Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Особенности глушения и освоения нефтяных скважин в карбонатных коллекторах

ВАК РФ 25.00.17, Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Хади Джамаль Мохаммед

Перечень сокращении условных обозначений, символов, единиц и терминов

Введение

1.Влияние особенностей карбонатных коллекторов на разработку и эксплуатацию нефтяных залежей

1.1 Классификация и типы карбонатных коллекторов

1.2 Особенности разработки нефтяных пластов и эксплуатация скважин с карбонатными коллекторами

1.3 Краткая характеристика Волковского месторождения

1.4 Анализ эффективности эксплуатации добывающих и нагнетательных скважин с карбонатными коллекторами ;

1.5 Жидкости глушения, используемые в России и за рубежом

2.Экспериментальные исследования процесса фильтрации жидкости и газов в карбонатных породах

2.1 Аппаратура и методика проведения экспериментов по фильтрации и взаимовытеснению различных флюидов в естественных кернах

2.2 Влияние различных жидкостей на проницаемость карбонатных пород

2.3 Обсуждение результатов экспериментов

2.4 Динамика проницаемости карбонатных пород при пропускании через них воды и нефти

2.5 Определение коэффициента вытеснения нефти водой методом центрифугирования

3 Моделирование процессов глушения и освоения в карбонатных коллекторах

3.1 Характеристика моделей пласта и флюидов, использованных в экспериментах

3.2 Определение основных параметров процессов вытеснения при моделировании операций глушения и освоения скважин

3.3 Изменение насыщенности моделей пласта по нефти и воде при моделировании операции глушения и освоения скважин

3.4 Расчёт относительных фазовых проницаемостей в процессах взаимовытеснения жидкостей

3.5 Динамика фазовых проницаемостей образцов карбонатных пород при моделировании операции глушения и освоения скважин

3.6 Математическая модель процессов фильтрации и взаимовытеснения различных жидкостей в образцах карбонатных пород

4 Разработка технологии вторичного вскрытия и глушения карбонатных пластов с сохранением их коллекторских сводств

4.1 Технология глушения и выбор рабочих параметров ЖГС с использованием состава УНИ

4.2 Результаты промысловых экспериментов по применению разработанных технологий глушения на скважине № 1555 Волковского месторождении

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Особенности глушения и освоения нефтяных скважин в карбонатных коллекторах"

Запасы нефти, приуроченные к карбонатным коллекторам, составляют около 50% мировых запасов нефти. Практика эксплуатации скважин с карбонатными коллекторами свидетельствует о значительных осложнениях, связанных с ухудшением коллекторских характеристик пород призабойной зоны пласта. Сложная структура пустотного пространства карбонатных пород, наличие в объеме пустот несмешивающихся жидкостей, низкие значения коэффициентов открытой пористости и абсолютной проницаемости пород являются причинами ухудшения технологических показателей работы скважин. Повышение эффективности эксплуатации добывающих скважин с карбонатными коллекторами сильно зависит от условий вскрытия нефтяных пластов, применяемых перед ремонтами, составов жидкостей глушения скважин ЖГС. Анализ промысловой информации о работе скважин с карбонатными коллекторами показывает, что их основные эксплуатационные показатели зависят от количества операций глушения и типа применяемых ЖГС. Одной из основных причин снижения коэффициента продуктивности является применение в качестве промывочных и задавочных жидкостей водных составов. Попадание в нефтяной пласт подвижной водной фазы приводит к росту насыщенности по воде и необратимому уменьшению проницаемости пород призабойной зоны пласта по нефти.

Большой вклад в исследование проблемы изучения ФЕХ продуктивных нефтяных пластов при их вскрытии и эксплуатации скважин внесли следующие исследователи: И.М. Аметов, В.А. Амиян, К.Б.Аширов, М.О.Ашрафьян, У.М.Байков, В.П.Белов, В.А. Блажевич, В.М.Березин, Ш.И.Валеев, И.Е.Гайворонский, Ш.С.Гарифуллин, А.Т.Горбунов, Ю.В.Зейгман, М.М.Иванова, А.Г.Ковалев, М.Р.Мавлютов, Г.А.Орлов, С.А.Рябоконь, Ф.Л.Саяхов, Р.С.Яремейчук, А.Р.Дженнигз, И.С.Паттон и др.

В сложившейся технико-экономической ситуации решение проблемы сохранениия ФЕХ карбонатных коллекторов должно быть связано с новым подходом к выбору технологий и составов ЖГС. В связи с этим изучение особенностей взаимодействия образцов естественных нефтенасыщенных карбонатных пород с различными составами жидкостей глушения скважин о /• и является актуальной проблемой. Цели работы

1. Изучение особенностей взаимодействия естественных образцов нефтенасыщенных карбонатных пород с различными ЖГС.

2. Уточнение механизма изменения проницаемости карбонатных пород в процессах фильтрации через них нефти, воды и ЖГС.

Основные задачи исследований

1. Определение влияния технологии глушения скважин с карбонатными коллекторами на технологические режимы их работы.

2. Изучение особенностей фильтрации различных жидкостей в образцах естественных карбонатных пород.

3. Исследование процессов взаимодействия карбонатных пород с различными жидкостями при моделировании операций глушения - освоения скважин.

Научная новизна

1. Выявлены причины ухудшения коллекторских свойств карбонатных пород при проникновении в пласт фильтратов жидкостей глушения скважин.

2. Экспериментально на естественных образцах карбонатных пород изучено влияние различных составов ЖГС на ФЕХ этих пород.

3. По результатам моделирования операций глушения - освоения скважин построены графики относительных фазовых проницаемостей карбонатных пород по нефти и воде.

Практическая ценность

На скважине №1552 Волковского месторождения проведена операция глушения с применением состава УНИ-1. По результатам испытаний получен технологический эффект в виде дополнительной добычи нефти 1463т.

Апробация работы

Результаты диссертационной работы докладывались: -на 49-й научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, посвященной 50-летию УГНТУ(г.Уфа, 1998г.);

-на Втором международном симпозиуме "Наука и технология углеводородных дисперсных систем" (г.Уфа, 2000г.);

-на III Конгрессе нефтегазопромышленников России. Секция "Проблемы нефти и газа" (г.Уфа, 2001г.);

-на 52-й научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ (г.Уфа, 2001г.).

Структура и объём работы.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения; изложена на 108 страницах машинописного текста и содержит 30 рисунка, 18 таблиц, список литературы из 83наименований.

Заключение Диссертация по теме "Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений", Хади Джамаль Мохаммед

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. В результате выполненного анализа технологических режимов и условий работы добывающих и нагнетательных скважин с карбонатными коллекторами установлено, что применение традиционных технологий и типов жидкостей глушения скважин перед ремонтами приводит к уменьшению проницаемости пород ПЗП.

2. Экспериментально установлено, что применение водных составов ЖГС приводит к снижению проницаемости образцов естественных карбонатных пород в 5.7,7 раза.

3. Моделирование операций глушения-освоения скважин на образцах естественных карбонатных пород показало, что после глушения модели водными ЖГС при освоение модели пласта фильтрация нефти происходит в обратном направлении при значительно больших перепадах давления. Максимальное увеличение перепадов и градиентов давления происходит при пропускании через модели пласта ЖГС в объеме равном 1 объему пор. Попавший в модель пласта фильтрат ЖГС полностью не извлекается даже при прокачке 3.5 поровых объемов нефти.

4. Стабилизация процесса ухудшения фильтрационных параметров модели карбонатных пластов происходит на момент 4.6 операции глушение скважин".

5. Рассчитана относительная фазовая проницаемость моделикарбонатно-го пласта Волковского месторождения. Полученные данные могут быть использованы при оценке технологической эффективности работ по воздействию на ПЗП нефтяных скважин.

6. Основными результатами испытаний состава УНИ-1 в качестве ЖГС являются:

- сокращение сроков освоения скважины 1552 и вывод на запланированный режим эксплуатации после ремонтных работ;

- сохранение коэффициента продуктивности скважины по жидкости и увеличение доли нефти в составе продукции.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Хади Джамаль Мохаммед, Уфа

1. Киркинская В.Н, Смехов Е.М. Карбонатые породы коллекторы нефты и газа. - J1. Недра, 1981.

2. Методика изучения карбонатных коллекторов и классификация карбонатных коллекторов и приуроченных к ним залежей нефти и газа./ Под ред. К.Б. Аширова. Куйбышев, Куйбышевское книж. изд-во.1971.

3. Смехов Е.М. Теоретические и методические основы поисков трещинных коллекторов нефти и газа. Д.,Недра, 1974.

4. Викторин В.Д., Лыков Н.А. Разработка нефтяныж месторождений, приуроченных к карбонатным коллекторам. М., Недра, 1980.

5. Использование обратных эмульсий в добыче нефти / Г.А.Орлов, М.Ш.Кендис, В.Н.Глущенко, Б.А.Лерман. М., 1986. - 48 с. - (Об-зор.информ./ВНИИОЭНГ. Сер. "Нефтепромысловое дело"; Вып. 6).

6. Опыт и перспективы использования обратных эмульсий для глушения скважин /И.П.Королев, В.Н.Глущенко, М.Ш.Кен-дис, Г.А.Орлов // Нефт.хоз-во.- 1986.- № 10.- С.59-62.

7. Выбор жидкостей для испытания и капитального ремонта скважин // Экспресс-информ./ ВНИИЭгазпром. Сер. "Бурение, разработка и эксплуатация газовых и морских нефтяных месторождений в зарубежных странах". 1985. - Вып. 13.-С.10-21.

8. Пенообразующие жидкости для глушения скважин/А.М.Шарипов, X. Ш.Сабиров, Т.Г.Кутлубаева, Ю.С.Клочко// Нефт. и газ. пром-сть. 1983. -№ 1,-С. 38-41.

9. Горшков А. К., Ковалко М.П., Пыж В.П. Опыт глушения скважинпри ремонтных работах на Машевском месторождении //Нефт. и газ. пром-сть. 1986.-No 4.-С. 36-37.

10. Амиян В.А., Васильева Н.П. Вскрытие и освоение нефтегазовых пластов. М.:Недра, 1972,- С.335.

11. Айткулов А.У. Определение дебита жидкости добывающей скважины //Нефт. х-во.-1991.-№ 11.- С 21-22.

12. Крысин Н.И., Сухих Ю.М. Инвертно-эмульсионные растворы для вскрытия продуктивных пластов и задавки скважин//Пробл. Увеличения нефтеотдачи на месторожд. Перм. обл. М.,1980. - С.48-55.

13. Булатов А.И., Рябоконь С.А., Тосунов Э.М. О повышении качества вскрытия продуктивных пластов // Нефт. хоз-во.-1990.- №3 .- С. 16-18.

14. Зейгман Ю.В. регулирование характеристик нефтегозонасышенных пород при вторичном вскрытии пластов и глушении скважин. Уфа, 1998, 383с.

15. Зейгман Ю.В. Отчёт о научно-исследовательской работе "разработка эффективных методов глушения и освоения скважин низкопродуктивных пластов Тевлинско-Русскинского месторождения " Уфа, 1991.- 83с.

16. Вольтере А.А., Рябоконь С.А. Ингибирующие свойства жидкости глушения плотностью до 1600 кг/м0 без твердой фазы // Растворы и технологические требования к их свойствам: Сб.науч.тр. ВНИИКРнефти. 1986. -С. 174-176.

17. Рябоконь С.А., Вольтере А.А., Сурков А.Б. Жидкости глушения для ремонта скважин и их влияние на коллекторские свойства пласта.-М.:ВНИИОЭНГ 1986.-(Обзор.информ. Сер. "Нефтепромысловое дело ").

18. Влияние состава раствора бромида кальция на технологическиесвойства буровых растворов на его основе /С.А.Рябоконь, А.А.Бражников, В.П.Луковников и др. /7НТИС. Нефте- пром. геология, геофизика и бурение- М,; ВНИИОЭНГ, 1985,- Вып. 7. С. 41-44.

19. Рябоконь С.А., Бражников А.А. Применение рассолов большой плотности в качестве бурового раствора при закачивании скважин // НТИС. Нефтепром. геология, геофизика и бурение. М.: ВНИИОЭНГ, 1985. -Вып. 9. - С. 12-14.

20. Ковалев B.C. Сопоставление фактических и расчётных показателей заводнения терригенных и карбонатных пластов,- Труды Гиправастокнефти, М„ Вып. 18, 1973, С.65-84 .

21. Колганов В.И., Гавура В.Е. Начальная водонефтенасыщенности карбонатного пласта В1 на Сосновском месторождении.- Геология нефти и газа, 1971,-№ Ю.-С.29-34.i

22. Регулирование свойств буровых растворов на основе бромида кальция / С.А.Рябоконь, В.П.Луковников, Р.Я.Бурдило и др. //Нефт. хоз-во,-1982,-№3. С. 18-20.

23. Галян Д.А., Чуприна Г.А. Гидрогелевые растворы на основе пластовых рассолов жидкости для глушения скважин при капитальном ремонте // Экспресс-информ. /ВНИИЭгазпром. Сер. "Геология, бурение и разработка газовых месторождений". - 1982. - Вып. 24,- 19с.

24. Указание по проектированию наружной канализации промышленных предприятий СН 173-61, часть 1, М Стройиздат, 1961,- 218с.

25. Апильцин Э. И. Подготовка воды для заводнения нефтяных пластов. М.: Гостоптехиздат, I960,- 240 с.

26. Шарпали Д. М. Бактерии в воде, применяемой для заводне-ния.//Инженер-нефтяник пер. с англ., т 33,- № 2,- 1961,- С.44-50 .

27. Глушение скважин загущенной нефтью /В.И.Токунов, И.Б.Хейфеп, Г.П.Хотулев, А.Ф.Канищев//Нефт. и газ. пром-сть,- 1983.- №1. С.37-38.

28. Галян Н.Н., Тарнавский А. П., Обещенко Г. К. Глушение газовых скважин тиксотропными жидкостями на основе пластовых вод // Экспрессинформ. /ВНИИЭгазпром. Сер. "Геология, бурение и разработка газовых месторождений".- 1985, Вып.5. - С.13-15.

29. Новое в вопросах воздействия на пласт. М.,ВНИИОЭНГ, 1969.- 53с.

30. Викторин В.Д., Лыков Н.А. Разработка нефтяных месторождений приуроченных к карботнатным коллекторам. М., Недра, 1980, 202с.

31. Шурубор Ю.В., Марков Н.Н. Подсчет и дифференциация запасов газонефтяных месторождений с помощью программ. Плоские модели геологических полей.- Нефтегазовая геология и геофизика,- 1983,- №11.- С. 13-14.

32. Ащиров К.Б. Геологическая обстановка формирования нефтяных месторождений среднего Поволжья. М.: Недра, 1975.

33. Интяшин А.Д., Городнов В. П., Андриянов В.Н. Результаты промысловых испытаний мицеллярных растворов для вскрытия и глушения скважин // РНТС. Сер. "Нефтепромысловое дело",- М.: ВНИИОЭНГ,- 1983,- Вып.4.-С.8-9.

34. В.Е. Андреев и другие. Повышение эффективности выработки трудно-извлекаемых запасов нефти карбонатных коллекторов. Уфа: Изд-во УГ-НТУ,- 1997,-С.137.

35. М.Кристиан, С. Сокол, А. Константинеску. Увеличение продуктивности и приемистости скважин: М.: Недра, 1985,- С. 184.

36. Абрикосов И.Х. Нефтегазоносность Пермской области. М.: Гостоп-техиздат, 1963.

37. Викторин В. Д. Разработка залежей нефти, приуроченных к карбонатным коллекторам. М., ВНИИОЭНГ, 1974.

38. О правильном выборе жидкости для закачивания и ремонта скважин // Экспресс-информ. /ВНИИОЭНГ. Сер. "Бурение": Зарубеж. опыт,-1986. Вып.18.- С.19-23.

39. Корли У. Т., Паттон Дж.Т. Растворы, не содержащие твердой фазы, для закачивания и ремонта скважин // Нефть, газ и нефтехимия за рубежом.- 1984,-№11.-С. 17-22.

40. Максимович Г.А., Енцов И.И. Нефтегазоносность карбонатных коллекторов // Гидрогеология и карстоведение. 1996. - №3.- С.41-43.

41. Денк С.О. Влияние закарстованности на фильтрационно-емкостные свойства коллекторов Пермской области// Нефтяное хозяйство,- 2000. №1.-С.15-19.

42. Ervin P.S. A succeful waterflood of a fracturtd reservoir. Oil and Gas J., 1957, №24, P. 122-126.

43. B.A. Еронин и др. Поддержание пластового давления на нефтяных месторождениях.- М.: Недра, 1973.- С.200.

44. Общий обзор жидкостей, используемых для закачивания скважин //Экспресс-информ. /ВНИИОЭНГ. Сер. "Бурение": Зарубеж.опыт,- 1984.-Вып.11.- С. 1-5.

45. Растворы для закачивания и ремонта скважин // Экспресс-информ./ ВНИИОЭНГ. Сер. "Бурение": Зарубеж.опыт,- 1985,- Вып. 10,- С. 12-15.

46. Fluid-loss Control through the use of a liquid—thickened Completion and workover -brine/ J.E.Hudson, M.D. Coffey, C.W.Saner, A.S.Ject//Journal of Petroleum Technology. October, 1983.

47. Тяжелые жидкости для освоения и ремонта скважин // Экспрессинформ./ВНИИОЭНГ. Сер. "Бурение"; Зарубеж.опыт.- 1984,- Вып. 13,- С.23-25.

48. Богачев А.Б. Определение характеристик призабойной зоны скважин // Нефтяное хозяйство, 1985. №12.- С.39.

49. ОСТ 3-195-186. Нефть. Метод определения коэффициента вытеснения нефти водой в лабораторных условиях.

50. Борисов Ю.П., Орлов B.C. Влияние учета непоршневого вытеснения нефти водой в гидродинамических расчетах процесса разработки нефтяной залежи.-Сб.науч.тр./ВНИИнефть, 1960, Вып.28.- С.3-16.

51. Buckley S/Е/, Leverett М.С. Mechanism of displasement in solid.-Trans. AIME, 1942, vol. 146, P.149-158.

52. Бабалян Г.А., Барышев Г.М., Ибрагимов Э.И. К вопросу механизма вытеснения нефти водой из пористой среды.-Азерб.нефт.хоз-во, 1951, №8, С.13-16.

53. Максимович Г.К. Теоретические основы процессов вытеснения нфти из пористой среды водой или газом//Нефтяное хоз-во, 1951. №1, С.35-45.

54. Пирвердян A.M. Движение двухфазной несжимаемой смеси в пористой среде.-Прикл.матем.и механика, 1952, т. 16, Вып.2, С.223-225.

55. Маскет М. Физические основы технологии добычи нефти.- м.: Го-соптехиздат, 1953.-606с.

56. Евгеньев А.Е. О фазовых проницаемостях при фильтрации двух-компонентных смесей.-Изв. ВУЗов. Нефть и газ, 1965, №1.- С.83

57. Эфрос Д.А. Исследования фильтрации неоднородных систем.-Л.:Гостоптехиздат, 1963, -352с.

58. Эфрос Д.А., Оноприенко В.П. Моделирование линейного вытеснения нефти водой.-Сб.изуч.тр./ВНИИнефть, 1958, вып.12, с.331-360.

59. Коллинз Р. Течения жидкостей через пористые материалы.-М.:Мир, 1964.-350с.

60. Вайнер М.И. О влиянии статистического критерия подобия микроструктур пористых тел на характеристики течения двухфазной жидкости в области автомодельности по критерию П1. -Сб.науч.тр./ВНИИнефть, 1964, Вып.25, С.57-65.

61. Садыков В.А. Экспериментальные исследования процесса замещения жидкости газом в слоистых пластах для создания и эксплуатации подземных хранилищ газа.-Дисс. на соиск.уч.степ.канд.техн.наук.-Уфа, 1977.-154с.

62. Шаховкин В.М. Объемная схема пористой среды. -Сб.науч.тр./Московский нефт ин-т, 1956, вып. 16, с.23-31.

63. Аверьянов С.Ф. Зависимость водопроницаемсоти почвогрунтов от содержания в них воздуха.-Докл.АН СССР, т. 69, №2, 1949, с. 141-144.71 .Гимаутдинов Ш.К. Нефтеотдача коллекторов.-М.:Недра, 1970.120с.1

64. Гимаутдинов Ш.К. Физика нефтяного и газового пласта,-М.:Недра, 1971.-312с.

65. Эфрос Д.А. Определение относительных проницаемостей и функций распределения при вытеснении нефти водой.-Докл.АН СССР, 1956, т. 110, №5, С.746-749.

66. Мустаев Я.А., Мавлютова И.И., Чеботарев В.В. Влияние температуры на относительную фазовую проницаемость.-Сб.науч.тр./БашНИПИнефть, 1972, Вып.31, С.241-251.

67. Хомутов В.М. Фазовые проницаемости при вытеснении высоковязкой нефти горячей водой в условиях нестационарной фильтрации.-Нефтяное хоз-во, 1975, №1, С.32-34.

68. Каримов М.Ф. Эксплуатация подземных хранилищ газа-М.:Недра, 1981.-248с.

69. Швецов И.А., Горбатова А.Н., Меркулов В.П. Повышение нефтеотдачи при закачке в слоисто неоднородные пласты раствора ПАВ с растворенным в ней газом.-Сб.науч.тр./Куйбышев НИИНП, 1966, вып.35, С.78-82.

70. Кудрин С.А., Куранов И.Ф. К вопросу о методике расчетов фазовых проницаемостей по данным опытов по нестационарному вытеснению нефти водой.// Труды ВНИИ. Вып.28.-1960.- С.85-95.

71. Зейгман Ю.В., Харин А.Ю., Усманов А.Р. Выбор оптимальных параметров жидкостей глушения скважин. //Бурение и разработка нефтяных меторождении. Куйбышев, 1989.-С.117-126 .

72. Зейгман Ю.В. Регулирование характеристик нефте-газонасыщенных пород при вторичном вскрытии пластов и глушении скважин.//У ГНТУ. Уфа, 1998.

73. Пискунов Н.С., Теслюк Е.В. К вопросу о времени безводной эксплуатации водо-нефтяного пласта при различном характере вскрытия. Научно-технический сборник по добыче нефти ВНИИ, №1, 1958.

74. Пискунов Н.С. Теслюк Е.В. О скорости образования водяного "конуса" при различных способах вскрытия водо-нефтяного пласта. Труды ВНИИ, вып.ХХ, 1959.

75. Рябоконь С.А. и др.Технологические жидкости на основе тяжолыж рассолов для заканчивания и ремонта скважин за рубежом. -.,1990. -52с. -Строит-во нефт.и газ.скважин на суше и на море: Обзор информ./ВНИИОЭНГ.141 СПРАВКА