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 и разработка многофункциональных технологических жидкостей для подземного ремонта скважин

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

МАВЛИЕВ Альберт Разифович

ОбОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА многоФУНКЦИоНАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ ДЛЯ подземного ремонта СКВАЖИН

Специальность 25.00.17 Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений

А в т о р е ф е р а т

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Санкт-Петербург

2011

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургском государственном горном университете

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор

Рогачев Михаил Константинович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

Молчанов Анатолий Александрович

кандидат технических наук, доцент

Мирсаетов Олег Марсимович

Ведущая организация Государственное автономное научное учреждение «Институт нефтегазовых технологий и новых материалов», г. Уфа.

Защита диссертации состоится 30 сентября 2011 г. в 13:15 ч на заседании диссертационного совета Д 212.224.10 при Санкт-Петербургском государственном горном университете по адресу: 199106, г. Санкт-Петербург, 21-я линия, дом 2, ауд. 1160.

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

Автореферат разослан 30 августа 2011 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

д.т.н., доцент А.К. НИКОЛАЕВ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

 Актуальность темы исследований 

Анализ технологий ремонтных работ отечественной и зарубежной нефтегазовой отрасли показывает устойчивую тенденцию к использованию при подземном ремонте скважин (ПРС) многофункциональных технологических жидкостей (ТЖ), значительно повышающих эффективность ремонтных операций. Среди таких жидкостей все более широкое применение находят гидрофобно-эмульсионные составы (ГЭС), в частности, обратные водонефтяные эмульсии (ОВНЭ), благодаря ряду положительных качеств, среди которых, в первую очередь, следует отметить гидрофобизацию обводненных интервалов нефтяного пласта и защиту внутрискважинного оборудования от коррозии.

Гидрофобно-эмульсионные составы обеспечивают сохранение фильтрационных характеристик пород призабойной зоны пласта (ПЗП) при их использовании в качестве жидкостей глушения нефтяных скважин перед подземным ремонтом в отличие от большинства из традиционно используемых ТЖ на водной основе, снижающих производительность скважин или повышающих обводненность продукции. Кроме этого, ГЭС могут использоваться для закачки в призабойную зону нагнетательных скважин с целью выравнивания профиля их приемистости и при реализации потокоотклоняющих технологий, направленных на повышение нефтеотдачи пластов.

Вместе с необходимостью регулирования фильтрационных характеристик ПЗП борьба с коррозией внутрискважинного оборудования является одной из актуальнейших задач при эксплуатации нефтяных месторождений, вступивших в заключительную стадию разработки с высокой обводненностью добываемой продукции.

Дальнейшее развитие работ по совершенствованию ТЖ с многофункциональными свойствами на основе гидрофобно-эмульсионных составов связано с разработкой высокоэффективного эмульгатора, способного стабилизировать ГЭС при повышенных температурах, а также с разработкой эмульсионного состава с повышенным гидрофобизирующим действием на поверхность поровых каналов породы-коллектора и улучшенной антикоррозионной защитой внутрискважинного оборудования.

 Целью диссертационной работы  является повышение эффективности эксплуатации скважин на основе разработки многофункциональных гидрофобно-эмульсионных составов, применяемых при подземном ремонте, за счет регулирования фильтрационных характеристик призабойной зоны нефтяного пласта и защиты внутрискважинного оборудования от коррозии.

 Идея работы заключается в совмещении свойств в гидрофобно-эмульсионном составе по направленному регулированию фильтрационных характеристик призабойной зоны нефтяного пласта и защитных свойств по отношению к коррозии внутрискважинного оборудования для получения комплексного эффекта при использовании в процессе ремонтных операций в скважинах.

 Задачи исследований:

  1. Выявить критерии эффективного применения гидрофобно-эмульсионных составов на нефтяных месторождениях Ноябрьского региона Западной Сибири.
  2. Разработать рецептуру термостабильного ГЭС и эмульгатора для его получения.
  3. Исследовать влияние концентрации компонентов ГЭС на его технологические свойства.
  4. Исследовать влияние ГЭС на фильтрационные характеристики пород-коллекторов.
  5. Изучить антикоррозионные свойства ингибиторов коррозии, гидрофобизаторов и ГЭС.
  6. Разработать технологии применения многофункциональных ТЖ (ГЭС) при ремонте скважин, установить области их эффективного применения.

 Методы решения поставленных задач 

Работа выполнена в соответствии с общепринятыми методиками и методами теоретических и экспериментальных исследований (реологические, фильтрационные, исследование коррозии, диффузии и др.), помимо этого применялись специально разработанные методики лабораторных исследований по изучению адгезии ГЭС к поверхности металла и кварцевого стекла. Обработка экспериментальных данных проводилась с помощью методов математической статистики. Лабораторные исследования проводились в специализированной лаборатории повышения нефтеотдачи пластов Санкт-Петербургского государственного горного университета.

 Научная новизна работы:

  1. Выявлена способность разработанного гидрофобно-эмульсионного состава, представляющего собой обратную водонефтяную эмульсию, стабилизированную разработанным эмульгатором ЯЛАН-Э2 – продуктом взаимодействия ненасыщенных жирных кислот, сложных этаноламинов и аминоспиртов, сохранять и повышать при контакте с терригенной породой-коллектором ее фазовую проницаемость по нефти.
  2. Установлена возрастающая зависимость адгезии к поверхности кварцевого стекла и металла (сталь марки Ст.3) разработанного гидрофобно-эмульсионного состава, представляющего собой обратную водонефтяную эмульсию, стабилизированную эмульгатором ЯЛАН-Э2, от концентрации и дисперсности водной фазы и концентрации эмульгатора в углеводородной фазе эмульсии.

 Защищаемые научные положения:

  1. Применение в процессе проведения текущего ремонта нефтяных скважин в качестве блокирующей жидкости глушения разработанного гидрофобно-эмульсионного состава, представляющего собой обратную водонефтяную эмульсию, стабилизированную разработанным эмульгатором ЯЛАН-Э2 – продуктом взаимодействия ненасыщенных жирных кислот, сложных этаноламинов и аминоспиртов, обеспечивает сохранение и улучшение фильтрационных характеристик призабойной зоны пласта.
  2. Повышение концентрации и дисперсности водной фазы и концентрации эмульгатора ЯЛАН-Э2 в углеводородной фазе разработанного гидрофобно-эмульсионного состава (обратной водонефтяной эмульсии) увеличивает его гидрофобизирующее действие на породу-коллектор при применении в потокоотклоняющих технологиях.
  3. При создании на поверхности внутрискважинного оборудования профилактической антикоррозионной смазки, представляющей собой обратную водонефтяную эмульсию, стабилизированную эмульгатором ЯЛАН-Э2, интенсивность коррозионных процессов снижается при повышении концентрации и дисперсности водной фазы и концентрации эмульгатора в углеводородной фазе эмульсии.

 Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций  подтверждена теоретическими и экспериментальными исследованиями с использованием современного высокотехнологичного оборудования (произведенного компаниями Coretest Systems, Messgerate Medingen, Kruss, Zeiss), высокой сходимостью расчетных величин с фактическими данными, воспроизводимостью полученных результатов.

 Практическое значение работы:

1. Разработан реагент-эмульгатор (на основе продуктов взаимодействия ненасыщенных жирных кислот, сложных этаноламинов и аминоспиртов) для стабилизации гидрофобно-эмульсионных составов в условиях высокотемпературных пластов Западной Сибири (патент РФ №2414290).

2. Разработана технология глушения нефтяных скважин перед подземным ремонтом с использованием блокирующего эмульсионного состава, гидрофобизирующего водонасыщенные интервалы пласта и создающего профилактическую антикоррозионную смазку на поверхности внутрискважинного оборудования.

  1.  Разработана потокоотклоняющая технология для нагнетательных скважин Западной Сибири, основанная на нагнетании в призабойную зону пласта разработанного гидрофобно-эмульсионного состава.
  2. Разработана технология нанесения профилактической антикоррозионной смазки на поверхность внутрискважинного оборудования в надпакерной части нагнетательных скважин и в скважинах, переводимых в консервацию.

 Апробация работы 

Основные положения, результаты экспериментальных исследований, выводы и рекомендации докладывались на VI Международной научно-практической конференции «Нефтегазовые технологии» (г.Самара, СамГТУ, 2009); X Международной научной конференции «Современные проблемы истории естествознания в области химии, химической технологии и нефтяного дела» (г.Уфа, «Реактив», 2009); XIV Международном симпозиуме студентов и молодых ученых имени академика М.А. Усова «Проблемы геологии и освоения недр» (г.Томск, ТПУ, 2010); XI Международной молодежной научной конференции «Севергеоэкотех-2010» (г.Ухта, УГТУ, 2010); V Всероссийской научно-практической конференции «Нефтепромысловая химия», (г.Москва, 2010); всероссийской научно-технической конференции «Нефтегазовое и горное дело», (г.Пермь, ПермГТУ, 2010); выставке при Московском международном энергетическом форуме «ТЭК России в XXI веке» (г.Москва, ЦВЗ «Манеж», 2011); Международном форуме-конкурсе молодых учёных «Проблемы недропользования» (Санкт-Петербург, СПГГУ, 2011).

 Публикации 

По теме диссертации опубликовано 11 научных работ, в том числе 3 статьи в изданиях, входящих в перечень ВАК Министерства образования и науки Российской Федерации, получен 1 патент Российской Федерации.

 Структура и объем диссертационной работы 

Диссертационная работа состоит из введения, 4-х глав, основных выводов и рекомендаций, библиографического списка, включающего 117 наименований. Материал диссертации изложен на 153 страницах машинописного текста, включает 11 таблиц, 45 рисунков и 1 приложение.

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 приведено обоснование свойств многофункциональных технологических жидкостей для эффективного проведения подземного ремонта скважин на основе разработки критериев применения в условиях нефтяных месторождений Ноябрьского региона Западной Сибири. Были выявлены основные осложняющие факторы разработки нефтяных месторождений рассматриваемого региона: многопластовость, зональная и слоистая неоднородность горизонтов по проницаемости, полимиктовый тип коллектора с высокой удельной поверхностью, высокая гидрофильность коллектора, большое содержание остаточной воды, повышенная пластовая температура, одновременная эксплуатация нескольких объектов и наличие обширных зон с низкой проницаемостью.

Для залежей нефти рассматриваемого региона характерна интенсивная выработка высокопродуктивных пропластков, что явилось причиной опережающего обводнения большинства скважин при высоких остаточных запасах. Значительный рост обводнения наблюдается на участках с форсированным отбором жидкости и массированным проведением гидроразрывов пластов. Обводнение в таких скважинах обусловлено фильтрацией воды по наиболее проницаемым пропласткам.

Для повышения выработки остаточных запасов и стабилизации добычи нефти наиболее приемлемым методом является перераспределение фильтрационных потоков из промытой части продуктивного пласта в слабо дренируемые интервалы физико-химическими методами. Применение гидрофобно-эмульсионных составов в данном ключе является оптимальным решением, поскольку технологии их применения являются «щадящими», т.е. исключающими полное блокирование промытых интервалов, обладающих существенными запасами нефти. Гидрофобно-эмульсионные составы позволяют временно блокировать и частично ограничивать фильтрацию воды за счет гидрофобизации высокопроницаемых интервалов продуктивных пластов.

Обосновывается применение ГЭС при глушении нефтяных скважин перед подземным ремонтом, в потокоотклоняющих технологиях, а также для создания профилактической антикоррозионной смазки на поверхности внутрискважинного оборудования.

Значительный вклад в развитие направления повышения эффективности эксплуатации скважин за счет регулирования фильтрационных характеристик ПЗП и защиты внутрискважинного оборудования от коррозии внесли отечественные и зарубежные ученые: Амиян В.А., Антипин Ю.В., Ахметов А.А., Аширов К.Б., Аллен Вильсон, 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., Маркин А.Н., Кудинов В.И., Кузнецов Ю.С., Ленченкова Л.Е., Магадова Л.А., Мирзаджанзаде А.Х., Мищенко И.Т., Мусабиров М.Х., Муслимов Р.Х., Низамов Р.Э., Орлов Г.А., Петров Н.А., Позднышев Г.Н., Рогачев М.К., Рябоконь С.А., Сидоровский В.А., Силин М.А., Симкин Э.М., Слахеддин Кэфи, Соловьев А.Я., Стрижнев К.В., Сургучев М.Л., Телин А.Г., Токарев М.А., Токунов В.И., Том Олсен, Фахретдинов Р.Н., Хавкин А.Я., Хисамутдинов Н.И., Юсупов И.Г. и многие другие.

При применении ГЭС в качестве жидкости глушения скважин (ЖГС) с экономической точки зрения оптимальной является технология частичной замены скважинной жидкости на блокирующий гидрофобно-эмульсионный состав, перекрывающий интервал перфорации продуктивного пласта, с заполнением выше расположенного скважинного пространства технологической водой (минерализованной пластовой или подтоварной). Такой блокирующий состав должен обладать следующими свойствами:

– плотность должна быть в пределах 1,1-1,2 г/см3 (выше плотности подтоварной воды, максимальное значение которой для условий рассматриваемого региона равно 1,05 г/см3);

– состав должен быть агрегативно устойчивым при средней пластовой температуре 80°С в течение пяти суток (средняя продолжительность текущего ремонта скважины).

Основными свойствами ГЭС для эффективного регулирования фильтрационных свойств ПЗП нагнетательных скважин являются:

– обладание структурно-реологическими свойствами, позволяющими ограничивать фильтрацию воды по промытым интервалам пласта;

– в случае вымывания состава из ПЗП закачиваемой водой, должно оставаться высокое фильтрационное сопротивление для воды за счет адсорбции и адгезии к поверхности поровых каналов породы-коллектора, т.е. должен быть высокий остаточный фактор сопротивления;

– возможность регулирования реологических свойств состава в широких пределах для быстрой адаптации к различным геолого-физическим характеристикам залежей и скважин.

Эффективной защиты внутрискважинного оборудования от коррозии можно добиться путем создания на его поверхности профилактической антикоррозионной смазки (ПАС) при закачке в скважину гидрофобно-эмульсионного состава (ГЭС). Для создания надежного защитного слоя ГЭС должен обладать высокой адгезией к поверхности металла.

Исходя из выдвинутых требований к ГЭС разработан новый эмульгатор ЯЛАН-Э2 – продукт взаимодействия ненасыщенных жирных кислот, сложных этаноламинов и аминоспиртов (совместно со специалистами ООО «СинтезТНП», г.Уфа), обоснованы основные компоненты ГЭС – водная фаза представляет собой подтоварную (пластовую) воду с растворенным в ней хлоридом кальция для утяжеления и стабилизации состава; углеводородная фаза состоит из дизельного топлива (или товарной нефти) и эмульгатора.

Во второй главе приводится описание приборов и высокотехнологичного оборудования, а также методик проведения экспериментальных исследований при разработке многофункциональных ТЖ для подземного ремонта скважин.

При проведении экспериментальных исследований использовались следующие приборы и оборудование: автоматический порозиметр-пермеаметр AP608 (Coretest Systems) – для определения фильтрационно-емкостных свойств керна; фильтрационная установка FDES645 (Coretest Systems) – для моделирования процесса фильтрации в термобарических условиях, максимально приближенных к пластовым; реометр Rheotest RN 4.1 (Messgerate Medingen) – для определения реологических свойств жидкостей; тензиометр EasyDrop (Kruss) – для исследования поверхностных свойств методом висящей и лежащей капли; микроскоп Axiolab (Zeiss) – для получения микрофотографий эмульсий; специально изготовленный стенд – для измерения адгезии жидкости к поверхности металлической пластины и кварцевого стекла.

В третьей главе представлены результаты экспериментальных исследований по изучению физико-химических, реологических и фильтрационных свойств, обоснованию и выбору многофункциональных гидрофобно-эмульсионных составов для подземного ремонта скважин.

При разработке блокирующего ГЭС для глушения нефтяных скважин первоочередной задачей явилось изучение его термостабильности, поскольку составы предназначены для работы в условиях повышенных пластовых температур (80°С). Результаты исследований агрегативной устойчивости ГЭС, представляющего собой обратную водонефтяную эмульсию (ОВНЭ), стабилизированную разработанным эмульгатором ЯЛАН-Э2, показали повышение термостабильности эмульсии с увеличением содержания водной фазы и увеличением концентрации в последней хлорида кальция. Так, ОВНЭ с содержанием водной фазы 80% масс., при концентрации эмульгатора ЯЛАН-Э2 3% масс. в эмульсии и хлорида кальция выше 5% масс. в водной фазе сохраняла агрегативную устойчивость при 80°С более 20 суток. Плотность ОВНЭ может варьироваться в широких пределах (0,950-1,3 г/см3) в зависимости от концентрации водной фазы и хлорида кальция.



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.