30493

Основные технико-технологические проблемы разведки, освоения и эксплуатации нефтегазовых месторождений

Лекция

География, геология и геодезия

Чтобы управлять технологическими процессами представляющими собой различные этапы (ступени) эксплуатации нефтегазовых месторождений, необходимо сначала изучить закономерности их поведения, а затем на основе имеющихся данных, которые характеризуют различные свойства изучаемого объекта (нефтегазового месторождения)

Русский

2014-11-30

74 KB

7 чел.

Лекция №1

Основные технико-технологические проблемы разведки, освоения и эксплуатации нефтегазовых месторождений.

  1.1. Увеличение удельного веса трудноизвлекаемых запасов, приуроченных к сложно-построенным, малопроницаемым неоднородным коллекторам, представленным малоамплитудными, малопротяженными ловушками углеводородов стратиграфического, тектонического и литологического типа.

1.2. Возрастание требований к разведочным методам по точности, разрешенности (чувствительности), и достоверности определения местоположения и протяженности ловушек углеводородов и оценки содержащихся в них запасов нефти и газа.

1.3. Возрастание требований к  технологии бурения разведочных и  эксплуатационных скважин с точки зрения наведения их (геолокация, геонавигация) ствола на конкретный геологический  объект и удержание в его пределах;

1.4. Возрастание требований к технологии извлечения углеводородов из  малопроницаемых, сложнопостроенных коллекторов, из коллекторов насыщенных высоковязкой нефтью,  из высокообводненных коллекторов на завершающей стадии их эксплуатации и т.д. и т.п.

Моделирование, как средство изучения прогноза поведения и управления  сложными  многопараметровыми  системами и  процессами.

Чтобы управлять технологическими процессами представляющими собой различные этапы (ступени) эксплуатации нефтегазовых месторождений, необходимо сначала изучить закономерности их поведения, а затем на основе имеющихся данных, которые характеризуют различные свойства изучаемого объекта (нефтегазового месторождения) изменяющиеся как во времени так и в  пространстве, принимать соответствующие обстоятельствам (адекватные) технические и технологические решения.

Поскольку в этом случае мы имеем дело со сложными многопараметровыми системами, описать совокупное поведение которых невозможно с помощью простых аналитических выражений, то и принятие управляющих и, что более важно, прогнозных решений невозможно без представления такого сложного объекта, как нефтегазовое месторождение в виде объемной, трехмерной модели включающей в себя основные информационные пространства: геологическое петрофизическое, геофизическое, гидрогеологическое и промысловое.

Существуют следующие виды моделирования:

  1.  Натурное (физическое) моделирование.

Применяется, как правило, для изучения поведения многопараметровых систем в случае невозможности рассчитать их реакцию на внешнее воздействие с помощью математических выкладок. Так, например, в 60-е годы уточнялись параметры гидротехнических сооружений, когда строились их миниатюрные модели (копии) в уменьшенном масштабе.

  1.  Физико-математическое моделирование. 

Известно, что существуют законы подобия между механическими и электрическими процессами,  которые описываются дифференциальными уравнениями. Многие физические процессы описываются не одиночными, а системами дифференциальных уравнений, решение которых находится с помощью расчета матриц состоящих из соответствующих коэффициентов при неизвестных переменных величинах. В этом случае также может быть использована аналогия например между электрическими и гидродинамическими процессами. В частности с помощью этой аналогии можно решить задачу регулирования отбоора из скважин на нефтяных и газовых месторождениях.

При эксплуатации скважин между ними наблюдается сложное взаимодействие, которое определеяется перепадами давления на контуре месторождения и забойным давлением на каждой скважине, а также параметрами проницаемости ПЗП. Поэтому задача регулирования отбора в соответствии с планом добычи нефти является сложной инженерной задачей. Ее решение может быть найдено при помощи аналогии между электрическими и гидродинамическими процессами.

3.  Моделирование решения краевых задач для уравнений в частных производных.

Рассмотренные способы физико-математического моделирования для нахождения решений систем алгебраических и обыкновенных дифференциальных уравнений относятся к исследованию дискретных устройств и процессов.

Однако на практике чаще приходится сталкиваться с изучением свойств физических полей (тепловых, электромагнитных, фильтрационных) которые имеют непрерывный характер.

Изучение поведения физических полей осуществляется на основе уравнений в частных производных математической физики с учетом известных краевых (пограничных) условий.

Можно, например, изучить законы фильтрации воды под платиной и сконструироать на их основе искусственную преграду определенной глубины и протяженности.

 4. Математическое моделирование.

Недостаток расчетов неустановившихся, меняющихся во времени процессов, например, таких, как разработка нефтегазовых месторождений, когда изменение режимов закачки или отбора в одних скважинах существенно влияет на аналогичные режимы в других скважинах, имеющих с первыми гидродинамическую связь (сообщаемость), на электрических (аналоговых) интеграторах заключается в их громоздкости, большой продолжительности во времени, и как следствие, значительным запаздыванием по отношению к меняющимся граничным условиям.

Значительное быстродействие при решении подобных задач может быть    достигнуто с помощью цифровых электронно-вычислительных машин, благодаря замене вычисления непрерывных функций какого-то процесса на вычисление его дискретных значений на малых интервалах времени.

Причем по мере роста быстродействия и оперативной памяти этих вычислительных устройств удается решить наиболее сложные многопараметрические зависимости на основании применения к ним методики вычисления конечных разностей или наименьших квадратов.

Благодаря высокому быстродействию все математические операции в цифровых ЭВМ удалось свести к двум арифметическим действиям: сложению и вычитанию.

ЭВМ нового поколения позволяют работать оператору с машиной в диалоговом режиме, что дает возможность своевременно вмешиваться в процесс решения задачи, либо менять ее условия, если решение по каким-то причинам не удовлетворяет оператора.

  Возможности гравиразведки и магниторазведки для изучения свойств геологической среды непосредственно в массиве

горных пород

Магниторазведка определяет напряженность магнитного  поля  в конкретной точке  на  поверхности  земли в виде полного вектора Т или его составных компонент - вертикальной (Z)  и  горизонтальной(Н) составляющих, либо в виде приращения полного вектора  Т.

Прямая задача магниторазведки определяет конфигурацию и  параметры магнитной  аномалии  от магнитовозмущающих масс известной нормы и размера.

Обратная задача магниторазведки состоит в определении размеров, формы и положения в пространстве  магнитовозмущающих масс.     

Наиболее ценной является геологическая интерпретация магниторазведки, которая должна привязать магнитовозмущающие объекты к объектам геологическим, которыми являются магматогенные и метаморфические комплексы в составе фундамента.

Магниторазведка на этапе региональных нефтепоисковых исследований решает следующие задачи:     

  •  тектоническое районирование территорий,
  •  картирование поверхности фундамента,
  •  выделение зон мощного осадконакопления,
  •  выяснение простирания геологических структур (рис. 9,10).     

(Примеры исследования тектоники РБ и РТ на рис. 11)     

Карты поверхности рельефа фундамента, построенные только по результатам интерпретации магниторазведки, воспроизводят более сглаженную картину.     

В большинстве случаев простирания магнитных аномалий  согласуется с  простиранием геологических структур,  которые учитывают при прокладке профилей сейсмических, электрических гравиметрических. исследований, как правило, поперек простирания магнитных аномалий.    

Гравиразведка изучает  изменение величины ускорения силы тяжести на поверхности земли и влияние на  него геологических тел.    

Обычно измеряют вертикальную производную гравитационного потенциала. В некоторых случаях оценивают величину второй производной. Гравитационного потенциала по координатным осям.

Обычно определяют аномалии  силы  тяжести,  которые  являются разницей между измеренными значениями (qн) и нормальными значениями (q0 ) рассчитанными для данной местности:

                                      q = qнq0                                                                                       (17)

Гравитационные аномалии возникают там, где имеется изменение плотности горной породы в  горизонтальном  направлении,  т.е. когда происходит   отклонение  от  горизонтально-слоистой  модели строения среды.  Интенсивность гравитационных аномалии зависит от перепада плотности  на плотностных границах и степени отклонения их от горизонтального положения.     

В любой точке наблюдения гравитационная аномалия обусловлена влиянием нескольких плотностных границ и гравитирующих  масс,  воздействие которых накладывается друг на друга и суммируется:   

                            qн = qi                                                                  (18)      

qi - рельеф плотностных границ;  

qii - рельеф поверхности фундамента;

qiii - плотностные неоднородности в верхней  мантии и в нижней части земной коры;

qiv - литологические и петрофизические  неоднородности пород фундамента;         

qv - изменение плотности пород в  горизонтальном  направлении;        

qvi - рельеф плотностных границ и латеральная изменчивость плотности пород осадочного покрова.   

Прямая задача  гравиразведки - определение элементов (параметров) гравитационного поля вне возмущающих гравитационных масс.

Обратная задача гравиразведки - определение плотности,  глубины залегания и формы возмущающих гравитационных масс по известным значениям поля аномалий силы тяжести.     

Гравиразведка на этапе региональных нефтепоисковых исследований решает следующие задачи: изучение общих закономерностей геологического строения осадочных бассейнов, выявление перспективных структур.     Практика гравиразведочных работ на нефть и газ  свидетельствует, что  с  их помощью наиболее эффективно выделяются локальные поднятия  в осадочной толще (антиклинали, куполовидные структуры), соляные купола и рифовые массивы (рис.12).     

Гравиразведка может применяться для прямых поисков  нефти  и газа. Это основано на эффекте дефицита плотности нефтегазонасыщенной структуры по отношению к вмещающим водонасыщенным пластам (рис. 13).     Точно также  гравиразведка  может выделять рифовые массивы в толще горной породы,  которые в зависимости от соотношения  плотностей рифа  и  породы могут отмечаться максимумом либо минимумом  q (рис. 14, 15, 16).


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

82295. Создание Киргизской (Казахской) АССР и КазССР 27.83 KB
  Казревком также занялся подготовкой Учредительного съезда Советов Казахстана. 5 декабря 1936 года VIII Чрезвычайный съезд Советов СССР принял новую Конституцию в составе которой было 11 союзных республик в том числе и КазССР.
82296. Международные связи Казахстана в сер.60-х-нач.80-х годов 35.09 KB
  Во внешней политике СССР основными задачами оставались: устранение угрозы распада социалистической системы ее сплочение в политическом военном и экономическом отношениях; нормализация отношений между Востоком и Западом сосуществование в сотрудничестве. Эта политика была особенно активна иногда перерастала в прямую интервенцию в отношении стран находившихся в непосредственной сфере влияния СССР например Афганистан. Этим в свою очередь объяснялось достижение военностратегического паритета СССР и США а также рост революционной...
82297. Казахстан в условиях НЭПа. Причины перехода и сущность 28.14 KB
  Предприятия ж дорожного автомобильного транспорта добывающей и обрабатывающей промышленности были переведены на хозрасчет. К 1928 году было завершено восстановление промышленности Казахстана. Из-за большой разницы цен на продукты с х низкие и промышленности высокие крестьяне перестали сдавать зерно государству.
82298. Экологические проблемы Казахстана на современном этапе (движение Невада-Семипалатинск, Арал, Балхаш и т.д.) 33.34 KB
  Высыхание Аральского моря и возникновение зоны экологического бедствия в регионе стало возможным в результате неэкономного использования воды рек Сырдарьи и Амударьи. Сырдарья в настоящее время не доходит до моря заканчивая свой путь на полях а Амударья достигает Арала лишь зимой тоненьким ручейком. Осушенное дно моря становится источником пыли и солей разносимых на очень большие расстояния. Площадь моря разделилась на несколько самостоятельных водоемов море отошло от берегов местами на 100150 км и продолжает расчленяться.
82299. Земельно- водная реформа 1921 г, ее цели и сущность 29.36 KB
  Аграрные преобразования способствовали возвращению и укреплению социально экономического положения 300 тысяч беженцев казахов и киргизов эмигрировавших в 1916 году в Китай. Реформа способствовала укреплению союза рабочего класса и казахских шаруа узбекских дунганских уйгурских дехкан укреплению национального согласия. Кредит семенные ссуды и другие средства экономического регулирования способствовали укреплению связи государства с трудовым крестьянством восстановлению производительных сил росту трудовой активности трудящихся аула и...
82300. Противоречивость хода перестройки в Казахстане 30.94 KB
  Черненко Генеральным секретарем КПСС становится М. В преддверии поворотного ХХVII съезда КПСС в период его практической подготовки 15 января 1986 г. было опубликовано Заявление Генерального секретаря ЦК КПСС в котором была выдвинута конкретная рассчитанная на точно определенный срок до конца нынешнего столетия программа мероприятий направленных на полную и повсеместную ликвидацию ядерного и других видов оружия массового поражения. ХХVII съезде КПСС была принята новая философия внешней политики Советского Союза.
82301. Причины гололда 1931-1932 годов и его последствия. Письмо «пятерых» 30.48 KB
  В ходе проведения политики раскулачивания более 60 тысяч хозяйств были объявлены байскими и их имущество подлежало конфискации; более 40 тысяч было раскулачено а остальные скрылись бросив свое имущество. В 1929 году привлечено к ответственности 56 498 крестьян из них более 34 тысячи были осуждены. Тургайские перегибщики объявили лозунг Перегибов не допускать парнокопытных не оставлять здесь из миллионного поголовья...
82302. Декабрьские события 1986 г. причины и следствия 28.12 KB
  Однако в дальнейшем оказалось, что руководство республики не способно реагировать даже на поверхностные изменения в политике, и поэтому ЦК КПСС принял решение сменить Д.А. Кунаева на кадровика новой волны Г.В. Колбина. Результатом этого стали декабрьские 1986 года события в Алма-Ате.
82303. Курс на индустриализацию и ее особенности в Казахстане 33.01 KB
  В экономике Казахстана преобладало сельское хозяйство на которое приходилось 844 всей валовой продукции 90 населения проживало в сельской местности. В начале индустриализации Казахстана основное внимание было сосредоточено на комплексном восстановлении наиболее крупных и важных для того времени объектов тяжелой промышленности. В 19261939 годах население Казахстана увеличилось на 1 1335 тысяч человек появились новые города возросла численность городского населения в 24 раза. В годы индустриализации практиковалось шефство над...