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:     | 1 || 3 |

Совершенствование технологий ремонтно-изоляционных работ по отключению обводненных интервалов пласта

-- [ Страница 2 ] --

Также в главе показано, что в соответствии с предложенным механизмом образования геля, в случае смешанных гелево-дисперсных составов, решающую роль играют частицы с адсорбционно-активной гидратированной поверхностью. Для частиц торфа подобное состояние характерно в щелочной среде за счет взаимодействия гуминовых кислот (ГК) с NaOH. При ионной реакции нейтрализации происходит увеличение числа анионов в объеме частицы торфа и частичный переход в раствор ГК. При этом происходит образование структуры геля за счет поверхностных взаимодействий между частицами и стабилизирующими их поверхность молекулами ГК. Для мехактивированного песка характерно наличие на поверхности частиц кремний-гидроксидных групп, образующихся при взаимодействии аморфизованных участков поверхности песка с водой (содержащейся в воздухе). Их наличие обеспечивает возможность включения частиц песка в структуру геля и ее упрочнение.

Таким образом, при введении в систему любых частиц с активной в щелочной среде поверхностью они также могут участвовать в образовании геля и служить «заместителями» структурообразующих частиц. Естественно, что они будут различаться по своей активности. Так, добавление некоторого количества обычного кварцевого песка или древесной муки несколько повышает прочность образующегося геля. Добавление же гидрофобных частиц (мелкодисперсного полиэтилена) понижает его прочность, несмотря даже на повышение объемной доли твердой фазы в суспензии.

Таким образом, в главе описаны разработанные гелево-дисперсные тампонажные составы на основе минерального и растительного сырья, обработанного с использованием методов механохимии. Предложен механизм образования объемно-структурированных дисперсных гелей на основе органо-неорганических материалов. При этом показано, что разработанные гелево-дисперсные составы обладают высокой структурно-механической прочностью по сравнению с составами-аналогами и могут быть использованы в осложненных условиях (при высоких поглощениях тампонажных растворов).

В третьей главе описан процесс создания математической модели ремонтно-изоляционных работ по отключению обводненных интервалов пласта. В качестве основных блоков математической модели выделены четыре составляющие, из которых первые три являются важнейшими.

1. Технологический блок – обобщающий параметры техники и технологии проведения РИР, которые могут меняться в определенных пределах при планировании процесса.

2. Геологический блок – обобщающий информацию о фильтрационно-емкостных свойствах пласта и его призабойной зоны, слоистой неоднородности, термобарической обстановке, гидродинамических характеристиках объекта изоляции.

3. Химический блок – обобщающий информацию о химических превращениях тампонажных составов, влиянии различных параметров на реологические и тиксотропные свойства составов, фильтрационных и др. свойствах.

4. Экономический блок – определяющий подходы к технологиям РИР с точки зрения окупаемости и экономической эффективности мероприятий, планируемой технологической эффективности.

При отключении обводненных интервалов пласта технологическая задача ставится следующим образом: в максимальной степени изолировать обводнившиеся интервалы пласта, не потеряв продуктивности нефтенасыщенных интервалов. Для этих целей могут использоваться тампонажные растворы с регулируемыми свойствами. Для многих составов фактор остаточного сопротивления по воде и нефти принимает различные значения. При этом в большей степени такой контраст характерен для проникновения в трещиноватые интервалы пластов (зоны высоких поглощений). Таким образом, закачивание гелеобразующих составов обеспечивает селективность воздействия на пласт.

Кроме того, в зависимости от установившейся депрессии, возможен вынос сформировавшегося гелевого экрана из нефтяных пропластков, что способствует восстановлению их продуктивности. В этом случае идеальным является такое распределение экранов по пропласткам, при котором гель устойчив в водонасыщенных интервалах и со временем выносится из нефтенасыщенных. Отключение обводненных интервалов пласта также можно производить отверждающимися составами – смолами или цементами или путем докрепления гелеобразующих составов (комбинированные технологии). При этом радиус водоизоляционных экранов в нефтенасыщенных участках пласта не должен превышать глубины отверстий последующей перфорации. Сочетания и способы закачивания тампонажных растворов, исследованные в данной работе, представлены на рисунке 2.

Задача разработки модели РИР по селективной изоляции и отключению обводненных интервалов пласта в рамках настоящей работы сводится, таким образом, к следующему:

  • моделированию закачивания различных тампонажных растворов в полностью вскрытый пласт (включая учет изменения давления на забое, оценку объема раствора, который может быть закачан, размер водоизоляционных экранов в различных пропластках);
  • моделированию распределения давлений на экраны в каждом пропластке и оценке их устойчивости;
  • моделированию дебитов флюидов после РИР и оценке эффективности РИР.

Рисунок 2. Технологические схемы параметров закачивания различных
тампонажных составов

Для описания процесса РИР используется квазистационарная модель закачивания однофазной несжимаемой жидкости, основанная на схеме последовательной смены стационарных состояний. В случае слоистой неоднородности пластов, они группируются в два пласта со средневзвешенными параметрами. Предполагается, что имеет место поршневое вытеснение, и скорость распространения фронтов тампонажного состава в пластах определяется согласно закону Дарси.

В процессе закачивания учитывается зависимость вязкости тампонажного состава () от времени, где а – начальная вязкость геланта, Пас; b – темп набора вязкости, с-1.

Анализ прочности водоизолирующих экранов производится на основании сравнения перепадов давления на экранах с предельными давлениями сдвига или разрушения, характерными для данного изоляционного материала. Например, градиент давления G, приходящийся на экран гелевого состава в обводненной части пласта без докрепления, определяется по формуле (2)

, (2)

где P2p(1) – давление на границе гелевого экрана, Pwp – забойное давление, r2p(1) – радиус гелевого экрана, Rw – радиус скважины. При этом критический градиент давления Gcr, при превышении которого происходит вынос геля, определяется исходя из предельного статического напряжения сдвига.

В процессе расчетов учитывается характер работы скважины до начала резкого обводнения ее продукции, или, при отсутствии информации, режим работы соседних добывающих скважин. На конечном этапе расчетов производится определение дебитов воды и нефти из соответствующих интервалов пласта с учетом устойчивости тампонажных составов.

Для проверки адекватности представленной модели были выполнены расчеты параметров технологий РИР, проведенных на 10 скважинах месторождений Западной Сибири и Поволжья с использованием гелеобразующих и отверждающихся составов. При этом в 7 случаях из 10 отклонение по дебиту нефти после обработки не превышало 40%. Среднее отклонение дебита нефти по всей выборке в положительную сторону составило 31,3% (по 6 скважинам), в отрицательную сторону – 35,2% (по 4 скважинам). Результат показывает, что даже при высокой неопределенности исходных данных (в частности, проницаемости пластов) можно достичь хорошей сходимости расчетных и промысловых результатов за счет использования поправочных коэффициентов. В качестве примера расчетов представлен ретро-анализ работ по изоляции пласта составом на основе полиакриламида со сшивателем, выполненных на скважине 1578 Барсуковского месторождения (РИР проведены вне рамок настоящей работы). Анализ неуспешного ремонта (не был достигнут ожидаемый прирост дебита нефти и соответственно окупаемость работ) показал, что для обеспечения эффективности работ требуется комплексное регулирование оптимальных свойств состава и режима эксплуатации скважин. В данном случае оптимальным вариантом являлось использование гелеобразующих составов в сочетании с докреплением цементом.

Таким образом, разработана математическая модель водоизоляционных работ по отключению отдельных интервалов пласта, включающая учет параметров работы скважины до и после обводнения, свойств тампонажных материалов и важного технологического параметра – теста на поглотительную способность пласта. Кроме того, модель позволяет проводить расчеты для различных комбинаций гелеобразующих и отверждающихся составов. Разработанная модель позволяет производить расчет параметров работы скважины после проведения РИР, а также сравнивать изолирующий эффект различных тампонажных материалов.

В четвертой главе описаны методические подходы к построению технологий РИР по отключению обводненных интервалов пласта. При этом отмечено, что оптимальным вариантом является последовательное продвижение от списка проблемных скважин, эксплуатация которых осложнена высокой обводненностью продукции, по некоторому месторождению или пласту, к списку кандидатов, ранжированных по потенциальным запасам и обводненности. Алгоритм последовательности действий при выборе скважин, для которых будет характерен максимальный эффект от обработки, представлен на рисунке 3.

На первом этапе производится ранжирование скважин по величине функции ожидания «Продуктивность-обводненность» для группы скважин.

, (3)

где hc, Кс – соответственно значения текущей нефтенасыщенной толщины пласта в разрезе скважины и его средней проницаемости; hmax, Кmax – соответственно максимальные по залежи (месторождению) значения начальной толщины и средней проницаемости продуктивного пласта; Вс - значение текущей обводненности продукции скважины; Вi – средняя обводненность продукции скважины в первый месяц эксплуатации, связанная с присутствием в коллекторе рыхлосвязанной воды.

Скважины с повышенными значениями функции ожидания «Продуктивность-обводненность» ранжируются по величине доли невырабатываемых начальных извлекаемых запасов (НИЗ), приходящихся на каждую из них. На скважинах с повышенными значениями функции ожидания «Продуктивность-обводненность» и доли невырабатываемых НИЗ проводятся дополнительные исследования по определению источников обводнения.

Для выбранных скважин рекомендуется проведение математических расчетов с целью построения оптимальной технологии РИР. В работе представлен пример построения технологии ремонтно-изоляционных работ для 5 скважин-кандидатов Барсуковского месторождения ООО «РН-Пурнефтегаз», исходя из первоначально составленного списка.

Рисунок 3. Алгоритм выбора скважин для проведения мероприятий
по ограничению водопритоков в скважинах

Показано, что на 2 скважинах с высокой потенциальной приемистостью по жидкости максимальный эффект достигается использованием дисперсных гелеобразующих составов, характеристики которых описаны в главе 2, на 1 – с использованием составов на основе ПАА, и на двух – с применением жидкого стекла. Средний ожидаемый прирост дебита нефти составляет 6,3 т/сут на одну скважину, при этом ожидается снижение обводненности продукции скважин с 98,3 до 87,2%. Указанные скважины включены в программу проведения РИР в 2010 г.

Для унификации подходов к выбору технологий и тампонажных материалов предложено использовать схемы, основанные на граничных значениях технологических и эксплуатационных параметров. Алгоритм выбора технологий с учетом свойств каждого состава представлен на рисунке 4. При этом важным условием является расчет параметров изоляционного материала, при котором для данной скважины достигается надежная изоляция, с использованием математической модели.

Рисунок 4. Алгоритм выбора технологий РИР по отключению обводненных интервалов пласта.

Главным определяющим параметром для выбора технологий РИР, основанных на использовании химреагентов с различными свойствами, является величина удельной приемистости пласта-объекта изоляции. При этом следует разграничить области применения отверждающихся в полном объеме тампонажных составов и гелеобразующих составов, подвижных при определенном (высоком) градиенте давления. Другим важным параметром является диапазон изменения депрессии на пласт после проведения РИР. Кроме того, важную роль играет минерализация пластовой воды, в контакте с которой находится тампонажный материал. При этом к высокоминерализованым относятся пластовые воды месторождений Урало-Поволжского региона, минерализация которой достигает 300 г/л. К низкоминерализованным относятся пластовые воды месторождений Западной Сибири, содержание солей в которых составляет 15-20 г/л.

В качестве тампонажных растворов предлагается использовать химические составы, оптимальные для различных геолого-технических условий эксплуатации скважин. Так, гелеобразующие составы на основе жидкого стекла и алюмосиликатов (ГОС) и кремнийорганические составы (КОС) рекомендуется использовать при низких приемистостях, причем последние – при больших значениях депрессии. При удельной приемистости более 20 м3/(сутМПа) рекомендуется использовать полимерные гелеобразующие вязкоупругие составы (ВУС), полимер-дисперсные составы (ПДС), а также том числе гелево-дисперсные, в том числе описанные в главе 2. При этом технологию и объемы закачивания рекомендуется планировать с учетом их физико-химических свойств на основании проведенного комплекса тестирования, а также путем проведения расчетов с использованием математической модели.

Далее, исходя из параметров объекта изоляции, условий эксплуатации скважины и выбранных тампонажных материалов, производится непосредственно выбор технологии закачивания, как показано на рис. 4.

Методические подходы по планированию технологий РИР были использованы при проведении работ на месторождениях ООО «РН-Пурнефтегаз». Дополнительная добыча нефти на 4 скважинах (1855, 3031, 3109 Барсуковского и 161 Комсомольского месторождения) составила 5450 т. Разработанные методические подходы и алгоритмы выбора технологий РИР, а также математическая модель используются в методических указаниях ОАО «НК «Роснефть» «Построение дизайна ремонтно-изоляционных работ» № П1-01.03 М-0031.

Таким образом, представлена последовательность операций по выбору скважин-кандидатов для проведения РИР на основании выработанности пласта и опережающей обводненности продукции скважины. Предложен комплекс мероприятий для выбранных скважин, включающий диагностирование источников обводнения и проведение математических расчетов процесса водоизоляции на примере месторождений ООО «РН-Пурнефтегаз». Разработан алгоритм выбора технологий и тампонажных материалов, применяемых при ремонтно-изоляционных работах по отключению отдельных пластов.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

  1. Разработана и апробирована математическая модель водоизоляционных работ по отключению обводненных интервалов пласта, с учетом параметров работы скважины до проведения РИР и свойств тампонажных материалов, позволяющая производить прогнозный расчет параметров работы скважины после проведения РИР, а также сравнивать изолирующий эффект различных тампонажных составов.
  2. Предложен методический подход по выбору скважин-кандидатов для проведения РИР на основании функции ожидания «продуктивность-обводненность» с учетом степени выработки пласта, потенциала скважины по продуктивности и обводненности продукции скважины.
  3. Разработан алгоритм выбора оптимальной технологии РИР по отключению обводненных интервалов пласта в зависимости от геолого-технических условий эксплуатации скважин (удельной приемистости, депрессии на пласт, минерализации пластовой воды).
  4. Разработаны способы приготовления гелево-дисперсных тампонажных составов на основе минерального и растительного сырья (песок, торф, шелуха риса), обработанного с использованием методов механохимии, обладающих высокой структурно-механической прочностью по сравнению с составами-аналогами.
  5. На основании полученных результатов диссертационного исследования разработаны нормативные документы на уровне предприятия и нефтяной компании, используемые при проведении РИР по отключению обводненных интервалов пласта.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

В изданиях, рекомендованных ВАК:

  1. Стрижнев, В. А. Анализ мирового опыта применения тампонажных материалов при ремонтно-изоляционных работах / В.А. Стрижнев, А.В. Корнилов, В.И. Никишов [и др.] // Нефтепромысловое дело. – 2008. – № 4. - С. 28-34.
  2. Тяпов, О.А. Пути повышения эффективности ремонтно-изоляционных работ / О.А. Тяпов, А.Г. Михайлов, А.В. Корнилов [и др.] // Бурение и нефть. – № 9. – 2008. С. 44-47.
  3. Политов, А.А. Использование наноматериалов в создании тампонажных систем с новыми реологическими свойствами / А.А. Политов, А.Г. Телин, О.И. Ломовский, А.В. Корнилов // Управление качеством в нефтегазовом комплексе. – № 4. – 2008. – С. 13-14.
  4. Федоров, К.М. Дизайн ремонтно-изоляционных работ / К.М. Федоров, В.А. Стрижнев, А.В. Корнилов [и др.] // Нефтяное хозяйство. – № 7. – 2009. – С. 108-111.
  5. Патент РФ № 2340762. Способ приготовления гелеобразующего состава для ограничения водопритока и регулирования проницаемости пласта / А.А. Политов, О.И. Ломовский, А.Р. Латыпов, А.В. Корнилов [и др.] // Опубл. 10.12.2008 г.
  6. Патент РФ № 2364613. Способ приготовления гелеобразующего состава для ограничения водопритока и регулирования проницаемости пласта / А.А. Политов, О.И. Ломовский, А.Р. Латыпов, А.В. Корнилов [и др.] // Опубл. 20.08.2009 г.
  7. Патент РФ № 2364703. Способ приготовления гелеобразующего состава для ограничения водопритока и регулирования проницаемости пласта / А.А. Политов, О.И. Ломовский, А.Р. Латыпов, А.В. Корнилов [и др.] // Опубл. 20.08.2009 г.

В других изданиях:



Pages:     | 1 || 3 |
 





 
© 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.