авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 |

Комплекс технологий воздействия на низкопроницаемые нефтяные пласты с целью интенсификации притока (на примере нефтяных месторождений республики беларусь)

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Гавриленко Александр Иванович







КОМПЛЕКС ТЕХНОЛОГИЙ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА НИЗКОПРОНИЦАЕМЫЕ НЕФТЯНЫЕ ПЛАСТЫ С ЦЕЛЬЮ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРИТОКА

(НА ПРИМЕРЕ НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ)


Специальность 25.00.17 - Разработка и эксплуатация

нефтяных и газовых месторождений

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Краснодар-2011

Работа выполнена в Белорусском Научно-исследовательском и проектном институте нефти РУП «Производственное объединение» Белоруснефть» (БелНИПИнефть)

Научный руководитель: кандидат технических наук

Демяненко Николай Александрович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Бекетов Сергей Борисович

кандидат технических наук

Захарченко Евгения Ивановна

Ведущая организация: ООО «НК «Роснефть»-НТЦ»

Защита диссертации состоится 16 февраля 2012 года в 12 часов 30 минут на заседании диссертационного совета ДМ 212.100.08 Кубанского государственного технологического университета по адресу: 350020, г. Краснодар, ул. Красная, 135, ауд. 94.

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

Автореферат разослан 31 декабря 2011 года

Ученый секретарь

диссертационного совета,

кандидат химических наук, доцент Г.Г. Попова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Повышение эффективности разработки нефтяных залежей с существенной долей запасов в низкопроницаемых коллекторах (НПК) имеет важное значение. Научно-исследовательские и опытно-промысловые работы в этом направлении связаны с разработкой и внедрением новых технологий воздействия на призабойную и удаленную зоны пласта нефтяных и нагнетательных скважин. Их основная задача состоит в выборе и практическом применении рациональных технологий, направленных на снижение затрат по воздействию и переводу низкорентабельных или нерентабельных скважин в рентабельные.

В процессе работы нагнетательных и добывающих скважин происходит снижение проницаемости пород в призабойной зоне скважин (ПЗС), что особенно характерно для НПК. Основными причинами этого являются: проникновение в пласты жидкостей глушения или промывки, набухание глинистых частиц при контакте с пресной водой, образование водонефтяных эмульсий, выпадение и отложение асфальто-смоло-парафинистых составляющих нефти или солей попутно-добываемой воды при изменении термобарических условий, накопление в ПЗС механических примесей и продуктов коррозии металлов, уплотнение пород в результате гидродинамического воздействия на ПЗС при строительстве и эксплуатации скважин, смыкание трещин при снижении пластового давления. В результате указанных процессов величина закольматированной эффективной толщины пласта может составлять от 30 до 80 % от общей вскрытой. Все вышесказанное в полной мере присуще нефтяным месторождениям Республики Беларусь.

Основные крупные нефтяные залежи в Беларуси находятся на завершающей стадии разработки. В этих условиях извлечение остаточных запасов нефти требует применения современных технологий воздействия на пласт, а, следовательно, значительных капиталовложений.

Повысить эффективность физико-химического воздействия на ПЗС можно путем внедрения рационального комплекса технологий, разрабатываемых на основе результатов лабораторных, стендовых и опытно-промысловых испытаний нового оборудования для воздействия на пласт, чему посвящена настоящая диссертационная работа.

Цель работы и основные задачи исследований

Разработка комплекса технологий воздействия на низкопроницаемые нефтяные пласты с целью интенсификации притока применительно к месторождениям Беларуси. Для достижения цели исследования поставлены и решены следующие задачи:

1. Анализ применяемых технологий физико-химического воздействия на продуктивные пласты нефтяных месторождений Беларуси с целью выявления наиболее эффективных из них применительно к низкопроницаемым невыработанным участкам нефтяного пласта.

2. Разработка математической модели пульсатора клапанного типа и на ее основе предложение режимов проведения стендовых испытаний, позволяющих определить наиболее эффективные способы воздействия на пласт.

3. Экспериментальные исследования с целью конструирования нового оборудования для воздействия на низкопроницаемые карбонатные пласты.

4. Усовершенствование технологии очистки ПЗС от продуктов реакции кислотных составов с породой.

5. Проведение опытно-промысловых испытаний комплексных технологий воздействия на неоднородные низкопроницаемые карбонатные пласты месторождений Беларуси.

Научная новизна

1. Получены результаты анализа геолого-физических и технологических факторов, определяющих эффективность технологий воздействия на нефтяные пласты месторождений Беларуси, позволившие выявить доминирующие параметры, такие как энергетическое состояние пластовой системы, удельная емкость пласта, количество проницаемых пропластков, средний базовый дебит, наличие дострелов и реперфорации, порядковый номер обработки, максимальное давление закачки реагента.

2. Построена математическая модель пульсатора В1, позволяющая определить особенности его функционирования при заданных входных параметрах и соответствующих им выходных. При изменении заданных входных характеристик, таких как количество перепадных дросселей клапана пульсатора и расход условно подаваемой жидкости, определены выходные характеристики, такие как частота и амплитуда генерируемых импульсов, перемещение поршня пульсатора во времени.

3. Разработано новое оборудование (устройства В1 и В1-73) для реализации комплексной технологии гидроимпульсного кислотного воздействия (ГИКВ) и депрессионно-импульсного воздействия (ДИВ), имеющие при заданных входных параметрах (расход подаваемой жидкости, количество перепадных дросселей и усилие поджатия пружины) стабильные выходные характеристики (частота и амплитуда импульсов давления), позволяющие за счет комплексирования с реагентным способом осуществлять эффективное интенсифицирующее воздействие на нефтяные пласты с различными продуктивными и фильтрационно-емкостными свойствами (ФЕС).

Основные защищаемые положения

1. Результаты анализа геолого-физических и технологических факторов, определяющих эффективность технологий воздействия на нефтяные пласты месторождений Беларуси, позволившие выявить доминирующие параметры, такие как энергетическое состояние пластовой системы, удельная емкость пласта, количество проницаемых пропластков, средний базовый дебит, наличие дострелов и реперфорации, порядковый номер обработки, максимальное давление закачки реагента.

2. Математическая модель пульсатора В1, позволяющая определить особенности его функционирования при заданных параметрах. При изменении входных характеристик, таких как количество перепадных дросселей клапана пульсатора и расход условно подаваемой жидкости, определены выходные характеристики, такие как частота и амплитуда генерируемых импульсов, перемещение поршня пульсатора во времени.

3. Новое оборудование (устройства В1 и В1-73) для реализации комплексной технологии ГИКВ и ДИВ, имеющие при заданных входных параметрах (расход подаваемой жидкости, количество перепадных дросселей и усилие поджатия пружины) стабильные выходные характеристики (частота и амплитуда импульсов давления), позволяющие за счет комплексирования с реагентным способом осуществлять эффективное интенсифицирующее воздействие на нефтяные пласты с различными продуктивными характеристиками и ФЕС.

Практическая ценность и реализация результатов работы

1.Проведен анализ геолого-физических и технологических факторов, определяющих эффективность технологий воздействия на нефтяные пласты месторождений Беларуси, позволивший выявить доминирующие параметры, такие как энергетическое состояние пластовой системы, удельная емкость пласта, количество проницаемых пропластков, средний базовый дебит, наличие дострелов и реперфорации, порядковый номер обработки, максимальное давление закачки реагента.

2.Комплекс технологий ГИКВ и ДИВ опробован и внедрен при реализации программ геолого-технических мероприятий (ГТМ) на Славаньском, Мармовичском, Вишанском, Речицком, Борисовском, Давыдовском, Чкаловском и Березинском нефтяных месторождениях РУП «ПО «Белоруснефть».

3.Опробование и внедрение разработанных технологий позволило дополнительно добыть около 46 тыс. тонн нефти в период 2003-2010 г.г.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-технической конференции (НТК) молодых специалистов РУП «ПО «Белоруснефть» (г. Речица, 1999, 2001, 2002 гг.), международной научной конференции молодых специалистов «Нефтегазовая геология и геофизика Украины – взгляд в новое тысячелетие» (г. Чернигов, 20-21 июня 2000 г.), научно-практической конференции (НПК) «Проблемы освоения ресурсов нефти и газа Беларуси и пути их решения» (г. Гомель, 2002 г.), международном симпозиуме «Новые технологии разработки нефтегазовых месторождений» (г. Москва, 2004г.), 5-й Международной НПК «Освоение ресурсов трудноизвлекаемых и высоковязких нефтей» (г. Геленджик, 2005 г.); НПК «Эффективные пути поисков, разведки и разработки залежей нефти Беларуси» (г. Гомель, 2006 г.), II Международной НПК «Современные технологии капитального ремонта скважин и повышения нефтеотдачи пластов. Перспективы развития» (г. Геленджик, 2007 г.), ХХШ межотраслевой НПК «Инновационные направления в области техники и технологии бурения и ремонта нефтегазовых скважин» (г. Анапа, 2008 г.).

Публикации результатов работы

Основные результаты диссертации опубликованы в 16 печатных работах, из них включенных в перечень ВАК – 3; статей в рецензируемых отраслевых журналах и сборниках - 7, тезисов докладов научных конференций и симпозиумов - 6; получено патентов – 3.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, общей характеристики работы, 3 глав, заключения, библиографического списка. Работа изложена на 135 страницах, включает 42 иллюстрации и 10 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы, ее практическая значимость, сформулированы цель и основные задачи исследования.

В первой главе приведена характеристика продуктивных пластов нефтяных месторождений, значительная часть которых приурочена к трудноизвлекаемым, а также проблемы разработки данных залежей.

Около 94 % запасов нефти Беларуси сосредоточено в карбонатных коллекторах. Практически все коллекторы продуктивных горизонтов нефтяных месторождений Беларуси относятся к классу сложнопостроенных (смешанных), что требует нестандартного дифференцированного подхода при планировании мероприятий по воздействию на них с целью интенсификации притока.

Около половины остаточных извлекаемых запасов относятся к категории трудноизвлекаемых (ТИЗ), что предполагает невозможность их рентабельной добычи при существующих технологиях разработки залежей и воздействия на пласт. В соответствии с существующей классификацией к ТИЗ относятся запасы обводненных объектов, подгазовых зон пластов, высоковязких нефтей, НПК и др.

Проницаемость 61 залежи нефти из 126, числящихся на балансе на 01.01.2010 года, по данным гидродинамических исследований и измерений на кернах составляет менее 0,05 мкм2 и только 64 характеризуются проницаемостью, превышающей 0,05 мкм2.

Проблема разработки ТИЗ для нефтяной промышленности становится все более насущной. В общей структуре сырьевой базы удельный вес этой категории запасов возрастает (в период 1995-2010 гг. данный показатель вырос с 32 % до 59 % от извлекаемых). Такая ситуация диктует необходимость расширения работ по созданию эффективных технологий их разработки и активизации выработки запасов.

Исходя из вышеперечисленного, можно сделать вывод о том, что для эффективного воздействия на низкопроницаемые пласты необходима разработка комплекса технологий, включающих химический, физико-механический, физический и другие факторы воздействия, что позволит создать в неблагоприятных условиях вышеуказанных пластов условия для фильтрации пластового флюида с целью его наиболее полного извлечения.

Научно-теоретическую основу диссертационному исследованию составили работы В.А Амияна, Ю.А. Балакирова, С.Б. Бекетова, B.C. Войтенко, Ю.И. Войтенко, С.М. Гадиева, Ю.Д. Качмара, АХ. Мирзаджанзаде, Э.М. Симкина, Р.С. Яремийчука, A.M. Ясашина и др.

Во второй главе представлен анализ существующих технологий воздействия на пласт с целью интенсификации притока.

Все методы воздействия на ПЗС для интенсификации притока или приемистости можно разделить на:

  1. термо-химические;
  2. гидромеханические;
  3. комбинированные.

Основой химического воздействия является кислотная обработка ПЗС кислотосодержащими составами, позволяющими увеличить проницаемость вследствие выщелачивания кислоторастворимых карбонатных материалов в породе и очистить поры, закупоренные глинистым раствором при бурении, очистить фильтрующую поверхность забоя скважины от коррозионных отложений и заиливающих материалов; растворять и вынести на поверхность коррозионные отложения со стенок насосно-компрессорных труб (НКТ) и обсадных колонн. Применение кислотных методов повышения нефтеотдачи пласта (ПНП) и интенсификации добычи нефти (ИДН) дает высокую эффективность на залежах, находящихся на начальной, безводной стадии разработки.

Основной целью физико-механических методов является очистка имеющихся каналов фильтрации от закупоривающих веществ, либо создание новых фильтрационных каналов. К ним можно отнести дренирование пласта с использованием струйных насосов, виброударное воздействие и др.

Повышение эффективности ГТМ на низкопроницаемых залежах все более зависит от концентрации интенсифицирующих факторов воздействия на пласт. Наиболее правильным в этом направлении следует считать разработку комплексных технологий, включающих в себя сочетание физико-химических, тепловых и гидродинамических факторов воздействия.

Анализ всех рассмотренных технологий позволил сделать вывод, что для эффективного воздействия на неоднородные и низкопроницаемые залежи месторождений Беларуси на существующих стадиях разработки необходимо совершенствование технологий воздействия по следующим направлениям:

1.комбинирование химического с импульсными видами воздействия для неоднородного карбонатного пласта;

2.усовершенствование способа очистки продуктивного пласта после химического воздействия.

В третьей главе приведен анализ геолого-физических и технологических факторов применяемых технологий химического воздействия на месторождениях Беларуси в период с 1990 по 1997 гг., который позволил выявить доминирующие. Это такие, как энергетическое состояние пластовой системы, удельная емкость пласта, количество проницаемых пропластков, средний базовый дебит, наличие дострелов и реперфорации, порядковый номер обработки и максимальное давление закачки реагента.

Применяемые в настоящее время традиционные методы воздействия на ПЗП в ряде случаев не приносят желаемых результатов. Повышение эффективности ГТМ все более зависит от концентрации интенсифицирующих факторов воздействия на пласт. Низкая проницаемость нефтяных пластов делает невозможным нагнетание в них раствора кислоты даже при избыточных давлениях на устье скважины равных давлению опрессовки эксплуатационной колонны.

Наиболее перспективным направлением разработки методов интенсификации притока в условиях залегания низкопродуктивных пластов следует считать путь интеграции гидроимпульсных воздействий на пласт с химическими и тепловыми факторами. При многократно повторяющихся гидроударах в совокупности с нагнетанием кислотных растворов, применяемых в качестве расклинивающей жидкости, постепенно увеличивается глубина и раскрытость трещин, а, следовательно, облегчаются условия проникновения кислотного раствора в слабопроницаемый пласт.

Известно, что пульсаторы клапанного типа позволяют получать гидроударные импульсы низкой частоты (от 0,5 до 30 Гц) и большой амплитуды (до 20 МПа). Кроме этого, при циклическом истечении жидкости из устройства, находящегося в жидкости, усиливается образование в жидкой среде колебательных процессов.

В этой связи в 2002 году был изготовлен и испытан опытный образец устройства В1 (рис.1), позволяющий изменением расхода подаваемой жидкости осуществлять прямую промывку без пульсаций и работу в пульсационном режиме, а также обеспечивающий свободный пропуск жидкости в обратном направлении для проведения промывки после обработок. Также, устройство В1 путем конструктивных изменений (поджатия пружины) позволяет изменять амплитуду создаваемых пульсаций.

Конструкция пульсатора показана на рисунке 1 и включает в себя: корпус 1, поршень 2 со штоком 3, опирающийся на пружину 4, усилие которой регулируется полой гайкой 5. Корпус 1 имеет выпускные отверстия 6 и подпоршневые каналы 7. Шток 3 выполнен полым, с двумя рядами радиальных отверстий 8 и 9, выполненных с возможностью поочередного сообщения с каналами 7. Поршень 2 имеет дроссельные отверстия 10, соединяющие надпоршневую 11 и подпоршневую 12 полости.

Подбор дроссельных отверстий 10 и пружины 4 осуществлен таким образом, что при малом (менее 1 л/с) расходе рабочей жидкости перепад давления на дроссельных отверстиях 10 не позволяет сжать пружину 4 и прервать сообщение канала 7 и радиальных отверстий 9. При этом рабочая жидкость поступает по НКТ в надпоршневую полость и через дроссельные отверстия 10 в подпоршневую полость 12, из которой по каналам 7, отверстиям 9, осевой полости штока 3 и полую гайку 5 попадает в затрубное пространство в безпульсационном режиме.

Рисунок 1 – Устройство В1



Pages:   || 2 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.