Принципы классификации и высокоэффективной разработки месторождений с трудно извлекаемыми запасами углеводородов

На правах рукописи

 

 

 

 

 

Кулешков Игорь Владимирович

 

 

ПРИНЦИПЫ КЛАССИФИКАЦИИ  И ВЫСОКОЭФФЕКТИВНОЙ

РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ  С ТРУДНОИЗВЛЕКАЕМЫМИ

ЗАПАСАМИ УГЛЕВОДОРОДОВ

 

 

 

Специальность:  25.00.17 – Разработка и эксплуатация нефтяных

и газовых месторождений

 

 

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание  ученой степени

кандидата технических  наук

 

 

 

 

 

 

Краснодар - 2012

Работа выполнена в Обществе с Ограниченной Ответственностью «Нефтяная Компания «Роснефть» - Научно-Технический Центр» (ООО «НК «Роснефть» - НТЦ»)

 

Научный консультант:                  кандидат технических наук 

                                                             Колбиков Валентин Сергеевич

 

Официальные оппоненты:  доктор технических наук, профессор

                                                             Антониади Дмитрий Георгиевич

 

                                                             кандидат технических наук

                                                             Коротков Сергей Владимирович

 

Ведущая организация:   Российский государственный университет нефти и газа им. И.М. Губкина

 

Защита диссертации  состоится  «16» февраля 2012 года в 10 час. 00 мин. на заседании диссертационного совета ДМ 212.100.08 при Кубанском государственном технологическом университете по адресу: 350020, г. Краснодар, ул. Красная, 135, ауд. 94.

 

С диссертацией можно  ознакомиться в библиотеке Кубанского государственного университета по адресу: 350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2.

 

Автореферат разослан  «16» января 2012 г.

 

Ученый секретарь

диссертационного совета,

кандидат химических наук, доцент          Попова Г.Г.

 

На правах рукописи

 

 

 

Кулешков Игорь Владимирович

 

 

ПРИНЦИПЫ КЛАССИФИКАЦИИ  И ВЫСОКОЭФФЕКТИВНОЙ

РАЗРАБОТКИ  МЕСТОРОЖДЕНИЙ С ТРУДНОИЗВЛЕКАЕМЫМИ

ЗАПАСАМИ УГЛЕВОДОРОДОВ

 

 

 

Специальность:  25.00.17 – Разработка и эксплуатация нефтяных

и газовых месторождений

 

 

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание  ученой степени

кандидата технических  наук

 

 

 

 

 

 

Краснодар - 2012

Работа выполнена в Обществе с Ограниченной Ответственностью «Нефтяная  Компания «Роснефть» - Научно-Технический Центр» (ООО «НК «Роснефть» - НТЦ»)

 

Научный консультант:                  кандидат технических наук 

                                                             Колбиков Валентин Сергеевич

 

Официальные оппоненты:  доктор технических наук, профессор

                                                             Антониади Дмитрий Георгиевич

 

                                                             кандидат технических наук

                                                             Коротков Сергей Владимирович

 

Ведущая организация:   Российский государственный университет нефти и газа им. И.М. Губкина

 

Защита диссертации  состоится  «16» февраля 2012 года в 10 час. 00 мин. на заседании диссертационного совета ДМ 212.100.08 при Кубанском государственном технологическом университете по адресу: 350020, г. Краснодар, ул. Красная, 135, ауд. 94.

 

С диссертацией можно  ознакомиться в библиотеке Кубанского государственного университета по адресу 350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2

 

Автореферат разослан  «16» января 2012 г.

 

Ученый секретарь

диссертационного совета,

кандидат химических наук, доцент          Попова Г.Г. 

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

 

Актуальность  проблемы

Начиная со второй половины 2009 года, многие специалисты науки и производства нефтяной отрасли отмечали существенное ухудшение качества ресурсной базы Российской Федерации. Открываемые разведкой и вводимые в эксплуатацию (или временно законсервированные) нефтяные месторождения в большинстве случаях являлись объектами с трудноизвлекаемыми запасами нефти и газа.  К числу основных факторов, осложняющих выработку запасов углеводородов, относились такие, как: природно - климатическое размещение месторождений (континентальное, но в труднодоступных заболоченных районах, в акваториях морей, в условиях чрезвычайно низких температур атмосферы со сложной сезонной и многолетней мерзлотной характеристикой земной поверхности), наличие многопластовых систем с высокой геологической и коллекторской неоднородностью продуктивных отложений, высокая вязкость пластовой нефти и некоторые другие.

В Российской Федерации  открыты 2232 нефтяных, нефтегазовых и  нефтегазоконденсатных месторождений, из которых введены в промышленную разработку только 1235 месторождения (всего 55 %). Почти 80% разведанных запасов нефти  приходятся на районы суши с развитой инфраструктурой (в основном  - в Западной Сибири, Урало-Поволжье и на Европейском Севере). Наиболее высокая степень освоения разведанных запасов - в Урало-Поволжском регионе (до 92%), Северном Кавказе (89%) и регионах Сахалинской области (95%).

Структура остаточных запасов  нефти как в целом по стране, так и по основным нефтедобывающим  регионам характеризуется тем, что 77 % текущей добычи нефти  обеспечивается разработкой крупных месторождений с активными запасами легкой нефти, обеспеченность которыми составляет на перспективу не более 8-10 лет. В то же время доля трудноизвлекаемых запасов в целом по России постоянно увеличивается из-за того, что они не вовлекаются в активную разработку. Их доля по основным нефтедобывающим регионам колеблется от 30 до 65%.

Западно-Сибирская нефтегазоносная  провинция на ближайшие 30-40 лет будет  оставаться главной базой Российской Федерации по добыче нефти и газа. Прогнозируется, что к 2020 г. добыча нефти здесь достигнет не менее 370 млн.т и добыча газа – 680 млрд. нм³. 

Формируются новые крупные центры добычи нефти и газа в Восточной Сибири и Республике Саха, на шельфах российских морей – Баренцева и Печорского, сектора Каспийского моря, Обской и Тазовской губ и, возможно, Карского, Черного и Азовского морей.

Высокая эффективность  вложения огромных инвестиций в развитие новых нефтегазодобывающих регионов может быть обеспечена только при квалифицированной масштабной классификации ресурсной базы углеводородов (с сопоставительным анализом) с оценкой степени сложности (технологической и экономической) выработки запасов нефти и газа и ранжирования месторождений по перспективной потребности капиталовложений.

Высокоэффективное выполнение программы геологоразведочных работ и  ввода в разработку месторождений с трудноизвлекаемыми запасами углеводородов является важным условием реализации энергетической стратегии России. Одному элементу из решения этой проблемы и посвящена настоящая диссертационная работа, в основе которой лежит многофакторная классификация месторождений.

Цель работы

Разработка научно-методических основ эффективной разработки месторождений на базе многофакторной классификации трудноизвлекаемых запасов углеводородов.

Основные задачи исследований

1. Обоснование научно-методических основ многофакторной классификации месторождений с трудноизвлекаемыми запасами углеводородов с оценкой степени сложности выработки запасов нефти и газа.
2. Проведение исследований по многофакторной классификации группы  нефтяных и нефтегазовых месторождений с трудноизвлекаемыми запасами нефти и газа Западной Сибири и Северного Кавказа.
3. Обоснование технологических принципов эффективной доразработки группы месторождений на базе показателей их классификации.

Научная новизна

1. Создана аналитическая модель многофакторной классификации месторождений с трудноизвлекаемыми запасами углеводородов, учитывающая обширный комплекс базовых положений, осложняющих выработку запасов нефти и газа, включающих: природно-климатические условия расположения месторождений, геолого-геофизическую их характеристику, технико-экономическую заинтересованность и общеотраслевую потребность данного углеводородного сырья.
2. Разработана методика расчета количественных критериев всех заданных базовых положений для ранжирования ввода в разработку месторождений с трудноизвлекаемыми запасами углеводородов.

Основные защищаемые положения

1. Научное обоснование методических основ многофакторной классификации месторождений с трудноизвлекаемыми запасами углеводородов.
2. Обоснование базовых многофакторных положений классификации месторождений с трудноизвлекаемыми запасами нефти и природного газа.
3. Ввод понятия количественной технико-технологической и экономической оценки степени сложности выработки запасов углеводородов.
4. Показатели классификации крупных месторождений углеводородов Западной Сибири и Северного Кавказа с выделением перспективных эксплуатационных объектов.
5. Создание методики и аналитическое исследование перевода природного углеводородного газа нефтегазовых месторождений в субстанцию жидкой фазы – аналога нефти.
6. Обоснование комплекса научно-исследовательских и опытно-промышленных работ для эксплуатационных объектов с трудноизвлекаемыми запасами углеводородов.

Практическая  ценность работы

1. Разработан универсальный метод аналитического исследования многофакторой классификации месторождений с трудноизвлекаемыми запасами углеводородов.
2. Предложена оценка степени сложности выработки запасов углеводородов на базе многофакторных классификационных исследований.
3. Вводится новое понятие - углеводородная масса, представленная фазой нефти и растворенного в нефти газа, переведенного в субстанцию жидкой фазы – нефти. 
4. Приведенные в диссертации примеры исследований классификации месторождений являются универсальными формами исследовательских работ для широкого практического использования.
5. Обоснована возможность широкомасштабного проведения работ во всех нефтегазодобывающих регионах по классификационным  исследованиям месторождений.

Реализация  в промышленности

Методические основы многофакторной классификации месторождений реализованы по группе месторождений с трудноизвлекаемыми запасами углеводородов Западной Сибири и Северного Кавказа.

Апробация работы

Основные положения и результаты исследований по теме диссертационной работы докладывались и обсуждались на IX научно-практической конференции: «Геология и разработка месторождений с трудноизвлекаемыми запасами» (г. Небуг, 2009, [3]), на межрегиональном Пагуошском симпозиуме Академии наук Чеченской Республики: «Наука и высшая школа Чеченской Республики, перспективы развития межрегионального и международного научно-технического сотрудничества» (г. Грозный, 2010, [7-10]), на международных конференциях и научно-технических советах «НК «Роснефть» - НТЦ», Российского государственного университета нефти и газа им. И.М. Губкина.

Публикации

По теме диссертации  опубликовано 10 печатных работ, в том числе 5 работ – в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ.

Структура и  объем работы

Диссертация изложена на 137 страницах машинописного текста, включающего 12 рисунков и 15 таблиц. 

Работа состоит из введения, 4 глав, заключения и списка использованные печатных источников из 57 наименований.

 

СОДЕРЖАНИЕ  РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, определены цели и задачи исследований, научная новизна и практическая ценность.

Показан рост ресурсной базы углеводородов РФ с трудноизвлекаемыми запасами нефти и газа.

В первой главе приведена в кратком изложении история развития нефте- и газодобывающей отрасли России и стран СНГ и   выполнен анализ отечественных и зарубежных исследований по проблемам разработки месторождений с трудноизвлекаемыми запасами углеводородов. Обоснована постановка исследовательских работ по проблеме тематики диссертационной работы – классификации месторождений углеводородов с трудноизвлекаемыми запасами нефти и газа с многофакторным учетом главных – базовых положений, влияющих на технико-технологическую и экономическую эффективность разработки месторождений.

В историческом плане  выделяются пять профилирующих этапов развития нефтяной науки и практики разработки месторождений:

1-й этап – познание  геологии месторождений нефти  и газа и физической сущности фильтрации углеводородов в пористых средах;

2-й этап – переход  к применению сеток разбуривания  залежи нефти, как единой гидродинамической системы: