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 |

Разработка технологий освоения нефтенасыщенных объектов рифейских карбонатных отложений восточной сибири

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Карпов андрей Александрович

разработка технологий освоения нефтенасыщенных объектов рифейских карбонатных отложений восточной сибири

Специальность 25.00.17 – «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Уфа – 2010

Работа выполнена на кафедре разработки и эксплуатации нефтегазовых месторождений Уфимского государственного нефтяного технического университета.

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Зейгман Юрий Вениаминович.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, доцент

Хафизов Айрат Римович;

кандидат технических наук

Денисламов Ильдар Зафирович.

Ведущая организация ГАНУ «Институт нефтегазовых технологий и

новых материалов» Академии наук РБ

Защита состоится «15» апреля 2010 года в 1530 на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.289.04 при Уфимском государственном нефтяном техническом университете по адресу: 450062, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уфимского государственного нефтяного технического университета.

Автореферат разослан «15» марта 2010 года.

Ученый секретарь совета Ямалиев В.У.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Одной из важнейших проблем в нефтяной промышленности является повышение эффективности освоения скважин и регулирования проницаемости пород призабойной зоны в карбонатных пластах. Поэтому проведение геолого-технических мероприятий, предназначенных для восстановления и улучшения фильтрационных характеристик пород призабойной зоны пласта (ПЗП), является одним из перспективных направлений технического прогресса в добыче нефти. Несмотря на обилие технологий и химических реагентов, используемых для этих целей, вопросы эффективности геолого-технических мероприятий недостаточно изучены для условий месторождений в карбонатных коллекторах. С учетом тенденции ухудшения структуры запасов нефти, эта проблема становится ещё более актуальной.

В последние годы возрастает доля трудноизвлекаемых запасов нефти, сосредоточенных в низкопроницаемых карбонатных коллекторах, в процессе освоения и разработки которых происходит ухудшение фильтрационных характеристик продуктивных пластов. Снижение фильтрационных параметров пород ПЗП вызывается уменьшением фазовой проницаемости для нефти при применении водных технологических жидкостей за счет роста водонасыщенности и выпадения в осадок продуктов реакции растворов и породы.

Анализ результатов исследований в области интенсификации добычи нефти из карбонатных пластов показал, что многие решения этой важной задачи имеют свои недостатки, вызванные сложностью практической реализации предлагаемых технологий и высокой вероятностью необратимых изменений в ПЗП. Известно, что в результате первичного и вторичного вскрытия пластов большинство скважин становятся гидродинамически несовершенными, а их фактическая продуктивность становится меньше потенциальной.

В этих условиях актуальной становится разработка технологий освоения доломитизированных пластов, которые являются одними из наиболее перспективных объектов добычи углеводородного сырья Восточной Сибири.

Цель работы

Повышение эффективности освоения нефтенасыщенных объектов рифейских карбонатных отложений Восточной Сибири с применением обратных нефтекислотных составов.

Основные задачи исследования

1 Изучение результатов и анализ технологической эффективности освоения скважин, эксплуатирующих рифейские карбонатные пласты в условиях месторождений Восточной Сибири.

2 Изучение взаимодействия растворов неорганических кислот с доломитизированными карбонатными породами и совершенствование технологий их применения при освоении скважин.

3 Обоснование составов кислотных растворов и разработка технологий их применения для освоения нефтенасыщенных объектов в доломитизированных пластах с гидрофобной поверхностью пустотного пространства.

4 Проведение промысловых испытаний технологии освоения продуктивных пластов с использованием растворов нефтекислотных эмульсий (НКЭ).

5 Разработка технологии освоения нефтенасыщенных объектов с применением кислотного гидроразрыва пласта и технологических жидкостей на основе растворов НКЭ.

Методика исследований

Поставленные в работе задачи решались путем проведения лабораторных и промысловых экспериментов и анализа промыслового материала с использованием вероятностно-статистических методов. Исследования по моделированию операций освоения скважин проводились на естественных образцах горных пород. Обработка результатов велась на персональных ЭВМ с оценкой погрешности измерений и расчетов.

Научная новизна

1 Экспериментально установлено, что растворяющая способность нефтекислотных эмульсий, применяемых для интенсификации притока нефти в скважины из пластов рифейских отложений, больше, по сравнению с водными растворами кислот, за счет увеличения площади контакта активного раствора с гидрофобной поверхностью каналов фильтрации.

2 Установлено, что сохранение химической активности и агрегативной устойчивости состава при проведении работ по вызову притока жидкости и освоению рифейских карбонатных пластов достигается за счет оптимального компонентного состава кислотного раствора (80% - нефть, 19,93% - 15%-ный водный раствор сульфаминовой кислоты, 0,07% - эмульгатор Неонол АФ-9-12) и его физических параметров, которые определяют структуру, дисперсность и эффективную вязкость.

3 Установлено, что применение технологии кислотного гидроразрыва пласта для низкопроницаемых пород рифейских отложений обеспечивает подключение к процессам фильтрации удаленных от скважины участков за счет создания гидродинамической связи между нефтенасыщенными пустотами с одновременным кислотным воздействием.

Практическая ценность

1 В условиях Куюмбинского и Терско-Камовского месторождений внедрена технология освоения нефтенасыщенных объектов с использованием состава НКЭ для обработки карбонатного пласта. В результате применения технологии в скважине К-215 (IV объект) изменился состав продукции (появилась нефть), коэффициент продуктивности по нефти вырос до 0,17 м3/(сутМПа); в скважине К-235 (IV объект) увеличился дебит по жидкости с 0,21 до 1,48 м3/сут; в скважине ТК-509 (III объект) увеличился коэффициент продуктивности по газу в 35 раз, изменился состав продукции (появилась нефть), коэффициент продуктивности по нефти вырос до 0,7 м3/(сутМПа).

2 Разработанные технологии освоения нефтенасыщенных объектов рифейских карбонатных отложений Восточной Сибири применяются в учебном процессе Уфимского государственного нефтяного технического университета (УГНТУ) при чтении лекций и проведении практических занятий по дисциплине «Скважинная добыча нефти», а также курсовом и дипломном проектировании со студентами горно-нефтяного факультета по специальности 130503 «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений».

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы докладывались на 58-ой и 59-ой научно-технических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых Уфимского государственного нефтяного технического университета (2007, 2008гг.), а также на научно-технических семинарах кафедры «Разработка и эксплуатация нефтегазовых месторождений» УГНТУ и ООО "Славнефть-Красноярскнефтегаз" (2007, 2008гг.).

Объем и структура работы

Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения и списка литературы. Работа содержит 148 страниц машинописного текста, 40 рисунков, 11 таблиц, 109 библиографических ссылок.

Содержание работы

Во введении содержится общая характеристика работы, обоснована ее актуальность, поставлена цель и задачи исследований, показана научная новизна и практическое значение.

В первой главе приведена краткая геолого-промысловая характеристика Юрубчено-Тохомской зоны нефтегазонакопления и проведен анализ состава и строения объектов исследования. Юрубчено-Тохомская зона нефтегазонакопления является одним из наиболее перспективных объектов добычи углеводородного сырья в Восточной Сибири. Она включает Юрубченское, Вэдрэшевское, Куюмбинское и Терско-Камовское месторождения, основные залежи которых связаны с карбонатными отложениями среднего и верхнего рифея.

На основании результатов исследований геофизических, петрофизических и литологических характеристик разрезов разведочных скважин, а также промысловых и гидродинамических исследований скважин выделены следующие особенности:

  • изучаемый продуктивный разрез представлен рифейскими отложениями;
  • основными нефтенасыщенными породами продуктивного разреза являются доломиты;
  • тип коллекторов – каверно-трещинный и трещинно-каверновый;
  • в рифейском разрезе выделены в качестве коллекторов до 5 интервалов;
  • среднее пластовое давление составляет 21,5 МПа;
  • средняя пластовая температура +270С;
  • нефть – легкая, маловязкая, малосмолистая, парафинистая (содержание парафина до 2,5%).

Выполнен статистический анализ петрофизических и литологических характеристик (состава, пористости, проницаемости, флюидонасыщенности) пород-коллекторов по выделенным объектам испытаний для определения их средних и вероятностных значений, а также с целью установления корреляционной связи между ними, пригодной для практического использования.

При проведении анализа результатов работ по вскрытию продуктивных пластов, освоению и эксплуатации скважин установлено:

1) большинство нефтенасыщенных объектов осваиваются с применением технологических жидкостей на водной основе;

2) интенсивное поглощение технологических жидкостей при вскрытии продуктивных пластов происходит в условиях сильно развитой трещиноватости и кавернозности коллекторов;

3) при испытании средних (по разрезу) объектов в некоторых скважинах наблюдались прорывы воды и газа соответственно из нижних и верхних горизонтов;

4) создание больших депрессий при освоении скважин приводит к смыканию естественных вертикальных трещин в коллекторе;

5) при проведении операций освоения объектов в некоторых случаях отмечалось интенсивное гидратообразование в скважинах;

6) образование отложений парафина в скважинах и ПЗП;

7) низкая эффективность соляно-кислотных обработок скважин.

В результате выполненного анализа были выделены основные причины низкой эффективности освоения скважин Куюмбинского и Терско-Камовского месторождений, которые включают две группы:

  1. естественные (природные):
    • низкая поровая проницаемость пород-коллекторов;
    • высокая трещиноватость и кавернозность пород-коллекторов;
    • высокая расчлененность продуктивного разреза;
    • наличие развитой сети вертикальных трещин в продуктивном разрезе;
  2. искусственные (техногенные):
  • бурение скважин на репрессии, приводящее к поглощению больших объемов промывочной жидкости и ухудшению фильтрационно-емкостных свойств пород ПЗП;
  • использование при первичном вскрытии продуктивного пласта, перфорации, промывках и вызове притока технологических жидкостей на водной основе, проникающих в ПЗП и вызывающих ухудшение фильтрационно-емкостных параметров пород;
  • создание больших депрессий при вызове притока жидкости из пласта в скважины, способных вызвать смыкание трещин в ПЗП;
  • закачки в скважины или ПЗП холодных (или охлажденных в скважине при простое) технологических жидкостей и растворов, в результате которых образуются отложения парафина в скважине и ПЗП, сопровождаемые ухудшением фильтрационно-емкостных характеристик пород.

Наличие перечисленных причин, вызывающих осложнения при освоении скважин, свидетельствует о необходимости системного подхода к решению проблемы повышения эффективности их освоения и эксплуатации, предусматривающего охват всех элементов единой технологической цепочки процесса добычи нефти. В плане реализации системного подхода необходимо обосновать и выбрать методы, направленные на сохранение, восстановление и улучшение фильтрационно-емкостных характеристик ПЗП.

Во второй главе представлены результаты анализа успешности применения технологий кислотных обработок пород ПЗП с целью повышения продуктивности добывающих скважин.

Наибольшее распространение на промыслах нашли соляно-кислотные технологии и их модификации. Они играют огромную роль в интенсификации добычи нефти. Значительный вклад в развитие и совершенствование кислотных методов воздействия на ПЗП внесли Амиян В.А., Андреев В.Е., Антипин Ю.В., Аширов К.Б., Бакиров Н.М., Валеев М.Д. Дияшев Р.Н., Галлямов И.М., Гарифуллин Ш.С., Жданов С.А., Зейгман Ю.В., Ибрагимов Г.З., Илюков В.А., Кудинов В.И., Логинов Б.Г., Лозин Е.В., Лысенко В.Ф., Мищенко И.Т., Муслимов Р.Х., Мухаметшин В.Ш., Нугаев Р.Я., Орлов Г.А., Сидоровский В.А., Телин А.Г., Токарев М.А., Уметбаев В.Г., Фазлыев Р.Т., Хавкин А.Я., Хайрединов Н.Ш., Хазипов Р.Х., Хисамов Р.С, Хисамутдинов Н.И., Coulter G.R., Jennings A.R., Harris O.E., Sengul M., Smith C.F. и многие другие.

Существенное повышение эффективности обработок ПЗП по сравнению с обычными соляно-кислотными обработками (СКО) отмечено при использовании гидрофобных эмульсий, представляющих собой дисперсную систему.

Применение гидрофобных кислотных эмульсий позволяет замедлить скорость взаимодействия кислоты с породой, тем самым доставить раствор вглубь пласта в активном состоянии, увеличить радиус охвата пласта воздействием.

Анализ технологической успешности проведенных СКО показал, что эти технологии не позволяют повысить качество работ освоения скважин Куюмбинского и Терско-Камовского месторождений. Причинами отмеченного факта могут быть особенности взаимодействия активных кислотных составов с породообразующими минералами. Поэтому были запланированы и проведены лабораторные исследования растворяющей способности различных кислотных составов при их контакте с дезагрегированной горной породой (рисунок 1).

 Определение растворимости пород Куюмбинского месторождения кислотными-0

Рисунок 1 - Определение растворимости пород Куюмбинского месторождения кислотными растворами

Из рисунка видно, что по сравнению с растворами соляной кислоты сухокислотная смесь (СКС) на основе сульфаминовой кислоты обладает значительно меньшей растворяющей способностью. Суммарное количество растворенного материала пород в опытах с соляной кислотой на всех стадиях взаимодействия растворов и породы превышает аналогичный показатель для опытов с СКС.

Исследования по воздействию кислот на проницаемость естественных образцов горных пород проводились на экспериментальной установке. Эффективность действия кислотных растворов оценивали по отношению проницаемости образца керна по керосину после воздействия к проницаемости образца керна по керосину до воздействия kкер.после / kкер.до.

Погрешность относительной величины сводится к погрешности измерения перепада давления на образце и расхода фильтруемой жидкости до и после воздействия. Степень изменения проницаемости оценивали по формуле

где V1 и V2 – объемы профильтрованных жидкостей до и после кислотного воздействия, t1 и t2 – время прокачки жидкостей, Р1 и Р2 – перепады давления.

В экспериментах были использованы образцы естественных пород, коэффициент открытой пористости которых превышал 1%. Проницаемость образцов по керосину составляла: образец К-1/1 - 2,4·10-3мкм2; образец К-2/2 - ­2,4·10-3мкм2; образец К-7/1 - 3,3·10-3мкм2. Результаты исследований процессов фильтрации с кислотным воздействием на образцы естественных кернов представлены на рисунках 2 и 3.

  Динамика проницаемости образцов после прокачки водных растворов кислот -2

Рисунок 2 – Динамика проницаемости образцов после прокачки водных растворов кислот

  Динамика прироста проницаемости образцов после прокачки водных-3

Рисунок 3 – Динамика прироста проницаемости образцов после прокачки водных растворов кислот

Как видно из графиков, прокачка через образцы естественных кернов водных растворов соляной кислоты, сухокислотной смеси и глинокислоты привела к увеличению проницаемости образцов. Рассматриваемые образцы пород отличались от других образцов тем, что в них имелись видимые невооруженным глазом естественные трещины. Как показал анализ состояния торцевых поверхностей кернов, фильтрация кислотных составов и керосина (модели нефти) проходила именно по этим трещинам. Наиболее проницаемый образец К-7/1 после пропускания через него 20 поровых объемов глинокислоты разломился по имеющейся трещине.

Суммарное увеличение проницаемости кернов после воздействия кислотными растворами составило:

    • образец К-1/1 (10% HCl) – 1,5 раза;
    • образец К-2/2 (10% СКС) – 1,4 раза;
    • образец К-7/1 (15% HCl+HF) – 2,1 раза.

Результаты анализа технологической эффективности проведенных обработок трех нефтенасыщенных объектов в скважинах Куюмбинского и Терско-Камовского месторождений показали, что для таких пластов предпочтительным является применение кислотных составов, обладающих пониженными скоростями реакции с породообразующими минералами. В качестве таких составов были выбраны водные растворы, приготовленные на основе сухокислотной смеси (СКС). По результатам выполненных лабораторных экспериментов были рекомендованы к применению водные растворы СКС 15%-ной концентрации. Реакционная способность этих растворов почти в два раза ниже, чем у аналогичных растворов соляной кислоты.

Выполненные промысловые эксперименты показали, что успешность технологии интенсификации притока во многом зависит от геолого-физических условий ПЗП. Результаты выполненных промысловых испытаний свидетельствуют о разнообразии условий фильтрации и значений фильтрационных параметров пород пласта в окрестности скважин. Учет текущего состояния фильтрационных параметров пород ПЗП должен определять объемы кислотных растворов, закачиваемых в пласты для увеличения проницаемости пород. Направлениями совершенствования технологий кислотного воздействия на породы продуктивных пластов рифейских отложений являются большеобъемные кислотные обработки, обработки ПЗП с применением НКЭ и других комбинированных технологий увеличения проницаемости пород. С учетом этого была поставлена задача - разработать эффективный кислотный состав и технологию его применения в доломитизированных карбонатных пластах с гидрофобной поверхностью пустотного пространства.

В третьей главе приведены результаты лабораторных исследований по разработке рецептуры нефтекислотных растворов применительно к условиям рифейских карбонатных коллекторов.



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.