подземни участъци за добив на твърди полезни изкопаеми и осигуряване на поддържането на обектен мониторинг на тези находища.
Изискванията за мониторинг на находища на твърди полезни изкопаеми са разработени от Хидрогеоекологична научно-производствена и проектантска компания "ГИДЕК".
„Изисквания за мониторинг на находища на твърди полезни изкопаеми“, одобрени от Госгортехнадзор на Русия.
1. Основни понятия
В тези изисквания се използват следните основни понятия:
Геоложката среда е част от недрата, в която протичат процеси, които засягат живота на човек и други биологични общности. Геоложката среда включва скали под почвения слой, циркулиращи в тях подпочвени води и физически полета и геоложки процеси, свързани със скалите и подземните води;
Мониторинг на състоянието на земните недра (геоложка среда) - система от редовни наблюдения, събиране, натрупване, обработка и анализ на информация, оценка на състоянието на геоложката среда и прогнозиране на нейните промени под въздействието на природни фактори, използване на недрата. и други антропогенни дейности;
Находище на твърди полезни изкопаеми - естествено натрупване на твърдо минерално вещество, което в количествено и качествено отношение може да бъде обект на промишлено развитие при дадено състояние на техниката и технологията за неговия добив и преработка и при определени икономически условия;
Мониторинг на находища на твърди полезни изкопаеми - мониторинг на състоянието на подпочвения слой (геоложка среда) и други компоненти на околната среда, свързани с него в границите на техногенно въздействие в процеса на геоложко проучване и разработване на тези находища, както и ликвидация и консервация на минни предприятия;
Лицензия за използване на недрата - държавно разрешение, удостоверяващо правото за използване на участък от подземни земи в определени граници в съответствие с определена цел за определен период от време при предварително определени условия;
Компонентите на природната среда са съставните части на екосистемите. Те включват: въздух, повърхностни и подпочвени води, земни недра, почва, флора и фауна.
2.1. Тези изисквания са разработени, като се вземат предвид изискванията на Закона на Руската федерация "За недрата" (изменен с федералните закони от 03.03.95 N 27-FZ, от 10.02.99 N 32-FZ, от 02.01.2000 N 20 -FZ), Законът на Руската федерация „За опазване на околната среда“ от 19 декември 1991 г. N 2061-1, Укази на Министерския съвет - правителството на Руската федерация от 24 ноември 1993 г. N 1229 „За Създаване на единна държавна система за мониторинг на околната среда", Концепции и правила за държавен мониторинг на геоложката среда на Русия, одобрена заповед на Роскомнедра N 117 от 11.07.94 г. и други правни и регулаторни документи.
2.2. Мониторингът на находищата на твърди полезни изкопаеми (SMMPI) е подсистема за мониторинг на състоянието на земните недра (геоложка среда) и представлява обектно ниво на мониторинг.
2.3. Разработването на находища на твърди полезни изкопаеми може да се извършва само въз основа на лиценз за използване на земните недра. Условията на лиценза, съгласувани с властите на Госгортехнадзор на Русия, трябва да определят основните изисквания за наблюдение на находището, чието изпълнение е задължително за притежателите на лицензи.
Провеждането на MMTPI, като обектно ниво на мониторинг на геоложката среда, в съответствие с условията на лицензията за ползване на недра, е отговорност на стопански субекти - притежатели на лицензия за ползване на недра за геоложко проучване на недрата и минен.
2.4. Целта на MMTPI е да предоставя информация на органите за управление на държавния подземен фонд и ползвателите на недра в процеса на геоложко проучване и разработване на находища на полезни изкопаеми.
2.5. За постигането на тази цел в системата MMTPI се решават следните основни задачи:
- оценка на текущото състояние на геоложката среда в находището, включително зоната на значително влияние на нейната експлоатация, както и други компоненти на околната среда, свързани с нея, и съответствието на това състояние с изискванията на нормите, стандарти и условия на лиценза за ползване на недра за геоложко проучване на недрата и добив;
- изготвяне на текущи, оперативни и дългосрочни прогнози за промени в състоянието на геоложката среда в находището и в зоната на значително влияние на неговото развитие;
- икономическа оценка на щетите с определяне на разходите за предотвратяване на отрицателното въздействие на разработването на находището върху околната среда (прилагане на екологични мерки и компенсационни плащания);
- разработване на мерки за рационализиране на методите за добив, предотвратяване на аварии и смекчаване на отрицателните последици от оперативната работа върху скални масиви, подземни води, свързани физически полета, геоложки процеси и други компоненти на природната среда;
- предоставяне на информация на Госгортехнадзор на Русия и други държавни органи за състоянието на геоложката среда в минерално находище и в зоната на значително влияние на неговото развитие, както и компонентите на околната среда, свързани с него;
- предоставяне на данни от MMTPI на териториалните органи за управление на държавния фонд за подземни богатства за включване в системата за държавен мониторинг на състоянието на недрата;
- контрол и оценка на ефективността на мерките за рационален метод за извличане на минерален ресурс, който гарантира, ceteris paribus, пълнотата на извличането му и намаляването на нерационалните загуби.
Конкретни задачи за мониторинг могат да бъдат определени в условията на лицензите за използване на недра и геоложки задания за извършване на работа.
2.6. Разработено находище на полезни изкопаеми и други обекти на икономическа дейност, свързани с неговото развитие, представляват сложна природна и техногенна система, съдържаща като правило редица източници на антропогенно въздействие върху околната (включително геоложка) среда. Това въздействие подлежи на няколко вида мониторинг. Следователно MMTPI, в допълнение към мониторинга на геоложката среда, може да включва мониторинг на повърхностните водни тела, атмосферата, почвите и растителността.
2.7. При създаването и поддържането на MMTPI като подсистема за наблюдение на състоянието на недрата е необходимо да се прави разлика между видовете и източниците на антропогенно въздействие, пряко свързани с откриването и разработването на находище (добив), и източниците на антропогенно въздействие, свързани с инфраструктурата на минно предприятие, свързано с минното дело, включително . със съхранението, транспортирането и преработката на добитите минерали и рудосъдържащи скали, както и заустването и оползотворяването на подземните води, добити при обезводняването на находището.
2.7.1. Към източниците на антропогенно въздействие, свързани с добива на полезни изкопаеми, т.е. директно с ползване на недрата включват:
а) открити (кариери, изкопи, изсечени траншеи) и подземни минни изработки (мини, щолни и др.), разработени кухини, както и технологични кладенци при разработването на находища на твърди минерали по метода на подземно извличане;
б) руднични или кариерни дренажни съоръжения (системи за обезводнителни и дренажни кладенци, подземни минни изработки);
в) съоръжения за изпомпване в недрата на подземни рудници, извлечени при добива на полезни изкопаеми; системи за обезвреждане на руднична вода;
г) филтрационни завеси, свързани с инжектиране на специални разтвори в подпочвата;
д) газо-аерозоли и прахови емисии;
е) съоръжения за инженерна защита на минните изработки от негативното въздействие на опасни геоложки процеси;
ж) автономни водоприемници за подземни води, разположени в района на находището и използвани за добив на подземни води за битови питейни или технически водоснабдяване.
________________
В зависимост от условията на лицензите за ползване на земните недра, такива водовземания могат да бъдат както обект на MMTPI, така и обект на мониторинг на подземните води.
Тези видове източници на антропогенно въздействие засягат предимно състоянието на подпочвения слой (геоложка среда), но могат да доведат и до промени в други компоненти на природната среда (повърхностни води, атмосфера, състояние на растителността, състояние на земната повърхност).
2.7.2. Източниците на антропогенно въздействие върху околната среда (включително геоложката), които не са пряко свързани с процеса на добив на твърди полезни изкопаеми, включват:
а) скални депа, хидравлични депа, складове за полезни изкопаеми, утайки и хвостохранилища на минни и преработвателни предприятия и фабрики, утаители, съоръжения за съхранение на отпадъчни води;
б) канали и тръбопроводи за отклоняване на реки и потоци, промишлени води и дренажи;
в) заустване на дренажни и отпадъчни води в повърхностни водни течения и водоеми;
г) технологични и битови комуникации;
д) мелиоративни обекти;
е) опасни инженерно-геоложки процеси, образувани под въздействието на антропогенна дейност;
ж) съоръжения за инженерна защита на инфраструктурни съоръжения от негативното въздействие на опасни геоложки процеси.
Тези източници на антропогенно въздействие засягат както геоложката среда, главно поради изтичане от водоносни комуникации, така и от хидравлични сметища, утайки и хвостохранилища, от площадки индустриални предприятияи други компоненти на природната среда.
2.8. С оглед на гореизложеното, MMTPI включва:
- редовни наблюдения на елементите на геоложката среда, минни изработки и други структури, както и на отделни компоненти на природната среда в границите на зоната на въздействие върху екосистемите, както на фактическото разработване на минерални запаси, така и на други стопански дейности на минно предприятие (клауза 2.7.1 и 2.7.2); регистриране на наблюдавани показатели и обработка на получената информация;
- създаване и поддържане на информационни фактографски и картографски бази данни, включващи целия набор от ретроспективна и текуща геоложка и технологична информация (и, ако е необходимо, постоянен полеви модел), което позволява да се извършват:
- оценка на пространствените и времеви промени в състоянието на геоложката среда и свързаните с нея компоненти на околната среда въз основа на данните, получени в процеса на мониторинг;
- отчитане на движението на запасите от полезни изкопаеми и загубите при техния добив и преработка;
- отчитане на добитите (разместени) скали;
- прогнозиране на промените в състоянието на минните съоръжения и свързаните с тях компоненти на околната среда под въздействието на минни, дренажни мерки и други антропогенни фактори (т. 2.7.1 и 2.7.2);
- предупреждения за възможни негативни промени в състоянието на геоложката среда и необходимата корекция на технологията за добив на минерални запаси;
- разработване на препоръки за ликвидиране на последствията от извънредни ситуации, свързани с промени в състоянието на геоложката среда.
По този начин MMTPI се извършва както на територията на действителното находище на полезни изкопаеми, така и на създадените от човека минни съоръжения, и в зоната на значително въздействие на използването на недрата върху състоянието на подпочвата и други компоненти на околната среда, промените в които са свързани с промени в геоложката среда под влияние на откриването и разработването на находището на полезни изкопаеми и други стопански дейности на минното предприятие.
2.9. Въз основа на информацията, получена в процеса на MMTPI, се вземат решения за осигуряване на процесите на управление на добива на минерални суровини, оценка на естествените показатели за определяне на размера на компенсационните плащания, осигуряване на условия за пълнота на добива на минерални запаси, предотвратяване на аварии, намаляване на отрицателните последици от оперативната работа върху околната среда, както и контрол върху спазването на изискванията, установени при предоставяне на недра за ползване (изисквания към условията на лицензите за ползване на недра).
3.1. В съответствие с разпоредбите на раздел 2 MMTPI трябва да обхваща както самата зона на минните дейности, така и зоната на значително влияние на развитието на находището и съпътстващите го процеси върху състоянието на подпочвения слой и други компоненти на природния околен свят.
Следователно в общия случай в зоната на MITPI могат да се разграничат 3 зони:
I зона - зоната на директни минни дейности и разполагането на други технологични съоръжения, които влияят върху промяната на състоянието на подпочвения слой в границите на минното отделение;
II зона - зона със значително влияние на развитието на находището върху различни компоненти на геоложката среда;
Зона III - периферна зона, съседна на зоната на значително влияние на развитието на находището (зона за фоново наблюдение).
3.1.1. Границите на минния район (I зона) се определят от природни геоложки и технико-икономически фактори. Във всички случаи за горна граница на находището се приема земната повърхност, а за долна граница - дъното на балансовите запаси на минерала. Обикновено границите на зона I са границите на зоната за разпределение на минното дело.
3.1.2. Размерът на зоната на значително влияние върху развитието на находище на твърди минерали (зона II) се установява от разпределението на местата (райони) на активиране на опасни геоложки процеси под въздействието на минното дело и значително нарушение на хидродинамичния режим и структурата на подземните водни потоци в депресионната фуния.
Според съществуващите идеи зоната на значително техногенно въздействие от инженерно-геоложки характер трябва да се приеме като площ с порядък по-голяма от площта, върху която се извършват производствени дейности по време на разработването на находището. Най-големите размери на териториите, засегнати от разработването на находището, са свързани с развитието на депресионни фунии на подпочвените води по време на мерки за намаляване на водата и отводняване. Те се определят от хидрогеоложките условия и особеностите на системата за отвеждане на подпочвени води, както и от наличието или отсъствието на система за повторно инжектиране на дренажни води. Депресионната фуния се разширява с времето и може да достигне много значителни размери, особено в резервоари под налягане, които имат широко ареално разпространение. В същото време радиусите на зоната на значително влияние, където спадът на нивото е около 10-20% от спада в центъра на депресията, обикновено не надвишава 10-20 km в резервоари под налягане и няколко километра в резервоари без налягане. Тези цифри трябва да се използват като ориентир при определяне на размера на зоната със значително въздействие върху развитието.
При разработване на малки находища с плитки минерали, в затворени хидрогеоложки структури, както и при добив на залежи над нивото на подпочвените води, зоната на значително въздействие може да бъде ограничена до добив и разпределение на земята.
3.1.3. Границите на зона III и нейната площ са взети по такъв начин, че по време на процеса на мониторинг да е възможно да се проследят фоновите промени в състоянието на геоложката среда, да се сравнят с нейните промени в зона II и да се подчертаят тези, които са свързани с развитието на областта и тези, които се определят от други фактори. Следователно площта на зона III трябва да обхваща територии с геоложки и хидрогеоложки условия и ландшафти, развити в зона II.
Възникна грешка
Плащането не е извършено поради техническа грешка, пари в бройот вашия акаунт
не са били отписани. Опитайте да изчакате няколко минути и повторете плащането отново.
14.11.2016
източник: Списание "ПРОнефт"
Иракското поле Бадра се намира в тектонично активния район на подножието на Загрос и се характеризира със сложна геоложка структура с висока променливост на свойствата на карбонатния резервоар. Производствените кладенци отварят до пет продуктивни образувания в интервала на дълбочина от 4400–4850 м. Пропускливостта на образуванията според хидродинамичните изследвания на кладенци (проба на кладенци) варира в рамките на (3-15)⋅10 -3 µm 2, според сърцевина - (1-250)⋅ 10 -3 микрона 2, наситените с масло дебелини достигат 120 m.
Характеристиките на полето наложиха разработването на специална програма за хидродинамични и дебитометрични изследвания на кладенци както на етапа на проучване, за да се съставят надеждни петрофизични и филтрационни модели на резервоара, така и на етапа на експлоатация на находището, за да се оптимизира стимулирането на кладенеца по време на разработването , наблюдение и регулиране на системата за развитие на резервоара.
Продуктивните слоеве на формацията Mauddud като единен обект на развитие на полето Badra се характеризират със значителна хетерогенност по протежение на разреза. Като се има предвид фактът, че е малко вероятно да се получи приток по време на разработване на кладенец без киселинни обработки за повечето слоеве, проектирането на разработването на кладенеца и тестването на кладенеца бяха извършени на интервали, за да се проучат надеждно параметрите на всеки слой, естеството на притока и свойствата на течността. Интервалното разработване и изпитването на проучвателните кладенци бяха извършени с помощта на временно завършване на кладенци (DST) съгласно следната методология:
DST оформление с перфоратори на тръби и автономни термоманометри;
Киселинна перфорация и инжектиране в тестовия обект с помощта на многостепенни киселинни системи и киселинни отклонители (отклонители) за изравняване на профилите на инжекционност;
Почистване на кладенеца от продуктите на реакцията и тестване на различни дюзи, последвано от запис на кривата на възстановяване на налягането (PRC);
Извлечете временното оформление, изолирайте обекта със запушалка и повторете процедурата за горния интервал.
След завършване на изпитването на последната мишена, монтираните циментови дюбели бяха пробити, окончателният комплект за завършване беше спуснат с монтиране на постоянни пакери. Окончателното третиране със солна киселина (HAT) на всички тествани обекти беше извършено, последвано от почистване на кладенеца и записване на дебита, налягането и температурата в сондажа с PLT устройството. Получените данни позволиха да се определят интервалните свойства на резервоара (PRP) на формацията, интервалите на приток по време на съвместна и отделна работа, налягането в резервоара и дъното на отвора за различни режими на работа на кладенеца.
На етапа на проучване на находището през 2010–2014 г. заедно с 3D сеизмични, геофизични проучвания на кладенци (GIS), ядрен и флуиден анализ, беше извършен комплекс от хидродинамични (запис на кладенци) и теренни геофизични (PLT) изследвания на два проучвателни кладенци, в които 3–6 интервала от Mauddud, Rumaila и Мишриф.
Нека разгледаме резултатите от хидродинамичните тестове на примера на един от проучвателните кладенци. Проучването използва технологията за записване на кривата на стабилизиране и възстановяване на дънното налягане с помощта на дълбокомер на DST оформлението. Количествената интерпретация на данните от записите на сензорите за налягане заедно с данните за промените в дебита на кладенеца беше извършена с помощта на софтуерния пакет Saphir от Kappa Engineering. Фигура 1 показва резултатите от сондажа на долния и горния обект на формацията Mauddud.
Резултатите от интерпретацията на данните от сондажа потвърдиха прогнозата за сондажа: пропускливостта на горния обект беше 3,9⋅10 -3 µm 2, проводимостта беше 140⋅10-3 µm 2 ⋅m, скин факторът беше -3,8, докато среден дебит е 830 m 3 / ден при изтегляне 20 MPa, пропускливост на долния обект - 0,8⋅10 -3 µm 2, проводимост 8,5⋅10 -3 µm 2 ⋅m, скин фактор - −4,5, среден дебит - 170 m 3 / ден при депресия от 30 MPa.
Следващият етап от изследването беше съвместен тест на два слоя с многократна хидрокиселинна обработка и PLT комплекс. Получените резултати позволиха да се определят интегралните параметри на многослойната система: средната пропускливост на два слоя - 3,5⋅10 -3 µm 2, проводимост - 160,1⋅10 -3 µm 2 ⋅m, скин фактор - -4,5, поток скорост - 1170 m 3 / ден при депресия от 20 MPa. Високото налягане в резервоара (около 50 MPa) осигурява намаляване на налягането от около 20 MPa, без да се понижава налягането в дъното на дупката под налягането на насищане. Високата скорост на потока показва високото информационно съдържание на стандартните методи за оценка на състава на входящия поток (включително механично измерване на потока). Таблетът с резултатите от интерпретацията на PLT данни е показан на фиг. 2.
Ориз. Фиг. 1. Динамика на дебита и налягането, както и налягането в логаритмични координати a, b - съответно долния и горния резервоар
Измерването на потока и регистрирането на температурата в този пример се допълват взаимно. Над резервоар 2 (виж Фиг. 2) дебитът е толкова висок, че температурният градиент между резервоарите е близо до нула. В тази област термометрията (вижте Фиг. 2, прозорец VI) не е информативна за оценка на дебита, но разходомерът е ефективен (вижте Фиг. 2, прозорци IX-XI). В резервоари 6 и 7 дебитът в сондажа е толкова нисък, че не се записва от разходомера, но може да бъде оценен от резултатите от термометрията. Резултатите от количествената оценка на скоростта на производство чрез набор от методи са представени в прозорци VI и XII на фиг. 2.
Всички междинни слоеве както на разглежданите, така и на други кладенци постигнаха значителни отрицателни стойности на скин-фактора, вариращи от -3,8 до -5,5, което прави възможно постигането на високи коефициенти на продуктивност на кладенеца, въпреки относително ниските параметри на филтриране на резервоарите.
Ефективността на стимулиране на кладенци със състави на солна киселина с агенти за отклоняване на потока се дължи главно на високи налягания (до 52 MPa в устието на кладенеца), близки до налягането на хидравличното разбиване (95–100 MPa), дебит (9–15 bbl/ min) и инжекционен обем от 15% солна киселина.киселини (3,5–5 m 3 / m дебелина). Характерните признаци на киселинно разбиване не са идентифицирани уверено, но такива режими на обработка допринасят за образуването на хетерогенни канали за разтваряне, които навлизат дълбоко във формацията до 150 m.
Ориз. 2. Таблетка с резултати от интерпретация на PLT данни: I - колона за дълбочина; II - отворени заедно слоеве; III - дизайн на кладенеца със схема на движение на флуида по протежение на кладенеца; IV - диаграма на гама метода (GM); V - схема на локатора на съединителя (LM); VI - термометрична диаграма (TG - условна геотермограма; A, B, C - интервали извън работните резервоари, избрани за оценка на дебита въз основа на резултатите от термометрията); VII, VIII - плътността на запълването на сондажа, съответно в работещите и спрените кладенци според барометрията; IX, X - дебит, съответно, в работещите и спрените кладенци според измерването на потока; XI, XII - разпределение на дебитите по обекти по разходомери;
Характеристиките на продуктивните образувания на полето Бадра са голямо нефтено ниво (до 450 m) и влошаване на пропускливостта от центъра на образуването до върха и дъното. В тази връзка първият опит, едновременно с разработването на киселинна обработка на продуктивна формация в кладенец, завършен с отворен отвор с прорезна обшивка, показа неговата ниска ефективност по протежение на участъка. Последващото измерване на дебита в сондажа позволи да се определят причините, както и да се разбере механизмът на проникване на киселина по участъка и дълбочината на резервоара въз основа на симулацията на обработката с киселина в програмата StimPro. Основният недостатък на тази обработка е, че инжектираната киселина реагира само с горната част на образуванието, като не достига до долната част дори при увеличаване на обема му. Въпреки използването на дивертори, киселината навлиза основно само в горната част, в която първо намалява скин факторът. В хода на следващите JDT този опит беше взет под внимание и бяха използвани интервални киселинни бани с помощта на спираловидни тръби, инсталирани главно в долната част на формацията, за да се изравни профилът на абсорбция. Следва пълномащабна многостепенна DIS 15% HCl специфичен обем от 5 m 3 /m перфорация. Този подход позволи да се увеличи производителността на кладенците след разработването. След пускането на кладенеца в експлоатация беше извършено измерване на дебита в сондажа с помощта на инструмента PLT в динамичен и статичен режим за определяне на интервалните характеристики. Резултатите показват подобрение в качеството на обработка и близост до резултатите, получени при селективни операции. В момента три производствени кладенци са обработени по този начин, стойностите на скин фактора за резервоарите са 4,2-4,7, планираните дебити са превишени с 10-15% и са равни на 8-12 хиляди барела на ден .
В опит да се подобрят получените резултати, без да се увеличават разходите и времето за разработка, и да се получи висока степенразвитие на резервите на шева върху различни областина полето Бадра, специалистите анализираха технологиите, налични на иракския пазар за обработка на интервални кладенци, като се използва комплект за завършване на кладенци. Предвижда се използването на двупакерна инсталация за временно изолиране на третирания интервал. Предимството на такава система е, че всеки интервал се третира с киселина, независимо от инжективността на другите интервали и всички интервали могат да бъдат третирани последователно в едно пътуване, което спестява времето на сондажа, използван за работа на двупакерната платформа.
Тъй като първоначалната информация за интервални обработки на продуктивни пластове е получена в проучвателни кладенци и са определени основните продуктивни пластове-интервали, поради високата продължителност и цена на интервалното тестване, продуктивните пластове в производствените кладенци се изследват като един обект след пускането на монтажа за завършване на кладенеца. По този начин за всички нови и ежегодно работещи кладенци се планира набор от изследвания, който включва едновременно извършване на тестване на кладенци и сондажни каротажи в един рейс. В същото време времето за изследване се намалява от 8,5 на 1,5 дни, без да се намалява качеството на изследването. Схемата на проучванията на кладенците е показана на фиг. 3.
Ориз. 3. Резултатите от комплексното изследване на кладенците и PLT в производствените кладенци (PBU - крива на възстановяване на налягането)
Производственият и геофизичният мониторинг както на производствените, така и на проучвателните кладенци ви позволява да направите точна производствена прогноза за всеки кладенец. Полевият и геофизичният контрол на разработването позволява да се контролира енергийното състояние на резервоара, да се открие наличието на смущения в кладенеца, да се оцени динамиката на скин-фактора и др. Такава информация е и основа за избор на оптимални технологични параметри за работа на кладенеца и планиране на геоложки и технически мерки (ГТО).
Тъй като кладенците на находището Бадра се експлоатират по метода на потока, тестването им в различни режими направи възможно коригирането на модела на потока в сондажа на флуида и преизчисляване на наляганията на кладенеца в долни налягания в диапазон от скорости на потока и долни налягания, достатъчни за търговски използване. Повтарящите се проучвания, извършени в кладенци една година след началото на експлоатацията, показаха несъответствие между изчислените и измерените стойности на налягането на дъното на дупката с по-малко от 1,5%.
В кладенците, които бяха пуснати в експлоатация през 2015 г., беше извършен повторен комплекс от тестване на кладенци и PLT, което позволи да се оцени промяната в налягането на резервоара и скин-фактора. Ясна илюстрация на надеждността на прогнозите, базирани на такива подробни проучвания, въпреки наличието на несигурност в свойствата на отдалечените резервоарни зони, може да бъде сравнението на прогнозираното и действителното представяне на кладенци (фиг. 4), пуснати в експлоатация повече от преди година, чиито дросел и режими не са се променили, с изключение на краткосрочни спирания за рутинна поддръжка. Отклонението на дебита и дънното налягане не надвишава ± 3%.
Ориз. 4. Сравнение на прогнозния дебит за 2015 г. с реалния дебит за сондажа. DB5 (a) и DB4 (b) (P10, P50, P90 - сценарии за развитие)
По този начин, въз основа на подробни проучвания, извършени в проучвателни кладенци, беше предложен оптимален набор от полеви, хидродинамични и полеви геофизични изследвания на производствени кладенци на находището Бадра, което заедно с постоянен мониторинг на параметрите на работа на кладенците позволява:
Получаване на надеждни данни за проектиране на геоложки и технически мерки в кладенци;
Извършете оценка на ефективността на първоначалното и повторното киселинно третиране на всеки интервал от резервоара;
Постоянна подкрепа висока ефективностхидродинамичен модел;
Извършете надеждно прогнозиране на показателите за работа на кладенците при планиране на добива на полето, включително оценка на оптималните технологични режими на тяхната работа.
Авторски курсПрофесор, доктор по физика и математика, член-кор RANS, член на SPE, ACS K.M. Федоров, главен специалист на LLC "NTC-OILTEAM" A.O. Потапов, директор по развитието на Bashneft-PETROTEST LLC T.M. Мухаметзянов.
Цел на курса- Ефективното управление на разработването на находища включва използването на широк спектър от геоложки и технически дейности (GTM) върху кладенци. Новите технологии позволяват решаването на много проблеми, възникващи по време на разработването на находища, но тяхното използване е свързано с задълбочен оперативен анализ на състоянието на развитие, спешни проблеми на производството и наводняването, научна и техническа обосновка за интегрирано използване на различни инструменти. Тези изследвания се наричат мониторинг на развитието на полето.
Въпреки това днес обхватът на работата по мониторинга не е регламентиран и често се ограничава само до преструктуриране на геоложки и технологични модели, като се вземат предвид нови полеви данни и разработването на общи препоръки въз основа на тях за по-нататъшното развитие на полето. Традиционната програма за проучване на резервоара се провежда за решаване на оперативни проблеми и често не е насочена към решаване на действителните проблеми на разработването на находището като цяло. Изборът на кандидат-кладенци за изследване често се извършва на остатъчна основа. В някои случаи няма систематичен подход към изследването на депозитите и депозитите.
В резултат на това геоложките и технологични мерки, определени в резултат на работата по мониторинга, обикновено са насочени към стимулиране на притока и ограничаване на производството на вода и не решават сложните проблеми на находището като цяло. Препоръчителният списък от геоложки и технически дейности често не е достатъчно конкретен, той посочва само общия брой дейности от различни видове.
Към днешна дата съществува необходимост от допълване на съществуващата схема за мониторинг с нови видове работа и регулиране на нейните задачи и съдържание. На първо място, тези работи трябва да бъдат насочени към намаляване на несигурността на идеите за геоложката структура на находището и подробен анализ на енергийното състояние на обекта на развитие. Резултатите от тези проучвания са насочени към разработване на целева програма за геоложки и технически операции за координирано въздействие върху производствените и инжекционните кладенци. Изпълнението на такава програма ще увеличи степента на извличане на запасите от въглеводороди и следователно ще подобри ефективността на разработването на находището като цяло.
След завършване на курса студентите ще могат да:
Учебен и тематичен план на курса(40 академични часа)
1. Концепцията за хидродинамичен мониторинг на развитието.
Установени подходи към проблема за мониторинг на развитието. Разработване на концепцията за хидродинамичен мониторинг на находищата.
2. Методи и техники за съгласуване на програмата за изследване на кладенеца със задачи за мониторинг на развитието.
Хидродинамични изследвания на кладенци: видове, цели и задачи. Разработване на цялостна програма за проучване на сондажи.
3. Анализ на енергийното състояние на резервоара за подобряване на системата за наводняване.
Методология за съставяне на изобарни карти на базата на резултати от сондажни проби за анализ на енергийното състояние на находище. Анализ на системата за наводняване. Определяне на нецелевите инжекционни обеми.
4. Решаване на проблемите с управлението на наводнения чрез създаване на целева програма за геоложки и технически операции.
Разработване на методология за целенасочен подход при планиране и провеждане на сондажни интервенции. Пример за киселинна обработка на кладенци в групата полета Вах. Разработване на целенасочена програма за интервенция на кладенци на примера на находището Верх-Тарское. Приложение на основните елементи на концепцията за хидродинамичен мониторинг на примера на находището Fainskoye.
