Физика пласта

Введение.

 

Во второй половине 90-х годов большинство  наиболее крупных месторождений  Западной Сибири вступили или вступают на позднюю стадию разработки. Текущее  состояние разработки основных пластов  Когалымского нефтяного месторождения  также характеризуется снижением  добычи нефти в связи с увеличением  обводнённости. Это предопределяет актуальность промышленного применения методов повышения нефтеотдачи  пластов. Опыт реализации этих мероприятий  вывел зависимость эффективности  технологии мероприятий от геолого-физической характеристики пластов и особенностей текущего состояния разработки. 

Многочисленные  исследования по контролю за разработкой  на Когалымском месторождении позволили  выявить закономерность: закачиваемая в пласт вода прорывается в  добывающие скважины по наиболее проницаемым  в разрезе пропласткам ограниченной толщины в то время как пропластки пониженной проницаемости процессом  вытеснения не охвачены. По мере снижения пластового давления в зонах пониженной проницаемости и загрязнения призабойных зон в добывающих и нагнетательных скважинах, низкопроницаемые нефтенасыщенные пропластки постепенно полностью самоотключаются из работы, что приводит к консервации активных геологических запасов на неопределённое время и снижению текущей и конечной нефтеотдачи.  

Целью курсовой работы является обоснование выбора физико-химических методов увеличения нефтеотдачи пластов на Когалымском месторождении.

 

 

 

 

 

1. Общие сведения о Когалымском месторождении.

 

 Когалымское нефтяное месторождение  находится в северо-восточной  части Сургутского нефтегазоносного района. В административном отношении оно расположено в Сургутском районе Ханты-Мансийского автономного округа Тюменской области Российской Федерации, в 117 км к северо-востоку от г.Сургута и в 97 км к юго-востоку от г.Ноябрьска.

В непосредственной близости от Когалымского месторождения  расположен ряд крупных  нефтяных месторождений, находящихся  в разработке: Федоровское (54 км на юг), Повховское (93 км на восток), Холмогорское (30 км на север), Южно-Ягунское (6 км на восток), Карамовское (61 км на север). Западнее Когалымского месторождения проходят трассы нефтегазопроводов Уренгой - Челябинск, "Холмогоровское-Федоровское месторождения" и ряд трасс местного значения.

В орографическом отношении площадь  представляет собой пологую озерно-аллювиальную равнину южного склона Сибирских  увалов. Абсолютные отметки рельефа  изменяются от +70 м на юге до +85 м  на севере.

Гидрографическая  сеть представлена представлена реками субмеридио-нального направления: Ингу-Ягун, Кирилл-Выс-Ягун, Орть-Ягун, Тлунг-Ягун и др. Они имеют сильно меандрирующие русла, сохранившиеся старицы, множество мелких притоков, изобилуют песчаными перекатами и завалами леса.

Благодаря равнинности рельефа и слабому дренажу широко распространены болота и многочисленные озера.

Основная  масса озер имеет небольшую величину. Наиболее крупными являются озера Выртль-Сам-Лор, Ики-Инг-Лор, Юль-Виум-Лор, Коголым-Лор, Васыг-Лор, Тетль-Котым- Энтль-Лор, Вондыр-Лор. Озера, в основном, неглубокие (3 - 6 м) . В зимнее время часть из них промерзает до дна. Судоходные реки на территории Когалымского месторождения отсутствуют.

Для целей  водоснабжения практический интерес представляют воды Новомихайловского водоносного горизонта, который имеет повсеместное распространение в пределах данной территории и залегает на глубине 75-104 м. Воды удовлетворяют требованиям предельно допустимых концентраций, за исключением мутности, содержания ионов железа и марганца. Для улучшения качества вод необходимо проводить аэрацию с последующим фильтрованием.

Климатические условия района работ формируются  под воздействием холодных воздушных  масс Полярного бассейна и теплого  воздуха Азиатского материка и отличаются своей континентальностью: короткое жаркое летои продолжительная холодная зима. Самым холодным месяцем является январь с минимальной температурой до -55 С, самым жарким - июль с максимальной температурой до +35 С. Отрицательная среднегодовая температура составляет -23.2 С, положительная +16.1 С. Продолжительность снежного покрова с октября по май, его высота достигает 2 м. Глубина промерзания почвы 1.3 - 1.7 м. В конце октября реки покрываются льдом и вскрываются во второй половине мая.

Рассматриваемая территория расположена в зоне несплошного распространения многолетнемерзлых пород. По результатам геофизического изучения скважин наблюдается двухчленное строение вечной мерзлоты. Верхний (современный) слой залегает на глубине 10-40 м от поверхности, температура его постоянна и близка к 0 С. Нижний (реликтовый) слой залегает на глубине от 160 до 360 м. Глубина сезонного протаивания почвы на вечномерзлых породах составляет 0.5 - 0.6 м, достигая на таликах до 4.5 м. Наибольшая глубина протаивания отмечается в августе.

Территория  Когалымского месторождения находится  в зоне средней тайги. Основные массивы  лесов (кедр, лиственница, сосна) сосредоточены  на приподнятых участках и на речных террасах. На водораздельных участках господствуют болотные ассоциации, с  отдельными островками карликового  леса (сосна, береза). Залесенность площади составляет около 15%.

Транспортировка грузов до района работ осуществляется круглогодично по железной дороге через  г.Тюмень до станции Когалымская, которая расположена на расстоянии около 28 км на юго-восток от месторождения и далее автотранспортом. В зимнее время транспортировка грузов и оборудования до подбаз и буровых осуществляется гусеничным или автотранспортом по зимникам после полного промерзания болот.

В непосредственной близости от Когалымского месторождения (на территории Южно-Ягунского месторождения) разведано шесть песчаных карьеров, предназначенных для разработки как механизированным, так и открытым способом. Они приурочены к русловым отложениям р.Ингу-Ягун и представлены песками пылеватыми, мелкими и средней крупности. Кроме того, в междуречье Ингу-Ягун и Кирил-Выс- Ягун оконтурен перспективный участок песчано-гравийной смеси с содержанием грубообломочного материала до 30%. Условия залегания позволяют разрабатывать участок открытым способом. Гравий, галька и валуны наблюдаются непосредственно в обнажениях, в массе разнозернистого песка.

В пределах соседнего Холмогорского месторождения  разведано два месторождения  песка и одно - глин. Месторождение  кирпичных глин расположено в  верховьях рек Пырин-Яха и Канто-Яха в 6 км севернее озера Пыр-Ялор. Запасы по категории С составляют 3 млн.м3. Глины пригодны для изготовления строительного кирпича марки "150".

Пески месторождений  могут быть рекомендованы для  отсыпки дренирующего слоя автодорог, приготовления строительных растворов, некоторые - для производства силикатного  кирпича, в качестве наполнителя  бетонов. Гравийный материал может  быть использован в качестве заполнителя  для бетонов, иногда - материала для  отсыпки дренирующего и морозостойкого слоя автодорог.

Когалымское месторождение находится в Сургутском районе Ханты-Мансийского автономного округа Тюменской области в 35 км от г.Когалыма.

По решению  администрации города, нефтяники  должны обеспечить развитие  инфраструктуры города, вести строительство жилья  и объектов соцкультбыта.

Строительство жилья и объектов соцкультбыта в  городе ведут Прибалтийские республики, которые поставляют строительный материал и оборудование.

Город Когалым связан с центральной частью России железной дорогой, а с г.Сургутом еще и автодорогой.

Электроэнергией город и нефтяные месторождения  обеспечиваются от Сургутской ГРЭС.

Когалымское месторождение расположено на четвертом  кусте (зоне)  сосредоточенного строительства  вдоль железной дороги Ульт-Ягун-Пурпе на десятом километре от железнодорожной станции разгрузки.

Пунктом разгрузки принята станция  железной дороги Когалымская, где и расположены две БПТОиКО. Доставка грузов от БПТОиКО на Когалымское месторождение осуществляется автотранспортом.

Обзорная карта Когалымского месторождения представлена на рисунке.

 

 

2. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.

 

2.1.СТРАТИГРАФИЯ.

 

Поисково-разведочное бурение на площади было начато в 1971 году и с  момента открытия Когалымского месторождения  в марте 1972 года поисковой скважиной 22 пробурено 40 поисково-разведочных  и 247 эксплуатационных скважин, которыми с различной степенью детальности  и достоверности изучено геологическое  строение месторождения и установлено  наличие промышленных скоплений  нефти в пластах (снизу вверх): ЮС1-1, БС20, БС19, БС18, БС16-2, БС16-1, БС11-2б, БС11-2а, БС10-2 и БС10-1б. Залежи этих пластов  явились  объектами подсчета запасов  нефти, газа и сопутствующих компонентов, результаты которого утверждены ГКЗ  Минприроды России ( протокол N353 ДСП от 01.11.95г).

Доюрские отложения кристаллического фундамента (по данным калий-аргонового метода имеющие триассовый возраст) вскрыты только разведочной скважиной 161 на глубину 550 м и представлены темно-серыми базальтами и красновато-серыми порфиритами.

На поверхности  фундамента залегают отложения юрской системы, разрез которой начинается с тюменской свиты с максимально  вскрытой толщиной около 400 м.

 Свита представлена чередованием серо-цветных песчаников, алевролитов и аргиллитов. Характерно обилие обугленного растительного детрита вплоть до образования прослоев бурых углей, однако нефтеносность свиты не установлена.В верхнеюрских отложениях выделены васюганская, георгиевская и баженовская свиты. Нижняя часть васюганской свиты непродуктивна и представлена, главным образом, известковистыми аргиллитами, прослоями битуминозными .

Верхняя часть  васюганской свиты сложена песчаниками и алевролитами мелкозернистыми, глинистыми, слабоизвестковистыми с подчиненными прослоями аргиллитов. В этих отложениях выделяется горизонт ЮС1, к которому приурочен продуктивный пласт ЮС1-1. Толщина свиты увеличивается в северо- и юго-восточном направлениях и составляет 62-72 м.

Георгиевская  свита толщиной около 3 м почти  целиком сложена аргиллитами.

Баженовская свита также в основном сложена тонкоплитчатыми аргиллитами с тонкими прослоями известняков и листоватого глинистого материала с большим количеством органики. Имея толщину 25-32 м, является одним из самых выдержанных литологичеких реперов.

В нижнем отделе меловой системы выделены мегионская, вартовская, алымская и нижняя часть покурской свиты.

Нижняя часть  мегионской свиты, подачимовская пачка, толщиной 8-17 м также сложена аргиллитами, участками битуминозными. Выделяемая на месторождении ачимовская толща представлена мелкозернистыми карбонатными песчаниками с углистым детритом. Даже в рамках месторождения толщина ачимовской толщи меняется от 60 до 200 м, что само по себе обуславливает сложность ее строения. К толще приурочена серия песчаных пластов БС22 - БС16, пять из которых являются продуктивными: БС20, БС19, БС18, БС16-2 и БС16-1.

Выше выделена пачка плитчатых аргиллитоподобных глин с прослойками и линзами песчаного материала.

Над ней выделена преимущественно песчаная пачка, разделенная  алевро-литами и аргиллитами, к которой приурочен блок пластов БС12-10, где выделяются самые верхние продуктивные пласты БС11-2б, БС11-2а, БС10-2 и БС10-1б.

Продуктивная  толща верхней части мегионской свиты вновь перекрывается пачкой плотных слабо алевритистых аргиллитов, имеющих на всем Сургутском своде региональное распространение (чеускинская пачка) .

В целом толщина  основной продуктивной свиты месторождения - мегионской, меняется от 419 до 458 м.

Таблица 1.1
Литологическая  характеристика коллекторов
Пласт (горизонт)	Породы коллекторы	Зернистость	Состав	Цемент	Прочие признаки
БС10	Песчаники и алевролиты	Мелкозерни-стые, алеври-тистые	Аркозовый с преобладанием полевых шпа-тов над квар-цем	Порово пле-ночный, гидрослюди-сто-хлорито-вый и хлори-товый	Глинистость
БС11	То же	Средне и мел-ко-зернистые; алевролиты крупно- зернистые	То же	То же, плюс глинистый, редко карбонатный	Слоистость, обусловлен-ная намыва- ми углистого детрита и слюдистого материала
БС16	То  же с не- значительны- ми рослоями глин	Содержание: песчаной фрак- ции 40% ; алевритовой- 47%	То же. Полевого шпата 45%, кварца 35%, обломков 18%, слюды 2%	Порово-пле-ночный, пленочный, реже базаль-ный. Глинистый, реже карбонатный регенерационный.	Горизонтальная, прерывис-товолнистая, косоволнистая, мелкая слоистость, обусловленная наличием тонких прослоев аргиллита с
					ориентир. чешуйками слюды
БС18-20		Cодержание песчаной фрак-		Развитие структур внедрения и соприкосно-вения
		ции 18%; алевритовой 60%
ЮС1	То же	Более крупно- зернистые, песчаной фрак- ции 46%	То же. Полевого шпата 38-58%; кварца -30-40%	То же	В нижней части пласта слоистость (горизонтальная, волнистая, косовол-нистая)

Расположенная выше по разрезу толща, включающая вартовскую, алымскую и покурскую свиты, представляет собой неравномерное переслаивание песчано-глинистых пород со значительным количеством песчаных пластов: БС9 - БС1 и АС11 - АС4, однако продуктивность их не установлена.

Не установлена  продуктивность и верхнемеловых  отложений (кузнецовская, березовская и ганькинская свиты). Все эти свиты сложены глинистыми отложениями с включениями опок и мергелей.

Отложения палеогеновой системы толщиной 580-670 м, разделенные на 6 свит, представлены, главным образом, различными глинами с сугубо подчиненными и маломощными прослоями алевритов и песков.