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 | 3 |

Обоснование технологий регулирования фильтрационных характеристик призабойной зоны скважин при подземном ремонте

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

МАРДАШОВ Дмитрий Владимирович

ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ РЕГУЛИРОВАНИЯ ФИЛЬТРАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ СКВАЖИН ПРИ ПОДЗЕМНОМ РЕМОНТЕ

Специальность 25.00.17 Разработка и эксплуатация

нефтяных и газовых месторождений

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2008

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургском государственном горном институте имени Г.В. Плеханова (техническом университете).

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор

Рогачев Михаил Константинович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

Николаев Николай Иванович,

кандидат технических наук

Галимов Ильдар Магафурович

Ведущее предприятие ООО «Газпромнефть Научно-Технический Центр».

Защита диссертации состоится 28 ноября 2008 года в 14:00 ч. на заседании диссертационного совета Д 212.224.10 при Санкт-Петербургском государственном горном институте имени Г.В. Плеханова (техническом университете) по адресу: 199106, г. Санкт-Петербург, В.О., 21-я линия, д.2, ауд. 1160.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного горного института.

Автореферат разослан “28” октября 2008 г.

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ

диссертационного совета,

д.т.н., доцент Николаев А.К.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Многочисленные исследования состояния призабойной зоны пласта (ПЗП) после проведения операций по глушению нефтегазовых скважин свидетельствуют о снижении дебитов по нефти, росте обводненности, увеличении сроков вывода скважин на режим. Процесс глушения является важным технологическим этапом, предшествующим проведению подземного ремонта скважины (ПРС), одной из задач которого является сохранение и восстановление естественных фильтрационных характеристик ПЗП.

Согласно опыту разработки нефтяных месторождений, ухудшение коллекторских свойств ПЗП происходит вследствие отрицательного влияния технологических жидкостей, используемых в процессах вскрытия продуктивного пласта, подземного ремонта и эксплуатации нефтяных скважин. Применение традиционно используемых составов на водной основе в качестве жидкостей глушения скважин (ЖГС) приводит к значительному снижению проницаемости по углеводородной фазе и, как следствие, снижению темпов добычи нефти.

Сегодня внимание исследователей и практиков уделено химическим методам сохранения и улучшения фильтрационных свойств ПЗП, а именно, составам ЖГС на углеводородной основе и гидрофобизирующим водным растворам. За рубежом использование подобных составов превышает 21 %, в России составляет лишь 1 %. Перспектива использования гидрофобизирующих систем обусловлена наличием ряда преимуществ по сравнению с традиционно применяемыми составами на водной основе.

В связи с этим исследования, связанные с разработкой новых гидрофобизирующих составов ЖГС и технологий их применения для сохранения, восстановления и улучшения фильтрационных характеристик ПЗП при подземном ремонте, считаются актуальными в нефтегазовой отрасли.

Актуальность темы диссертационной работы подтверждается ее включением в план НИР кафедры разработки и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений Санкт-Петербургского государственного горного института им. Г.В. Плеханова (технического университета) (СПГГИ (ТУ)): «Выполнение работ по развитию центра коллективного пользования «Центр аналитических исследований региональных проблем минерально-сырьевого комплекса» (2007 г.); «Разработка технологий воздействия на продуктивный пласт с целью увеличения нефтеотдачи и интенсификации добычи» (2008 г.).

Целью диссертационной работы является повышение эффективности эксплуатации нефтяных скважин путем использования при их глушении перед подземным ремонтом технологических жидкостей, обеспечивающих сохранение, восстановление и улучшение фильтрационных характеристик ПЗП.

Идея работы заключается в направленном регулировании фильтрационных характеристик призабойной зоны скважины при подземном ремонте в различных геолого-физических и технологических условиях разработки месторождений за счет использования гидрофобизирующих составов технологических жидкостей.

Задачи исследований:

  1. Анализ современного состояния технологий воздействия на ПЗП при глушении и стимуляции скважин.
  2. Выявление причин, приводящих к ухудшению фильтрационных характеристик ПЗП.
  3. Изучение состава и свойств жидкостей и реагентов для глушения и стимуляции скважин.
  4. Разработка новых химических составов жидкостей глушения и стимуляции скважин.
  5. Разработка новой рецептуры эмульгатора обратных водонефтяных эмульсий.
  6. Исследование влияния разработанных составов на фильтрационные свойства пород-коллекторов.
  7. Разработка технологий применения новых составов жидкостей глушения и стимуляции скважин, установление области их эффективного применения.

Методика исследований включала в себя комплекс теоретических, экспериментальных и аналитических работ с использованием стандартных и разработанных методик проведения исследований. Экспериментальные исследования проводились на современном высокоточном оборудовании с моделированием термобарических пластовых условий. Обработка экспериментальных данных производилась с помощью современных компьютерных технологий, известных закономерностей подземной гидромеханики и установленных факторов.

Научная новизна работы заключается в установлении и экспериментальном подтверждении способности обратно-эмульсионных составов, стабилизированных реагентом-эмульгатором – продуктом реакции полиэтиленполиамина с легкой фракцией таллового масла, и составов водной дисперсии продукта реакции триэтаноламина с жирными кислотами таллового масла оказывать гидрофобизирующее воздействие на терригенную и карбонатную породу-коллектор при использовании их в качестве жидкостей глушения и стимуляции скважин перед подземным ремонтом.

Защищаемые научные положения:

  1. Применение в качестве жидкостей глушения и стимуляции скважин перед подземным ремонтом обратных водонефтяных эмульсий, стабилизированных реагентом-эмульгатором – продуктом реакции полиэтиленполиамина с легкой фракцией таллового масла, способствует сохранению (при использовании в качестве дисперсной фазы водных растворов солей) и улучшению (при использовании в качестве дисперсной фазы водных растворов соляной кислоты) фильтрационных характеристик ПЗП.
  2. Состав ЖГС в виде 1 %-ой водной дисперсии поверхностно-активного вещества (продукта реакции триэтаноламина с жирными кислотами таллового масла) оказывает гидрофобизирующее воздействие на пористую среду продуктивного коллектора, что приводит к восстановлению фильтрационных характеристик ПЗП.
  3. Разработанный эмульгатор (продукт синтеза растительного масла и аминов) позволяет получать агрегативно устойчивые и термостабильные обратные водонефтяные эмульсии, которые могут применяться при глушении скважин с повышенными пластовыми температурами (до 80 С).

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций определяется достаточным уровнем теоретических и экспериментальных исследований с использованием современного высокоточного оборудования, высокой степенью сходимости расчетных величин с фактическими данными, воспроизводимостью полученных результатов.

Практическая значимость работы:

      1. Разработаны новые составы жидкостей глушения и стимуляции скважин:
    • блокирующий состав обратной водонефтяной эмульсии (ОВНЭ) и интенсифицирующий состав обратной кислотонефтяной эмульсии (ОКНЭ), стабилизированные реагентом-эмульгатором (продуктом реакции полиэтиленполиамина с легкой фракцией таллового масла);
    • гидрофобизирующий состав – 1 %-ая водная дисперсия реагента-гидрофобизатора (продукта реакции триэтаноламина с жирными кислотами таллового масла).
  1. Разработана технология глушения нефтяных скважин перед подземным ремонтом с использованием блокирующего состава ОВНЭ, стабилизированного реагентом-эмульгатором на основе полиэтиленполиамина и легкой фракции таллового масла. Данная технология внедрена на месторождениях Западной Сибири (Покачевское, Северо-Покачевское, Южно-Покачевское, Урьевское, Нивагальское).
    Результаты промысловых испытаний показали увеличение дебитов скважин в среднем на 5-10 м3/сут, сокращение сроков их вывода на режим до 1-3 суток и снижение обводненности добываемой продукции на 20-30 %.
  2. Разработана новая рецептура реагента-эмульгатора (на основе растительного масла и аминов) для приготовления агрегативно устойчивых и термостабильных эмульсионных составов ЖГС. Данный реагент внедрен в промышленное производство и в настоящее время поставляется на ряд нефтегазодобывающих предприятий Западной Сибири.
  3. Разработан способ приготовления обратных эмульсий для глушения и стимуляции скважин, позволяющий улучшить стабильность данных систем и упростить процесс их приготовления путем увеличения интенсивности перемешивания (заявка на патент РФ № 2007142132/03).
  4. Предложена технология воздействия на ПЗП (без привлечения бригады по капитальному ремонту скважин) с целью регулирования фильтрационных характеристик продуктивного коллектора при глушении скважин перед подземным ремонтом.
  5. Обоснована область применения новых составов жидкостей глушения и стимуляции скважин перед подземным ремонтом с учетом геолого-физических и технологических условий разработки месторождения.
  6. Материалы диссертационной работы внедрены в учебный процесс и используются при чтении лекций по дисциплинам «Подземный и капитальный ремонт скважин», «Технология и техника методов повышения нефтеотдачи пластов», «Эксплуатация нефтяных и газовых скважин», «Подземная гидромеханика» студентам специальности 13.05.03 «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений».

Апробация работы. Основные положения, результаты экспериментальных исследований, выводы и рекомендации докладывались на VI-ой Всероссийской конференции молодых ученых, специалистов и студентов по проблемам газовой промышленности России «Новые технологии в газовой промышленности» (Москва, Российский государственный университет нефти и газа им. И.М. Губкина, 2007); Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы нефтегазового дела» (Октябрьский филиал Уфимского государственного нефтяного технического университета, 2006); Всероссийской научно-технической конференции «Перспективы развития химической переработки горючих ископаемых» (Санкт-Петербург, Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет), 2006); ежегодных научно-технических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых «Проблемы недропользования» (Санкт-Петербург, Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (технический университет), 2006, 2007, 2008).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ, в том числе 1 по рекомендованному списку изданий ВАК, оформлена заявка на патент РФ.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4-х глав, основных выводов и рекомендаций, библиографического списка, включающего 148 наименований, и приложений. Материал диссертации изложен на 130 страницах машинописного текста, включает 11 таблиц, 29 рисунков и 3 приложения.

Автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю профессору Рогачеву М.К., развитие идей которого, постоянное внимание и помощь способствовали выполнению работы; коллективу филиала ООО «Ойл Технолоджи Оверсиз» в г. Самара и ООО «Синтез-ТНП» (г. Уфа, Республика Башкортостан), а также сотрудникам кафедры РНГМ СПГГИ (ТУ) за помощь в подготовке диссертационной работы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

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

В первой главе рассмотрены основные причины ухудшения фильтрационных характеристик ПЗП. Установлены преимущества и недостатки применения различных типов жидкостей глушения и стимуляции скважин. Обобщены основные требования, предъявляемые к технологическим жидкостям на всех этапах эксплуатации скважины, начиная от вскрытия пласта и заканчивая консервацией скважины.

Проблемой повышения эффективности эксплуатации скважин за счет сохранения и улучшения фильтрационных характеристик ПЗП занимались отечественные и зарубежные ученые: Амиян В.А., Антипин Ю.В., Ахметов А.А., Аширов К.Б., Булатов А.И., Валеев М.Д., Валеев Ш.И. Вахитов Г.Г., Грей Дж., Девликамов В.В., Дияшев Р.Н., Желтов Ю.В., Зейгман Ю.В., Ибрагимов Л.Х., Кендис М.Ш., Кузнецов Ю.С., Ленченкова Л.Е., Мирзаджанзаде А.Х., Мищенко И.Т., Мусабиров М.Х., Муслимов Р.Х., Орлов Г.А., Петров Н.А., Позднышев Г.Н., Рогачев М.К., Рябоконь С.А., Сидоровский В.А., Симкин Э.М., Сургучев М.Л., Телин А.Г., Токарев М.А., Токунов В.И., Фахретдинов Р.Н., Хавкин А.Я., Хисамутдинов Н.И., Юсупов И.Г. и многие другие.

Промысловый опыт свидетельствует о том, что применение традиционно используемых составов ЖГС на водной основе приводит к значительному ухудшению проницаемости ПЗП, в частности, снижаются дебиты по нефти, увеличиваются сроки вывода скважин на режим и повышается обводненность добываемой продукции.

Все это говорит об актуальности работ, связанных с разработкой новых технологий глушения и стимуляции скважин, обеспечивающих сохранение, восстановление и улучшение фильтрационных характеристик ПЗП при подземном ремонте.

Во второй главе приводится обоснование и выбор методики лабораторного исследования основных технологических свойств составов жидкостей глушения и стимуляции скважин.

Решение поставленных задач осуществлялось с помощью оборудования, отвечающего современным требованиям проведения экспериментальных исследований:

  • Плотность составов определялась с помощью плотномера DE 45 компании Mettler Toledo.
  • Исследования реологических свойств обратно-эмульсионных составов проводились на ротационном вискозиметре «Rheotest» Rn 4.1 компании Messgerate Medingen GmbH при различных температурных режимах. Измерение кинематической вязкости компонентов исследуемых составов осуществлялось на анализаторе вязкости HVM 472 компании Walter Herzog GmbH.
  • Фильтрационные исследования проводились при термобарических пластовых условиях с использованием естественного керна на установке оценки качества повреждения пласта FDES-645 компании Coretest Systems Corporation. Замер основных фильтрационных параметров исследуемых образцов керна производился на автоматизированном пермеаметре-порозиметре AP-608 компании Coretest Systems Corporation.
  • Подготовка образцов естественного керна осуществлялась с помощью ручного сверлильного станка MDP-405 и двусторонней обрезной пилы с опцией торцешлифовального круга DTS-430 компании Coretest Systems Corporation. Образцы керна насыщались исследуемой средой под вакуумом в ручном сатураторе MS-535 компании Coretest Systems Corporation.
  • Оценка гидрофобизирующего эффекта проводилась на системе измерения капиллярного давления гравиметрическим методом TGC-764 компании Coretest Systems Corporation.

В третьей главе представлены результаты экспериментальных исследований по разработке новых составов жидкостей глушения и стимуляции скважин, а также изучению их влияния на фильтрационные свойства пород-коллекторов в сравнении с традиционно применяемыми системами на водной основе.

В качестве исходных химических реагентов при разработке новых составов технологических жидкостей использовали неионогенные синтезированные поверхностно-активные вещества (ПАВ), предоставленные ООО «Синтез-ТНП» (г. Уфа, Республика Башкортостан):

  • продукт реакции полиэтиленполиамина (ПЭПА) с легкой фракцией таллового масла (ЛТМ);
  • продукт реакции триэтаноламина (ТЭА) с жирными кислотами таллового масла (ЖКТМ).

Лабораторные исследования, проводимые совместно с ООО «ОТО» (г. Самара), были направлены на разработку обратно-эмульсионных и гидрофобизирующих составов на основе данных ПАВ, а именно:

  • блокирующего состава ОВНЭ, стабилизированного продуктом реакции ПЭПА и ЛТМ (с целью сохранения фильтрационных характеристик терригенных пород-коллекторов);
  • интенсифицирующего состава ОКНЭ, стабилизированного продуктом реакции ПЭПА и ЛТМ (с целью улучшения фильтрационных характеристик карбонатных пород-коллекторов);
  • гидрофобизирующего состава в виде водной дисперсии продукта реакции ТЭА и ЖКТМ (с целью восстановления фильтрационных характеристик терригенных пород-коллекторов).

Первоочередной задачей при разработке рецептур новых составов технологических жидкостей являлось определение оптимальной концентрации ПАВ. Результаты проведенных исследований выявили способность реагента на основе ПЭПА и ЛТМ к образованию агрегативно устойчивых систем не только на основе водных растворов солей, но и кислот. Таким образом, использование ПАВ данного типа возможно в качестве реагента-эмульгатора как в технологиях сохранения, так и улучшения фильтрационных характеристик ПЗП с терригенными (применение ОВНЭ) и карбонатными (применение ОКНЭ) коллекторами. Следует также отметить, что составы обратных эмульсий, стабилизированные реагентом-эмульгатором на основе ПЭПА и ЛТМ, обладают высокой термостабильностью, т. е. 100 %-ой агрегативной устойчивостью при 80 С, что позволяет рекомендовать данный тип ПАВ для использования в условиях повышенных пластовых температур, в частности, на месторождениях Западной Сибири.

Исследование влияния концентрации реагента-эмульгатора на агрегативную устойчивость ОВНЭ показало, что оптимальное его содержание в объеме эмульсии составляет 3 %. (табл.1). ОВНЭ при этом сохраняет 100 %-ую агрегативную устойчивость более 5 суток, что соответствует средней продолжительности проведения ПРС. Оптимальная концентрация реагента-эмульгатора в ОКНЭ составила 1 % об. В данном случае эмульсионный состав стабилен в течение 24 часов. Этого достаточно для проведения операций по его закачке и продавливанию в пласт.

Таблица 1

Состав и технологические параметры обратных эмульсий, стабилизированных эмульгатором на основе ПЭПА и ЛТМ



Pages:   || 2 | 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.