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 |

Повышение эффективности первичного вскрытия и освоения продуктивных пластов на основе применения биополимерных растворов

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Капитонов Владимир Алексеевич

Повышение эффективности первичного вскрытия и освоения продуктивных пластов на основе применения биополимерных растворов

Специальность 25.00.15 Технология бурения

и освоения скважин

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2007

Работа выполнена на кафедре технологии и техники бурения скважин Санкт-Петербургского государственного горного института им. Г.В. Плеханова (технического университета)

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор

Николаев Николай Иванович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

Поляков Владимир Николаевич

кандидат технических наук

Цигельнюк Елена Юрьевна

Ведущее предприятие ОАО “Буринтех”

Защита диссертации состоится 12 ноября 2007 года в 14 ч. на заседании диссертационного совета Д 212.224.02 при Санкт-Петербургском государственном горном институте (техническом университете) им. Г.В. Плеханова по адресу: 199106, г. Санкт-Петербург, В.О., 21 линия, д.2, ауд. 1160

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного горного института им. Г.В. Плеханова (технического университета)

Автореферат разослан 12 октября 2007 г.

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ

диссертационного совета,

д.т.н., профессор Л.К.ГОРШКОВ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации. В настоящее время нефтяная и газовая отрасли являются ведущими в топливно-энергетическом комплексе России, а их развитие определяется научно-техническими достижениями в области строительства скважин на нефть и газ.

Вскрытие продуктивных пластов традиционными методами с применением глинистых буровых растворов на водной основе в большинстве случаев приводит к загрязнению призабойной зоны пласта (ПЗП) твердой фазой и фильтратом раствора. Это ведет к ухудшению коллекторских свойств пласта и увеличению сроков и стоимости работ по освоению скважин, а иногда вообще не удается получить промышленно значимый приток пластовых флюидов к скважине.

Выше указанные факторы особенно сильно влияют на результаты освоения скважин на месторождениях высоковязких нефтей с низкими пластовыми давлениями и малопродуктивными коллекторами.

В связи с этим становится актуальной задача снижения негативного воздействия промывочной жидкости на ПЗП при первичном вскрытии продуктивных залежей.

Для решения данной проблемы в настоящее время при вскрытии продуктивных пластов все чаще применяются специальные составы промывочных жидкостей с низким содержанием дисперсной фазы (малоглинистые и полимерглинистые буровые растворы), а также безглинистые очистные агенты на углеводородной основе, минерализованные растворы, аэрированные жидкости и пены, сжатый газ, которые снижают ухудшение коллекторских свойств ПЗП и повышают коэффициент восстановления проницаемости продуктивных пластов при освоении скважин.

Тем не менее применение перечисленных составов не обеспечивает сохранение естественных фильтрационно-емкостных характеристик пластов, что приводит к снижению их продуктивности.

Зарубежный опыт первичного вскрытия продуктивных залежей показывает, что существенного снижения воздействия промывочной жидкости на пласт можно добиться путем применения определённых композиций буровых растворов на основе высокомолекулярных органических и неорганических соединений.

Однако, при значительных технологических преимуществах таких растворов их главный и существенный недостаток – высокая стоимость полимерных реагентов, которая колеблется от 100 до 500 тыс. руб. за т. и является основным сдерживающим фактором широкого распространения безглинистых буровых растворов в практике ведения буровых работ.

В этой связи представляется актуальной задача создания рецептур более дешёвых, но не менее эффективных безглинистых биополимерных буровых растворов, в частности, на основе экзополисахаридов (ЭПС).

Вопросами совершенствования технологий вскрытия продуктивных нефтяных и газовых пластов посвящены работы многих российских ученых, в том числе Ангелопуло О.К., Ахмадеева Р.Г., Булатова А.И., Зозули Г.П., Мавлютова М.Р., Мирдзаджанзаде А.Х., Овчинникова В.П., Полякова В.Н., Рябоконя С.А., Шищенко Р.И., Юсупова И.Г. и др.

Исследованием и разработкой рецептур промывочных жидкостей в разное время занимались Агзамов Ф.А., Городнов В.Д., Грей Дж. Р., Дарли Г.С.Г., Зозуля В.П., Измайлова Р.А., Кистер Э.Г., Кондрашев О.Ф., Кошелев В.Н., Крылов В.И., Маковей Н., Николаев Н.И., Нифонтов Ю.А., Рябова Л.И., Рязанов Я.А., Уляшева Н.М., Чубик П.С., Шарафутдинов З.З. и др.

Актуальность темы диссертации подтверждается её включением в планы исследования госбюджетной НИР кафедры технологии и техники бурения скважин СПГГИ(ТУ) за 2005-2007 гг. “Разработка рецептур промывочных жидкостей на основе полимерных композиций”, а также в тематику хозяйственного договора между СПГГИ(ТУ) и ООО “Севергазпром” № 4/2007 “Повышение качества вскрытия продуктивных пластов с аномально низкими пластовыми давлениями за счёт применения малоглинистых буровых растворов и безглинистых промывочных жидкостей на основе полисахаридов”.

Цель работы. Повышение эффективности вскрытия и освоения продуктивных залежей с аномально низкими пластовыми давлениями, низкой проницаемостью коллектора и значительной вязкостью углеводородного сырья.

Идея работы. Сохранение естественных фильтрационно-емкостных характеристик пластов за счёт создания в ПЗП временного изолирующего слоя при использовании в качестве очистного агента модифицированных безглинистых растворов на основе ЭПС Barrixan.

Задачи исследования:

  1. Проанализировать современные способы первичного вскрытия продуктивных пластов с аномально низкими пластовыми давлениями, низкой проницаемостью коллектора и значительной вязкостью углеводородного сырья и оценить факторы, влияющие на качество вскрытия продуктивных пластов.
  2. Провести комплекс лабораторных исследований безглинистых промывочных жидкостей на основе различных биополимеров типа ксантан.
  3. Разработать составы модифицированных безглинистых буровых растворов, позволяющих создавать в ПЗП временный изолирующий слой, предотвращающий глубокое загрязнение продуктивного пласта промывочной жидкостью.
  4. Провести исследования технологических свойств разработанных составов безглинистых биополимерных растворов и дать оценку границам их применимости.
  5. Разработать методику проведения экспериментов по исследованию проницаемости нефтенасыщенных пород при фильтрации через них различных типов промывочных жидкостей и углеводородов.
  6. Исследовать процессы фильтрации различных типов буровых растворов в нефтенасыщенных терригенных породах и дать оценку их загрязняющего воздействия на пласт.
  7. Провести оценку ожидаемой технико-экономической эффективности предложенных составов буровых растворов.

Методика исследования включает в себя комплекс экспериментальных и аналитических исследований с использованием как стандартных, так и специально разработанных методик проведения экспериментов, планирование и статистическая обработка результатов с использованием современного программного обеспечения.

Научная новизна заключается в установлении способности безглинистых биополимерных буровых растворов на основе ксантановых смол формировать в ПЗП изолирующий слой, снижающий отрицательное воздействие промывочной жидкости на коллекторские свойства нефтенасыщенных пород и полностью разрушаемый с течением времени в результате биодеструкции.

Защищаемые научные положения:

  1. Применение безглинистых буровых растворов на основе биополимера Barrixan при его массовом содержании 0,3-0,5 % обеспечивает условия восстановления фильтрационно-емкостных свойств нефтенасыщенных горных пород за счёт гидрофобизации глинистых частиц в пористой среде, а также создания временного изолирующего слоя на границе взаимодействия бурового раствора с горной породой.
  2. Эффективным стабилизатором технологических свойств разработанных составов биополимерных буровых растворов является добавка алюмокалиевых квасцов, вводимая в количестве 0,1-0,3 % мас. и повышающая биостабильность буровых растворов в 3 раза.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций определяется современным уровнем аналитических и экспериментальных исследований, удовлетворительной сходимостью расчетных величин с результатами лабораторных исследований (±1-5%), воспроизводимостью полученных данных.

Практическая значимость заключается: в разработке рецептур промывочных жидкостей для бурения скважин и вскрытия продуктивной толщи, позволяющих снизить материальные затраты на бурение и повысить сохранность фильтрационно-емкостных свойств продуктивных пластов, а также комплекта программ для оперативного получения оптимальной концентрации компонентов в биополимерном буровом растворе.

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований докладывались на VII международной молодежной научной конференции “СЕВЕРГЕОЭКОТЕХ-2006” (Ухта, Ухтинский государственный технический университет, 2006); XVII Международной конференции по науке и технике (Польша, Краковская горно-металлургическая академия, 2006); III Всероссийской научно-практической конференции “Нефтепромысловая химия” (РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2007).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ.

Объем и структура диссертационной работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, основных выводов и рекомендаций, библиографического списка, включающего 125 наим. Материал диссертации изложен на 115 стр., включает 15 табл. и 40 рис.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении приводится общая характеристика работы, обосновывается ее актуальность, определяются цель, задачи, идея работы, излагаются защищаемые научные положения, научная новизна и практическая значимость.

В первой главе проведен анализ фильтрационно-емкостных характеристик и условий залегания коллекторов нефти и газа, из которого следует, что в настоящее время растёт доля трудноизвлекаемых запасов. Это связано с увеличением количества залежей с аномально низкими пластовыми давлениями, низкой проницаемостью коллектора и значительной вязкостью углеводородного сырья.

Рассматриваются причины ухудшения фильтрационно-емкостных свойств нефтегазовых коллекторов в процессе вскрытия, которые связаны с увеличением эффективной вязкости подвижных фаз и снижением проницаемости пустотного пространства.

Приводятся способы вскрытия залежей нефти и газа и конструкции скважин в продуктивных интервалах.

Проанализированы условия процесса промывки скважины и распространённые составы буровых растворов, применяемых при первичном вскрытии нефтегазовых залежей. Рассмотрено влияние каждого типа бурового раствора на фильтрационно-емкостные свойства ПЗП при первичном вскрытии, на основе чего сделан вывод, что существенного снижения воздействия промывочной жидкости на пласт можно добиться путем применения новых композиций буровых растворов на основе высокомолекулярных органических и неорганических соединений.

Рассмотрены принципы выбора бурового раствора для вскрытия залежей нефти и газа, сформулированы задачи исследований.

Во второй главе изложена методика аналитических и экспериментальных исследований. В ней перечислены технологические параметры, предназначенные для контроля выполняемых буровым раствором функций. Приводятся методы изучения процессов, протекающих в продуктивных пластах. Рассмотрены реологические и фильтрационные характеристики буровых растворов, которые необходимо учитывать при вскрытии продуктивных пластов. Перечислены преимущества многофакторного планирования экспериментов с применением математических методов.

В третьей главе представлены результаты исследования технологических параметров биополимерных растворов на основе различных реагентов, представленных в табл. 1.

Таблица 1

Технологические параметры биополимерных растворов

Концентрация реагента по массе Плотность, кг/м3 Водоотдача за 30 мин., см3 Коэффициент трения корки СНС через 10 мин., дПа Условная вязкость, с Пластическая вязкость, мПас Динамическое напряжение сдвига, Па
0,5% Rodhopol 23 P/W 982 8 0,045 9,8 81 15 11,8
0,5% Barrixan № 91 971 9 0,045 11,0 54 14 8,0
0,5% Haihua IN 965 16 0,044 8,6 36 8 9,8
0,5% Haihua IV 973 19 0,063 9,8 39 9 10,1


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.