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 |

Технологии изоляции притока высокоминерализованных вод в скважину для условий карбонатных коллекторов нефтяных месторождений республики беларусь

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Лымарь Игорь Владимирович

ТЕХНОЛОГИИ ИЗОЛЯЦИИ ПРИТОКА ВЫСОКОМИНЕРАЛИЗОВАННЫХ ВОД В СКВАЖИНУ ДЛЯ УСЛОВИЙ КАРБОНАТНЫХ КОЛЛЕКТОРОВ 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 – 2012

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, Хисметов Тофик Велиевич
кандидат технических наук, Джалалов Константин Эдуардович
Ведущая организация: ООО «РН-Краснодарнефтегаз»

Защита состоится 16 февраля 2012 года в 15 часов 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 технологического университета по адресу: 350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2.

Автореферат разослан « » января 2012 г.

Ученый секретарь

Диссертационного совета,

кандидат химических наук, доцент Г.Г. Попова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Значительная часть скважин, эксплуатирующих залежи нефтяных месторождений Республики Беларусь, обводняется преждевременно из-за нарушения герметичности заколонного пространства и прорыва воды по наиболее проницаемым пропласткам. Это приводит к нерентабельной или низкорентабельной добыче нефти и пополнению бездействующего фонда обводнившимися скважинами.

Для компенсации безвозвратных потерь, активизации выработки запасов и снижения падения добычи нефти проводится комплекс геолого-технических мероприятий (ГТМ). Среди них важнейшими являются водоизоляционные работы (ВИР).

Основными особенностями проведения ВИР в условиях месторождений Республики Беларусь являются: карбонатный (трещинный) тип коллекторов и высокая минерализация пластовых (попутных) вод хлоркальциевого типа, составляющая 200-380 г/л.

Применяемые в настоящее время технологии ВИР отличаются низкой эффективностью, высокой трудоемкостью и стоимостью.

Актуальность работы заключается в ее направленности на повышение технологических и технико-экономических показателей ВИР путем поиска, разработки и внедрения новых водоизолирующих составов (ВИС), методов и технологий ВИР для геолого-технических условий (ГТУ) нефтяных месторождений Республики Беларусь.

Цель работы и основные задачи исследования. Повышение результативности ВИР посредством разработки новых высокоэффективных ВИС и технологий ВИР с учетом ГТУ нефтяных месторождений Республики Беларусь. Для достижения цели исследования поставлены и решены следующие задачи:

  1. Исследовать влияние технологических параметров проведения ВИР на эффективность.
  2. Выполнить обзор применяемых для изоляции водопритока химреагентов и ВИС. Проанализировать их физико-химические, технологические характеристики и осуществить научно-обоснованный выбор видов ВИС, наиболее подходящих к ГТУ нефтяных месторождений Республики Беларусь.
  3. Разработать методику и установку для исследования ВИС в условиях, приближенных к ГТУ нефтяных месторождений Республики Беларусь.
  4. Разработать ВИС для условий карбонатных коллекторов нефтяных месторождений Республики Беларусь.
  5. Выполнить лабораторные и модельные исследования предложенных ВИС, а также обосновать технологические и физико-химические факторы, влияющие на эффективность ВИР.
  6. Разработать технологии применения предложенных ВИС, провести опытно-промысловые испытания и внедрить их в нефтепромысловую практику.
  7. Разработать и внедрить технологии селективной изоляции водопритока.
  8. Теоретически обосновать и провести опытно-промысловые испытания комплексной технологии закачки ВИС в пласт в режиме низкочастотного импульсного воздействия.

Научная новизна работы. На основании обобщения теоретических и экспериментальных исследований разработаны научно обоснованные технологические решения, позволяющие достигнуть значительного прогресса в совершенствовании технологии ВИР.

  1. Определены технологические параметры, влияющие на эффективность ВИР, и разработаны требования, предъявляемые к ВИС для изоляции притока высокоминерализованных вод в скважину в условиях карбонатных коллекторов нефтяных месторождений Республики Беларусь.
  2. Разработаны методика и установка для исследования ВИС в условиях, приближенных к ГТУ нефтяных месторождений Республики Беларусь.
  3. Установлено, что в условиях нефтяных месторождений Республики Беларусь эффективны технологии селективной изоляции водопритока, основанные на неравномерности проникновения ВИС в нефте- и водонасыщенные интервалы.
  4. Впервые изучено влияние вида буферной жидкости (БЖ) на эффективность изоляции водопритока и установлены причины осложнений, возникающих при использовании осадкообразующих ВИС (ОВИС).
  5. Разработаны технологии ВИР с использованием ВИС на основе химреагентов марок “АКОР-БН102”, “ГПАН”, “ОВП-1” и ПАА, отличающиеся высокой эффективностью при использовании в ГТУ месторождений Республики Беларусь.
  6. Теоретически и экспериментально обоснована комплексная технология закачки ВИС в пласт в режиме низкочастотного импульсного воздействия.

Основные положения, выносимые на защиту

  1. Технологии ВИР с использованием ВИС на основе химреагентов марок “АКОР-БН102”, “ГПАН”, “ОВП-1” и ПАА.
  2. Методика и установка для исследования ВИС в условиях, приближенных к ГТУ нефтяных месторождений Республики Беларусь.
  3. Комплексная технология закачки ВИС в пласт в режиме низкочастотного импульсного воздействия.
  4. Технология селективной изоляции водопритока для условий нефтяных месторождений Республики Беларусь.
  5. Результаты внедрения разработанных технологий ВИР в скважинах нефтяных месторождений Республики Беларусь.

Практическая ценность и реализация результатов исследований

  1. Разработаны методика и установка для исследования ВИС в условиях, приближенных к ГТУ нефтяных месторождений Республики Беларусь.
  2. Изучено влияние вида буферной жидкости (БЖ) на эффективность изоляции водопритока и установлены причины осложнений, возникающих при использовании ОВИС.
  3. Разработаны, адаптированы для условий карбонатных пластов Республики Беларусь и внедрены в практику новые технологии ВИР на основе химреагентов марок “АКОР-БН102”, “ГПАН”, “ОВП-1” и ПАА.
  4. Разработана и опробована технология селективной изоляции водопритока.
  5. Разработана и испытана в промысловых условиях комплексная технология закачки ВИС в пласт в режиме низкочастотного импульсного воздействия.
  6. Результаты работы положены в основу 5 стандартов РУП “ПО “БЕЛОРУСНЕФТЬ” на проведение ГТМ в скважинах.
  7. В рамках опытно-промысловых испытаний разработанных технологий в 9 скважинах получен положительный результат в виде дополнительной добычи нефти в объеме 110 тыс. т.
  8. Предложенные технологии ВИР опробованы и внедрены на 14 нефтяных месторождениях Республики Беларусь.

Апробация работы. Основные результаты исследований и внедрения разработанных технологий были обсуждены на Семинарах и научно-технических конференциях Гомельского Государственного Технического Университета имени П.О. Сухого, Научно-практической конференции «Проблемы освоения ресурсов нефти и газа Беларуси и пути их решения» (Гомель, 2003 г.), Международном технологическом симпозиуме «Новые технологии разработки и повышения нефтеотдачи» (Москва, 2005 г.), Международной конференции «Fractured basement reservoir» (г. Вунгтау, Вьетнам, 2006 г.), Международных научно-практических конференциях «Современные технологии капитального ремонта скважин и повышения нефтеотдачи пластов. Перспективы развития» (Геленджик, 2006, 2007 г.), Научно-практической конференции «Эффективные пути поисков, разведки и разработки залежей нефти Беларуси» (Гомель, 2007 г.), Международной научно-технической конференции «Geopetrol-2008» (Краков, Польша, 2008 г.).

Опубликованность результатов работы. Основные результаты диссертации опубликованы в 17 печатных работах, в т.ч. два патента на изобретение. В изданиях, рекомендованных ВАК Российской Федерации для публикаций основных научных результатов диссертаций, – 4 работы.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, общей характеристики работы, 4 разделов, заключения, списка использованных источников. Работа изложена на 203 страницах, включая 33 рисунка, 27 таблиц.

Основное содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследований.

В первой главе представлен статистический анализ выполненных ВИР в залежах нефтяных месторождений Республики Беларусь.

По результатам исследований сделан вывод о том, что применяемые ВИС не отвечают выдвигаемым требованиям, а используемые технологии трудоемки и дорогостоящи.

Установлено, что успешность и эффективность ВИР повышается при: использовании легкофильтрующихся ВИС, образующих тампонажный материал (ТМ) с высокими деформационно-прочностными характеристиками (ДПХ); объеме закачки ВИС более 10 м3; давлении закачки ВИС более 12 МПа.

На основании литературно-патентной проработки были систематизированы и обобщены основные критерии, которым должны соответствовать ВИС, внедряемые на нефтяных месторождениях Республики Беларусь. Проанализированы литературные данные по применяемым в мировой практике ВИС, выявлены технологические особенности и области их эффективного использования. Определены перспективные направления исследований.

Результаты выполненного анализа свидетельствуют о том, что наиболее перспективными и в большей мере отвечающими разработанным требованиям являются ВИС на основе: кремнийорганических соединений; сшитых ПАА; ОВИС на основе гидролизованного полиакрилонитрила, при условии повышения их эффективности и улучшения свойств образующегося осадка – увеличения объема и ДПХ (путем как модификации ВИС, так и внедрения усовершенствованных технологических приемов).

Главными задачами при совершенствовании технологий ВИР по объективным причинам являются снижение стоимости и повышение эффективности работ.

Первая задача может быть решена сокращением времени выполнения скважино-операций посредством упрощения технологического цикла и снижения его трудоемкости. Указанным требованиям в наибольшей мере отвечает метод селективной изоляции.

Вторая задача может быть решена комплексным совершенствованием технологий ВИР и внедрением новых, отвечающих необходимым требованиям, ВИС и технологий их применения.

Вторая глава посвящена экспериментальным исследованиям перспективных ВИС в статических и динамических условиях.

Лабораторные, моделирующие промысловые, исследования ВИС проводились по методикам, позволяющим оценить время гелеобразования, объем ТМ, его ДПХ и адгезию к породе, характер изменения ДПХ под воздействием температуры, пластовой (минерализованной) воды и кислот.

Для приготовленных механическим смешением компонентов ВИС определяли: массовую долю сухого вещества методом сушки до постоянной массы (ГОСТ 24104-2001), вязкость, величину водородного показателя.

Дальнейшие исследования выполнялись по одной из двух методик в зависимости от механизма образования ТМ.

Гелеобразующие ВИС (ГВИС) после приготовления помещали в термошкаф, выдерживали при пластовой температуре (60-80 С) и оценивали следующие показатели: время гелеобразования, ДПХ и адгезионные характеристики ТМ, характер изменения ДПХ и адгезионных параметров при контакте с пластовой (минерализованной) водой и кислотами, стабильность (отсутствие усадки и синерезиса) в условиях моделирующих пластовые.

После приготовления ОВИС смешивали с осадителем (инициатором осадкообразования), помещали в термошкаф, выдерживали при пластовой температуре (60-80 С) и определяли: объем образовавшегося осадка до и после центрифугирования; ДПХ образующегося осадка; характер их изменения при контакте с пластовой (минерализованной) водой и кислотами; стабильность (изменение объема и свойств осадка во времени) в условиях моделирующих пластовые.

ОВИС испытывалась также методом «наслаивания» на исследуемые ВИС равных объемов осадителя (инициатора осадкообразования). После выдержки при пластовой температуре (60-80 С) определяли ДПХ ТМ, образующегося на границе раздела.

Модельные исследования проводились на установке УИПК с использованием насыпных (молотая порода) и керновых моделей пласта.

Критериями для оценки эффективности ВИС являлись: изменение проницаемости водонасыщенной модели пласта, давление и градиент давления при закачке воды и ВИС, коэффициент остаточного гидравлического сопротивления.

ГВИС также исследовались с использованием разработанных методики и экспериментальной установки, позволяющих моделировать трещинный коллектор путем сверления сквозных отверстий в непроницаемом керновом материале. Отличительной особенностью данной методики является возможность проведения исследований в условиях, приближенных к ГТУ нефтяных месторождений Республики Беларусь, относительно низкая трудоемкость, высокая повторяемость геометрии модели трещины и результатов исследований.

В качестве ВИС испытывались составы на основе промышленно выпускаемых реагентов: “АКОР-БН102”, “ОВП-1”, ПАА “DP-9” и “Праестол-2510N”. Кроме того, были исследованы ВИС на основе выпущенного опытной партией отечественного реагента “ГПАН”.

На основании лабораторных исследований было установлено: наиболее оптимальными являются ВИС на основе концентратов “ГПАНа”, разбавленных пресной водой в объемном соотношении 2:1 и смешанных с минерализованной водой хлоркальциевого типа плотностью 1,15 г/л. В этом случае образуется плотный, эластичный ТМ в объеме 17 % от объема реакционной смеси.

Для оценки тампонирующей способности были проведены испытания ВИС на моделях пласта. Результаты одного из них представлены на рисунке 1.

Из рисунка 1 видно, что снижение проницаемости водонасыщенной модели пласта после обработки ВИС на основе “ГПАН” составило 95,7 %. Градиент давления увеличился в 56 раз.

  Динамика изменения проницаемости, градиента давления и давления закачки-2

Рисунок 1 – Динамика изменения проницаемости, градиента давления и давления закачки водонасыщенной модели пласта № 1 после закачки ВИС на основе “ГПАН” и минерализованной воды ( = 1150 кг/м3)

В ходе дальнейших исследований из отходов волокон марок “нитрон С” и “нитрон Д” ПО «Полимир» был синтезирован химреагент “ОВП-1”.

Выполненные лабораторные исследования показали, что водный раствор “ОВП-1” объемной концентрацией 50% в наибольшей мере отвечает предъявляемым к ВИС требованиям.

Результаты модельных исследований подтвердили, что образующийся при взаимодействии раствора “ОВП-1” и минерализованной пластовой воды ТМ обладает достаточно высокими тампонирующими свойствами. При обратной прокачке пластовой воды произошло существенное снижение проницаемости водонасыщенной модели пласта (на 93,1 %), а градиент давления, по сравнению с начальным, увеличился в 17,5 раза.

По результатам лабораторных исследований “АКОР-БН102” сделано заключение, что ВИС на его основе по сравнению с традиционно применяемыми для ВИР кремнийорганическими ВИС обладают рядом преимуществ: высокой совместимостью с водой, водными растворами солей и полимеров, малой вязкостью, образуют ТМ с высокими ДПХ. Установлено, что период гелеобразования ВИС на основе “АКОР-БН102” уменьшается с ростом минерализации воды затворения, концентрации раствора, температуры, а также в присутствии карбонатной породы.

Обработка водонасыщенных моделей пласта ВИС на основе “АКОР-БН102” снижает их проницаемость на 99,7-99,8 % (рисунок 2).

  Динамика изменения проницаемости водонасыщенных моделей пласта № 1 (а) и-3  Динамика изменения проницаемости водонасыщенных моделей пласта № 1 (а) и-4

Рисунок 2 – Динамика изменения проницаемости водонасыщенных моделей пласта № 1 (а) и № 2 (б) после их обработки ВИС на основе “АКОР-БН102” (1:3)

Испытания, выполненные по разработанной методике, показали, что ТМ, формируемый ВИС на основе реагента “АКОР-БН102” в условиях карбонатных отложений, обеспечивает изоляцию крупных трещин. Кроме того, доказана высокая селективность испытанных ВИС – градиент давления прорыва водоизолирующего экрана (ВИЭ) в водонасыщенных моделях в 2 раза выше, чем в нефтенасыщенных. При этом, несмотря на частичное разрушение ВИЭ в водонасыщенных образцах, снижение их проницаемости сохранялось на уровне в 100-1000 раз при перепаде давления вплоть до 2 - 2,5 МПа (градиент давления 50 – 62,5 МПа/м).

Далее в главе представлены результаты выполненных лабораторных исследований по оптимизации рецептуры ВИС на основе ПАА (марок “DP-9” и “Праестол-2510N”) и сульфата алюминия к условиями залежей нефтяных месторождений Республики Беларусь.

Было установлено, что гель с наилучшими ДПХ, вязко-упругими и адгезионными характеристиками образовывается при смешении 10 объемных частей 1 %-ного водного ПАА и одной части 2,5 %-ного раствора Al2(SO4)3.

Результаты выполненных модельных исследований подтвердили высокую эффективность ВИС “DP-9” + Al2(SO4)3. Проницаемость модели пласта после обработки ВИС снизилась в 77,5 раза, градиент давления увеличился в 65,9 раза.

Введение в разработанный ВИС соляной кислоты (0,5 - 1 %) позволило отказаться от раздельной закачки растворов ПАА и сшивателя. Процесс гелеобразования нового ВИС инициируется повышением pH после нейтрализации кислоты карбонатной породой. При этом он селективно изолирует водонасыщенные промытые каналы, а в нефтенасыщенных формирование ТМ не происходит либо затруднено по причине отсутствия прямого контакта ВИС с породой из-за наличия пленки нефти.



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.