Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Разработка и совершенствование технологии регулирования заводнения неоднородных терригенных пластов с применением термотропных гелеобразующих составов
ВАК РФ 25.00.17, Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений

Автореферат диссертации по теме "Разработка и совершенствование технологии регулирования заводнения неоднородных терригенных пластов с применением термотропных гелеобразующих составов"

На правах рукописи

Гайсин Равиль Фатыхович

РАЗРАБОТКА И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ РЕГУЛИРОВАНИЯ ЗАВОДНЕНИЯ НЕОДНОРОДНЫХ ТЕРРИГЕННЫХ ПЛАСТОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ТЕРМОТРОПНЫХ ГЕЛЕОБРАЗУЮЩИХ СОСТАВОВ (на примере Покачевского месторождения)

Специальность 25.00.17 - Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

УФА - 2005

Работа выполнена в ОАО "Ойл Гехнолоджи Оверсиз"

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Уметбаев Виль Гайсович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Алмаев Рафаиль Хатмуллович кандидат технических наук, старший научный сотрудник Тимашев Эрнст Мубаракович

Ведущая организация. ООО "СамараНИПИнефть"

Защита состоится "27" декабря 2005 года в 16е2 часов на заседании диссертационного совета Д 520.020.01 при открытом акционерном обществе научно-производственная фирма (ОАО НПФ) "Геофизика" по адресу: 450005, г Уфа, ул 8-е Марта, 12.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОАО НПФ "Геофизика"

Автореферат разослан "25" ноября 2005 года.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор химических наук

Д.А. Хисаева

IШМ6

3

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

Текущее состояние разработки многих, длительно эксплуатируемых нефтяных месторождений России и стран СНГ характеризуется прогрессирующим ростом обводненности добываемой продукции (до 80 -98 %) и снижением темпов отбора нефти. Это - результат интенсивной выработки запасов большинства крупных высокопродуктивных месторождений, вступивших в позднюю стадию разработки. Наряду с этим всё более устойчиво проявляет себя тенденция увеличения доли трудноизвлекаемых запасов нефти из низкопроницаемых коллекторов с неблагоприятными геолого-физическими характеристиками. В результате в настоящее время более 50 % запасов нефти остаются неизвлеченными.

Актуальность проблемы увеличения нефтеотдачи при существующем в настоящее время дефиците прироста балансовых запасов является очевидной, особенно для месторождений Западной Сибири, где удельный вес трудноизвлекаемых запасов составляет порядка 60 %, которые приурочены к низкопроницаемым и неоднородным пластам.

Успешная доразработка остаточных запасов нефти в настоящее время должна базироваться, прежде всего, на детальной диагностике природных и технологических составляющих нефтегазогеологической техноприродной системы, выявлении её "дефектов" и на этой основе подбора соответствующей технологии либо комплекса технологий, позволяющих устранять их и выводить рассматриваемую систему в новое качественное состояние, соответствующее решению задачи максимального извлечения нефти из недр.

Поэтому важное значение приобретает разработка, испытание, внедрение новых и совершенствование традиционных "старых" технологий, направленных на увеличение коэффициента нефтеизвлечения и снижение

► ¡'Ш.. Н А Я ипмл кк ил

объемов попутно добываемой воды.

Одними из основных методов повышения нефтеотдачи разрабатываемых с заводнением пластов являются физико-химические методы. основанные на создании повышенных фильтрационных сопротивлений в высокопроницаемых промытых пропластках и зонах продуктивного пласта с применением различных классов природных и синтетических водорастворимых полимеров.

Цель диссертационной работы.

Разработка и совершенствование технологии регулирования заводнения неоднородных по проницаемости пластов с применением термотропных гелеобразующих составов на основе водной системы метилцеллюлоза (МЦ) - карбамид (технология ГОС МЕТКА) для геолого-физических условий Покачевского месторождения.

Основные задачи исследований.

1. Анализ современных технологий увеличения нефтеотдачи пластов и обоснование направлений их совершенствования.

2. Исследования физико-химических и фильтрационных характеристик композиций на основе эфиров целлюлозы и карбамида.

3. Адаптация разрабатываемых составов применительно к геолого-физическим условиям Покачевского нефтяного месторождения и разработка технологии увеличения нефтеотдачи пластов на основе термотропных гелеобразующих составов.

4. Разработка специализированного оборудования для реализации технологии увеличения нефтеотдачи с применением термотропных гелеобразующих композиций.

5. Испытание и внедрение разработанных технологий и техники для различных горно-геологических и геолого-физических условий разработки месторождений.

Методы исследований.

1. Лабораторные, аналитические и промысловые исследования.

Научная новизна работы.

1. Установлено, что добавление в состав водных растворов метилцеллюлозы электролитов (NaCl, KCl, СаС12, MgCl2, NH4CI и др.) снижает температуру гелеобразования вообще и в большей степени - по мере увеличения концентрации солей в электролитах; добавление неэлектролитов (спирты этиловый, изопропиловый, тиомочевина и др.) - увеличивает

температуру гелеобразования. На основе выявленных зависимостей разработан графический способ выбора параметров гелеобразующей композиции.

2. Впервые обоснована зона установки гелевого экрана в охлажденных пластах групп АВ и БВ Покачевского месторождения с использованием математической модели расчета поля температур нефтяного пласта.

3. Впервые разработано техническое средство, повышающее качество приготовления термотропных гелеобразующих составов и, в целом, - эффективность применения разработанной автором технологии увеличения нефтеотдачи пластов.

Основные защищаемые положения.

1. Концепция выбора термотропных гелеобразующих композиций с гибким регулированием кинетики гелеобразования и фильтрационных характеристик гидрогелей.

2. Закономерности изменения показателей подвижности, скорости фильтрации и коэффициента вытеснения нефти в двухслойной модели пласта с различной проницаемостью (0,229 и 4,676 мкм2) в результате установки гелевого блокад-экрана.

3. Разработанный термотропный гелеобразующий состав и на его основе технология увеличения нефтеотдачи пластов (патент РФ № 2131971).

4. Технико-технологическое обоснование и разработка оборудования, обеспечивающего реализацию технологии в широком диапазоне концентраций полимера с гибким регулированием производительности насосного оборудования (свидетельство РФ на полезную модель № 17563).

Практическая ценность и реализация работы.

1. Разработаны новые составы структурообразующих термообратимых композиций на основе эфиров целлюлозы с гибким регулированием кинетики гелеобразования.

2. Показано, что технологии увеличения нефтеотдачи с применением термотропных гелей и кислотных поверхностно-активных составов (КПАС) (ГОС МЕТКА, КПАС+МЕТКА) обеспечивали высокую технологическую эффективность при промышленном внедрении на Покачевском месторождении. В перспективе эти технологии могут успешно

применяться на указанном и аналогичных по геолого-физическим характеристикам объектах разработки месторождений Западной Сибири.

3. Разработаны технологии увеличения нефтеотдачи с применением термотропных гелей, реализация которых в процессе 57 скважино-обработок, в том числе 49 скв. обр. - МЕТКА и 8 скв обр. - КПАС+МЕТКА на Аманьском участке Покачевского месторождения в 1996-2003 г.г. обеспечила дополнительную добычу 93192 т нефти при удельной эффективности: МЕТКА - 1 346 т/скв. обр., 148 т/т реагента; КПАС+МЕТКА - 3 406 т/скв. обр., 160 т/т реагента. В целом по Покачевскому месторождению выполнено 76 скважино-обработок по технологии МЕТКА (включая 11 скважино-обработок КПАС+МЕТКА), дополнительная добыча нефти за 1996-2004 г.г. составила 107 228 т при удельной эффективности- МЕТКА - 1 151 т/скв. обр., 108 т/т реагента; КПАС+МЕТКА - 2 946 т/скв. обр., 142 т/т реагента.

4. Составлены и введены в действие три руководящих документа по практическому использованию разработанных автором технологий увеличения нефтеотдачи пластов.

5. Разработана и внедрена передвижная установка приготовления гелеобразующих растворов метилцеллюлозы.

Апробация работы.

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на II, III, VIII международных научно-производственных конференциях "Состояние и перспективы работ по повышению нефтеотдачи пластов", г. Самара (1998, 1999, 2004 г г), на совещании Главного Управления по обеспечению добычи нефти и газа ОАО "ЛУКОЙЛ", г. Москва (2003 г.), на V международной конференции "Химия нефти и газа", г. Томск (2003 г.), на совещании Главного Управления по обеспечению добычи нефти и газа ОАО "ЛУКОЙЛ", г. Москва (2004 г), на III всероссийской научно-практической конференции "Добыча, подготовка, транспорт нефти и газа", г. Томск (2004 г.), НТС ОАО "Ойл Технолоджи Оверсиз".

Публикации.

По теме диссертационной работы опубликовано 18 печатных работ, в том числе 7 научных статей, 4 тезиса докладов на научно-технических конференциях, 3 руководящих документа, 3 патента на изобретение и 1 свидетельство на полезную модель.

Диссертационная работа является обобщением результатов лабораторных исследований автора и коллектива соавторов - сотрудников

Института химии нефти СО РАН (г. Томск) и Инженерно-технологического центра ОАО "Ойл Технолоджи Оверсиз" (г. Самара), на основе которых разработана и внедрена в 1996-2004 г.г. новая технология ГОС МЕТКА с использованием специально разработанного оборудования для приготовления и закачки гелеобразующих составов. В основных работах, написанных в соавторстве с коллегами, соискателю принадлежит общее руководство, постановка задач исследований, разработка основ новых технологий, выбор объектов, анализ результатов испытаний и внедрения, оценка технологической и экономической эффективности потокоотклоняющих технологий увеличения нефтеотдачи терригенного пласта БВ6 Покачевского месторождения с применением полимердисперсных, термотропных и других гелеобразующих составов.

Структура и объем работы.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов и списка использованных источников. Содержит 173 страницы машинописного текста, 45 рисунков, 30 таблиц, 113 библиографических ссылок.

Автор выражает благодарность научному руководителю д.т.н. Уметбаеву В.Г., д.х.н. Хисаевой Д.А., директору ИХН СО РАН д.т.н. Алтуниной Л.К., заведующему лабораторией фильтрационных исследований и повышения нефтеотдачи пластов ОАО "Гипровостокнефть" Перунову В.П., ведущему научному сотруднику ОАО "Гипровостокнефть", к.т.н. Солякову Ю.В., директору ИТЦ ОАО "Ойл Технолоджи Оверсиз", к.т.н. Румянцевой Е.А. и лично Акимову Н.И., Кравцову М.Ф., Шарипову Р.Ш., Абрамову В.Н., заместителю генерального директора ТИП "Покачевнефтегаз" по геологии Хасанову А.Л., начальнику отдела ПНП ТПП "Покачевнефтегаз" Ярмоленко O.A., заместителю начальника отдела ПНП ТПП "Покачевнефтегаз" Тумма И.В., главному геологу Покачевского филиала ОАО "Ойл Технолоджи Оверсиз" Ильину И. А. за помощь в процессе работы над диссертацией.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении определены основные задачи исследований, научная новизна, основные защищаемые положения и практическая ценность работы.

В первой главе представлен обзор отечественных и зарубежных публикаций в области методов увеличения нефтеотдачи пластов (МУН).

На основе анализа механизмов действия различных МУН показано, что на поздней стадии разработки неоднородных пластов-коллекторов ограничение фильтрации закачиваемых вод в промытых зонах и притока их к забоям добывающих скважин является одной из важнейших проблем нефтедобывающей отрасли.

Приведен обширный обзор публикаций и патентов по регулированию проницаемостной неоднородности пластов при заводнении путем изменения фильтрационных сопротивлений обводненных высокопромытых зон коллектора.

Существенный вклад в развитие данного направления внесли: Алмаев Р.Х., Алтунина Л.К., Газизов А.Ш., Гарейшина А.З., Горбунов А.Т., Жданов С.А., Ибатуллин P.P., Кабо В.Я., Кувшинов В.А., Кукин В.В., Леви Б.И., Лозин Е.В., Меркулов В.П., Муслимов Р.Х., Перунов В.В., Позднышев Г.Н., Рахимкулов И.Ф., Рогачев М.К., Соляков Ю.В., Сургучев М.Л., Уметбаев В.Г., Фахретдинов Р.Н., Хисамов P.C., Хисамутдинов Н.И., Швецов И.А., и др.

Показано, что одними из наиболее перспективных химреагентов для выравнивания проницаемостной неоднородности пласта являются гелеобразующие композиции на основе синтетических полимеров и сшивателей, в которых образование гидрогелей происходит за счет химических реакций. Данные композиции обладают большим набором положительных свойств, но имеют ограниченное применение в высокотемпературных пластах.

Дальнейшее совершенствование технологий увеличения нефтеотдачи пластов может быть связано с применением природных полимеров на основе эфиров целлюлозы, обладающих высокой термостабильностью.

Перспективность использования таких композиций с гибким регулированием кинетики гелеобразования в широком диапазоне температур послужила основанием для постановки задач данной работы.

Во второй главе изложены особенности геологического строения и состояния разработки Покачевского месторождения. В его разрезе нефтеносность установлена в 18 пластах в отложениях нижнего мела и верхней юры. Основными объектами, содержащими большую часть запасов, являются пласты: АВ|3_ АВ?, АВ3, АВ5, БВ6, БВ8. Отмечена высокая неоднородность и литологическая изменчивость коллекторов пластов группы АВ.

Краткая геологическая характеристика объектов разработки Покачевского месторождения представлена в таблице 1, в которой выделена строка, характеризующая геологическую характеристику Аманьского участка залежи пласта БВ6, как объекта опытно-промыслового испытания технологии ГОС МЕТКА.

С позиций проектирования технологии выравнивания проницаемостной неоднородности термотропными гелеобразующими составами необходимо отметить следующие геолого-физические особенности Покачевского месторождения:

• эффективная нефтенасыщенная толщина продуктивных пластов составляет 1,40 - 7,11 м;

• пористость колеблется в узких пределах её значения для пластов АВ и БВ и составляет 18 - 20 %;

• измеренные значения проницаемости (в пределах 0,08 -0,16 мкм2) характерны для большинства пластов в отложениях нижнего мела, а пласты верхнеюрских отложений Покачевского месторождения, как и других месторождений Западной Сибири, имеют проницаемость почти на порядок меньше;

• нефти маловязкие, значения динамической вязкости находятся в пределах 0,33 - 2,08 мПахс;

• диапазон начальных пластовых температур составляет 68 -

97 °С.

Таблица 1 - Краткие геолого-физические характеристики объектов разработки Покачевского месторождения

Месторождение, пласт Извлекаемые запасы, тыс т Оста- Эффектив- Порис- Прони- Нач-ая Вязкость, Нач. плас-

точные ная нефте- тость. цаемость, нефтена- мПахс товая тем-

запасы насыщен- д ед мкм" сыщен- пература,

(ABC,), ная тол- ность. °С

ABC, КИН С2 КИН тыс т щина, м д ед

Покачевское, в т. ч 144 721 - 6 914 - 32 952 - - - - - -

АВ,3 10 234 0,275 5 063 0,270 8 528 2,65 0,22 0,0265 0,5 1,56 68,0

ав2 30 490 0,383 756 0,383 3 775 4,74 0,22 0.1493 0.58 2.08 69,0

АВ3 7 876 0,300 453 0,300 4 232 6,22 0,22 0.1436 0,55 0.70 70,0

АВ4 775 0,300 - - 532 3.13 0,22 0,0960 0,51 0,78 72,0

АВ, 7 321 0.400 - - 300 5.81 0,21 0,1652 0,61 1.68 73.0

АВ6 643 0,300 - - 376 3,41 0,23 0,0800 0.56 0,88 73,0

ав7 784 0,300 - - 223 3,38 0,21 0.1390 0,6 1,50 75,0

ав8 122 0,300 111 0,300 12 2,6 0,21 0,0800 0,51 0,88 75,0

БВо 364 0,300 21 0,300 264 5,98 0,19 0,1340 0,53 1,30 76,0

ЕВ,0 66 0,300 - - 9 2,49 0,20 0,1340 0,55 1,30 76,0

БВ| 262 0,300 75 0,300 28 5,75 0,20 0,1000 0,55 1,30 76,0

бв2 759 0,300 - - 218 5,39 0,20 0.1000 0,56 1,50 79,0

БВ3 168 0,300 - - 109 2,55 0,19 0,1000 0,45 1,50 79,0

БВ6 (основная залежь) 24 333 0,520 - - 1 658 5,75 0,20 0,1611 0,69 1,27 83,0

БВ6 (Ахтамарская залежь) - - 199 0,276 - 1,4 0,19 - 0,59 1,27 -

БВ8 (основная залежь) 49 068 0,550 - - 8 469 7,11 0,20 0,1592 0,72 0,88 87,0

БВ8 (Аманьская залежь) 1 345 0,550 - - 1 160 3,01 0,20 0,1620 0,72 0,88 87,0

ЮВ, (основная залежь) 4 540 0,400 168 0,340 896 4,93 0,16 0,0165 0,63 0,30 97,0

ЮВ, (Ахтамарская залежь) 158 0.275 65 0,275 145 2,18 0,18 0.0160 0,63 0,30 -

Температурный фактор является очень важным при внедрении термотропных составов, поскольку время гелеобразования определяется температурой закачиваемой композиции и скоростью её прогрева в пласте.

Вязкость пластовых вод изменяется в пределах 0,33 - 0,46 мПахс. Пластовые воды являются типичными сеноманскими водами Западной Сибири и имеют среднюю минерализацию 28,9 кг/м3. Поскольку минерализация и солевой состав воды влияет на температуру гелеобразования водных растворов МЦ, при реализации технологии проводится химический анализ закачиваемой и попутно-добываемых вод.

В третьей главе представлены результаты лабораторных исследований механизма гелеобразования композиций на основе метилцеллюлозы и фильтрационных характеристик исходных растворов и гидрогелей.

Исследовано влияние различных электролитов (солей хлористоводородной и азотной кислот) на температуру гелеобразования в 1 %-ных эфирных растворах МЦ. Показано, что с увеличением концентрации ЫаС1, СаСЬ, М§С12 - типичных представителей пластовых вод - температура гелеобразования снижается. Изучалось также влияние широкого класса неэлектролитов - одно- и многоатомных спиртов, аминов, карбамида - на кинетику гелеобразования. Из этого класса соединений наибольшее влияние на температуру гелеобразования оказывает карбамид (мочевина) -увеличивает её.

На основе экспериментальных данных разработаны обобщающие номограммы, позволяющие рассчитать концентрацию карбамида и минерализацию растворителя для выбора необходимой температуры гелеобразования в диапазоне 42 - 75 °С.

Указанный диапазон температур типичен для реальных условий призабойной зоны нагнетательных скважин в объектах разработки Покачевского месторождения с учетом её охлаждения закачиваемой водой.

На рисунке 1 приведены зависимости температуры гелеобразования растворов МЕТКА от концентрации карбамида при различной минерализации пластовых вод

О 5 10 15 20

Концентрация карбамида, %

Рис. 1 - Зависимость температуры гелеобразования растворов МЕТКА от концентрации карбамида при различной минерализации пластовых вод

В серии фильтрационных экспериментов исследованы реологические характеристики и нефтевытесняющая способность гелеобразующих составов на основе МЦ и карбамида применительно к условиям месторождений Западной Сибири.

Исследования проводились на параллельных линейных трубках тока, различающихся по проницаемости и нефтенасыщенности, имеющих общий вход и раздельные выходы.

Соотношение проницаемостей трубок регулировалось в пределах 3,4-20,4 раз. Исследования проводились в изотермических условиях в диапазоне 55 - 60 °С, типичных для охлажденных пластов Покачевского месторождения, в ряде опытов температура варьировалась от 20 до 100 °С.

В опытах наблюдались общие закономерности. После вытеснения нефти водой соотношение объемов закачиваемых композиции по слоям было близко к соотношению проницаемостей кернов. Соответственно, уровень гидродинамических сопротивлений при формировании термотропного геля в

высокопроницаемом слое был существенно выше, чем в низкопроницаемом, благодаря чему увеличивался объем воды, фильтрующийся через низкопроницаемую трубку. Перераспределение фильтрационных потоков сопровождалось доотмывом нефти, в основном, из низкопроницаемых колонок. Прирост коэффициента нефтевытеснения составил 4,8 - 10 %.

На рисунке 2 приведена типичная картина динамики изменения подвижности, скорости фильтрации и коэффициента вытеснения нефти на различных стадиях эксперимента. Исходная проницаемость: 1-ой колонки -0,229 мкм2, 2-ой колонки - 4,676 мкм2.

Специальные эксперименты показали, что при повышении температуры до 200 °С гидрогели на основе МЦ оставались стабильными и сохраняли первоначальный высокий уровень гидродинамических сопротивлений.

Эксперименты показали, что гелеобрающие составы на основе МЦ можно применять для изоляции водопритоков и увеличения охвата пласта заводнением как для охлажденных пластов Западной Сибири, так на месторождениях с более высокими температурами, в том числе и при использовании тепловых методов (закачка горячей воды, пара) воздействия на пласт.

В четвертой главе приведены результаты промыслового испытания и внедрения термотропных гелеобразующих составов для повышения нефтеотдачи пласта БВ6 Аманьского участка Покачевского месторождения. Рассмотрена сущность данной технологии, заключающаяся в получении гелеобразующих составов непосредственно в неоднородном пласте при закачке в него оторочки водных растворов на основе метилцеллюлозы и карбамида. Указана область применения этой технологии в геолого-физических условиях неоднородных по проницаемости пластов групп АВ и БВ нижнемеловых отложений Покачевского месторождения.

Для указанных объектов, имеющих различную начальную и текущую (в результате охлаждения от закачки не подогреваемой воды) температуру пласта, разработаны разные термотропные гелеобразующие составы. Рассмотрены способы растворения метилцеллюлозы и приготовления композиций гелеобразующих составов.

1 2 3 4 в в

Объем жидкости, в поровых объемах

1 колонка, V

2 колонка, V - « р

-О— I К0.1ФИКЛ, К»

2 КОЛОИКЙ, Кк Захачш состава

г

Он

е

оо

3

ЕС

0

01

■е-•е-

¡2

Объем жидкости, в поровых объемах

Рис. 2 - Перераспределение фильтрационных потоков и доотмыв нефти при 60 °С в неоднородной модели пласта после закачки гелеобразующего состава

Указаны технические средства, материалы, стандартное и нестандартное оборудование, необходимые для осуществления технологического процесса. Приводятся конструктивные особенности и технико-технологические характеристики разработанной автором передвижной установки УПГР-ГОС, которая с марта 2000 г. находится в эксплуатации при реализации технологии приготовления растворов на основе метилцеллюлозы и карбамида. Показаны основные преимущества использования этой установки:

мобильность, позволившая увеличить объемы закачиваемого гелеобразующегося состава до 300 м3 и внедрения в среднем до 31 операции в год;

обеспечение непрерывности технологического процесса от приготовления композиции гелеобразующего состава до закачки его в пласт, позволившее сократить время на проведение одной скважино-обработки до 4-7 дней вместо 8-14 дней до применения УПГР-ГОС, в зависимости от объема закачки;

улучшение условий труда обслуживающего персонала, особенно в зимний период года.

По состоянию на 01.01.2005 г. промышленный объём обработанных скважин с использованием данной установки составил 122 единицы.

По Аманьскому участку Покачевского месторождения приведены уточнённые параметры, использованные при пересчете начальных и остаточных балансовых и извлекаемых запасов нефти по пласту БВ6, отнесённых к категории С\ (таблица 2).

Таблица 2 - Параметры для пересчета балансовых и извлекаемых

запасов нефти

Параметры Значения

Площадь нефтеносности, м2 21 799

Средняя нефтенасыщенная толщина, м 5,57

Нефтенасыщенный объем, тыс. м3 121 420

Открытая пористость, доли единиц 0,20

Продолжение табл. 2

Параметры Значения

Нефтенасыщенность, доли единиц Пересчетный коэффициент, доли единиц Плотность нефти в стандартных условиях, кг/м3 0,69 0,86 864,0

Коэффициент извлечения нефти проектный, доли единиц 0,52

Накопленная добыча нефти, тыс. т, по состоянию на 01.01.2005 4 700

Результаты пересчета запасов нефти приведены в таблице 3. Таблица 3 - Начальные и остаточные запасы нефти

Запасы нефти, тыс т Накопленная добыча нефти, тыс. т Коэффициент нефтеотдачи, %

Начальные Остаточные по состоянию на 01.01.2005 г. « Фактический

Балан- Извле- Балан- Извле- я н ¡¿ и о а. С С техн-ей МЕТКА Без техн-ии МЕТКА

совые каемые совые каемые С техн-ей МЕТКА Без техн-и МЕТКА

10 409 5413 5 443 447 4 700 4 607 52 45 44

Анализ данных таблиц 2 и 3 показывает, что по состоянию на 01.01.2005 г. величины фактического коэффициента нефтеотдачи, подсчитанные с учетом и без учета дополнительной добычи нефти от технологии МЕТКА составили соответственно 45 % и 44 %. Следовательно, за счет внедрения технологии МЕТКА, на Аманьском участке удалось повысить текущий коэффициент нефтеотдачи на 1 %.

Выполнен анализ результатов промысловых испытаний и промышленного внедрения в течение 1996-2002 г.г. на Аманьском участке

пласта БВб Покачевского месторождения технологии ГОС МЕТКА. На основании этого анализа сделана оценка эффективности технологических и экономических показателей этой технологии. Из оценки следует, что эти показатели эффективности для данной технологии оказались более высокими по сравнению с их значениями для технологий на основе полимердисперсных (ПДС) и сшитых полимерных составов (СПС) за счет меньших затрат на одну скважино-обработку.

Из анализа динамики показателей разработки исследуемого объекта следует, что внедрение на нем в течение 1996 - 2002 г.г. технологии МЕТКА позволило замедлить темп обводнения, и, в конечном счете, стабилизировать его даже в период прекращения повторных обработок (2003 - 2004 г.г.: 91,3 % - 91,4 %) - за счет продолжительности переходящего эффекта.

Показано, что в одних и тех же геолого-физических условиях комплексное воздействие на пласт оказалось более эффективным. Например, удельная эффективность дополнительной добычи нефти на 1 т реагента по результатам 2002 г. составила: КПАС + МЕТКА - 207,3 т/т; МЕТКА - 99,9 т/т.

Эти результаты свидетельствуют о том, насколько важна правильность выбора технологии для каждой конкретной скважины. Совершенно очевидно, что при положительном значении скин-эффекта в скважине, выбранной для реализации технологии МЕТКА, предпочтение следует отдавать её сочетанию с интенсифицирующими кислотными составами (КПАС + МЕТКА). Анализом установлено, что от внедрения в течение 1996-2002 г.г. технологий МЕТКА (49 скважино-обработок) и КПАС + МЕТКА (8 скважино-обработок) получено соответственно, 65 948 т и 27 244 т дополнительно добытой нефти, при сравнительно высоких удельных технологических и экономических показателях (КПАС + МЕТКА: 3 406 т/скв. обр.; 160 т/т; 262 руб/т; МЕТКА: 1 346 т/скв. обр.; 148 т/т; 289 руб/т).

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

Изложенные в диссертационной работе результаты научных исследований и апробация их в промысловых условиях направлены на повышение эффективности существующих физико-химических методов воздействия на неоднородные нефтеносные пласты с целью вовлечения в разработку трудноизвлекаемых запасов нефти и позволяют сформулировать следующие выводы.

1. Проведены широкие лабораторные исследования гелеобразующих составов на основе метилцеллюлозы, установлены природа химических реагентов и концентрация солей в них, понижающие или увеличивающие температуру гелеобразования на примере охлажденных продуктивных пластов Покачевского месторождения Западной Сибири. Обоснован выбор параметров гелеобразующего состава.

2. Разработан термотропный гелеобразующий состав на основе метилцеллюлозы и карбамида (ГОС МЕТКА), закачка оторочки которого в модель неоднородного по проницаемости пласта обеспечивает перераспределение фильтрационных потоков, отмыв остаточной нефти из низкопроницаемого интервала и увеличение коэффициента нефтевытеснения на 4,8-10 % (патент РФ № 213197).

3. Разработана технология увеличения нефтеотдачи пластов с применением гелеобразующих составов на основе 1 %-ного (мае.) раствора метилцеллюлозы, карбамида (2 - 5 % мае.), пресной и пластовой вод различной минерализации в зависимости от температуры пласта в обоснованной автором зоне установки гелевого экрана.

4. Впервые создана комплексная установка для приготовления термотропных гелеобразующих составов, позволяющая контролировать технико-технологические параметры, качество ГОС и за счет этого

обеспечивающая высокую эффективность разработанной автором технологии увеличения нефтеотдачи пластов (свидетельство РФ на полезную модель № 17563).

5 Осуществлено промышленное внедрение разработанной технологии увеличения нефтеотдачи пластов в 76 скважинах Покачевского месторождения Западной Сибири, в том числе в 11 скважинах - комплексной технологии путем предварительной интенсификации работы пласта и последующей закачки ГОС МЕТКА. От внедрения разработок автора достигнуты дополнительная добыча нефти в количестве 107 228 т и экономический эффект более 30 млн. руб.

Основные положения диссертационной работы изложены в следующих публикациях:

1. Алтунина JT.K., Гайсин Р.Ф., Кувшинов В.А., Стасьева JI.A , Гусев В.В., Шарипов Р.Ш. Гелеобразующие составы для повышения нефтеотдачи за счет увеличения охвата пласта и ограничения водопритоков при заводнении /Временная инструкция. - Лангепас: Лангепасское управление химизации технологических процессов, 1996.-13 с.

2. Алтунина Л.К., Артеменко А.И., Гайсин Р.Ф., Кувшинов В.А., Стасьева Л.А., Гусев В.В., Шарипов Р.Ш. Гелеобразующие составы МЕТКА для повышения нефтеотдачи за счет увеличения охвата пласта и ограничения водопритоков при заводнении /СТП 5804457-050-97. - Лангепас: ТПП "Лангепаснефтегаз", ОАО "ПО "ЛУКойл-Волга", 1997.-19 с.

3. Алтунина Л.К., Мандрик Н.Э., Гайсин Р.Ф., Кувшинов В.А., Стасьева Л.А., Гусев В.В., Шарипов Р.Ш. Технология увеличения нефтеотдачи с применением водоизолирующих составов ГАЛКА из алюмосодержащих отходов на месторождениях ТПП "Лангепаснефтегаз" /РД 39Р-97. - Томск-Лангепас.: ИХН СО РАН, ТПП "Лангепаснефтегаз", ОАО "ПО "ЛУКойл-Волга", 1997.-44 с.

4. Опытно-промышленные испытания водоизолирующих составов ГАЛКА из алюмосодержащих отходов на месторождениях Западной Сибири /Алтунина Л.К., Кувшинов В.А.. Гайсин Р.Ф., Гусев В.В., Телин А.Г. //Тезисы докладов Межотраслевого совещания-семинара по решению природоохранных проблем на предприятиях ТЭК, г. Томск, 21-24 апреля

1998.-Томск, 1998.-С. 40-41.

5. Опыт и перспективы применения неорганических гелеобразующих составов на основе хлорида алюминия ГОС "ГАЛКА" для увеличения нефтеотдачи /Алтунина Л.К., Кувшинов В.А., Стасьева Л.А., Гусев В.В., Гайсин РФ., Шарипов РШ. //Материалы II научно-производственной конференции "Состояние и перспективы работ по повышению нефтеотдачи пластов", г. Самара май 1998. - Самара, 1999.-С. 28-32.

6. Гайсин Р.Ф, Король В.В. Техника и оборудование для технологий повышения нефтеотдачи пластов: Перспективы развития. //Материалы III научно-производственной конференции "Состояние и перспективы работ по повышению нефтеотдачи пластов", г. Самара, июнь

1999.-Самара, 2000.-С. 14-15.

7. Опытно-промышленные испытания на месторождениях ОАО "ЛУКОЙЛ" комплексных технологий ИХН СО РАН для увеличения нефтеотдачи при заводнении и паротепловом воздействии /Алтунина Л.К., Кувшинов В.А., Чертенков М.В., Шафиков P.P., Ширгазин Р.Г., Силин М.А., Гайсин Р.Ф. //Материалы совещания Главного Управления по обеспечению добычи нефти и газа ОАО "ЛУКОЙЛ" "Анализ итогов внедрения методов повышения нефтеотдачи пластов и интенсификации добычи нефти в ОАО "ЛУКОЙЛ" за 2002 год", г. Москва 2003. - Москва, 2003.-Ч. 2.-С. 14-20.

8. Технология увеличения охвата пласта паротепловым воздействием с применением неорганических гелей для месторождений высоковязких нефтей /Алтунина Л.К., Кувшинов В.А., Чертенков М.В., Шафиков P.P., Гайсин Р.Ф. //Материалы 5-ой международной конференции "Химия нефти и газа", г. Томск, 22-26 сентября 2003. - Томск, 2003.-С. 249252.

9. Перспективы развития комплексных технологий ИХН СО РАН для увеличения нефтеотдачи месторождений ОАО "ЛУКОЙЛ", разрабатываемых заводнением и паротепловым воздействием /Алтунина Л.К., Кувшинов В.А., Чертенков М.В., Шафиков P.P., Гайсин Р.Ф., Шарипов

Р.Ш. //Материалы совещания Главного Управления по обеспечению добычи нефти и газа ОАО "ЛУКОЙЛ" "Анализ итогов внедрения методов повышения нефтеотдачи пластов, интенсификации добычи нефти и ремонта скважин в ОАО "ЛУКОЙЛ" за 2003 год", г. Москва 2004. - Москва, 2004,-С. 126-134.

10. Высокотемпературные гелеобразующие составы для увеличения охвата тепловым воздействием и ограничения притока вод на пермокарбоновой залежи Усинского месторождения /Шарипов Р.Ш., Дубов Н.Б., Шарипова Е.Л., Гайсин Р.Ф., Шишов Е.А. //Материалы III Всероссийской научно-практической конференции "Добыча, подготовка, транспорт нефти и газа", г. Томск, 20-24 сентября 2004. - Томск, 2004.-С. 169-185.

11. Сотрудничество Института химии нефти СО РАН и ОАО "ОТО" в области увеличения нефтеотдачи /Алтунина Л.К., Кувшинов В.А., Манырин В.Н., Гайсин Р.Ф. //Материалы VIII международной научно-производственной конференции "Состояние и перспективы работ по повышению нефтегазоотдачи пластов", г. Самара, 9-11 июня 2004. - Самара, 2004.-С. 21-24.

12. Комплексные технологии ИХН СО РАН для увеличения нефтеотдачи месторождений, разрабатываемых заводнением и паротепловым воздействием /Алтунина Л.К., Кувшинов В.А., Чертенков М.В., Шафиков P.P., Гайсин Р.Ф., Шарипов Р.Ш. //Материалы III Всероссийской научно-практической конференции "Добыча, подготовка, транспорт нефти и газа", г. Томск, 20-24 сентября 2004. - Томск, 2004.-С. 3-9.

13. Гайсин Р.Ф., Король В.В. Новое технологическое оборудование и установки для повышения нефтеотдачи пластов, предлагаемые "ОТО

П Продакшн Лтд" Гайсин Р.Ф., Король В.В. - Самара: НТЖ "Интервал". -

2001.-№ З.-С. 30-31.

14. Анализ результатов циклической закачки термотропных гелеобразующих составов на Аманьском участке пласта БВ6 Покачевского месторождения /Гайсин Р.Ф., Шарипов Р.Ш., Абрамов В.Н., Манахова И.Л., Шарипова Е.Л. - Самара: НТЖ "Интервал" - 2005.-№ 6 (77).-С. 34-45.

15. Патент 2131971. РФ. МКИ. Е 21 В 43/22. Состав для повышения нефтеотдачи пластов /Алтунина Л.К., Кувшинов В.А., Стасьева Л.А., Гусев В.В., Гайсин Р.Ф./ М.: Бюл. Открытия. Изобретения. - 1999.-№ 17, часть II.-4 с.

16. Патент Z1 98 8 01954.x. КНР. МПК. Е 21 В 43/22. Состав для повышения нефтеотдачи пластов /Алтунина Л.К., Кувшинов В.А., Стасьева Л.А., Гусев В.В., Гайсин Р.ФУ опубл. 24.07.2002, Бюл. № CN 1088141С.

17. Патент 3045. СРВ. МКП. Е 21 В 43/42. Состав для повышения нефтеотдачи пластов / Алтунина Л.К., Кувшинов В.А., Стасьева Л.А., Гусев В.В., Гайсин Р.Ф./ опубл. 25.04.2003, Бюл. № 181.

18. Свидетельство на полезную модель № 17563. РФ. МКИ. Е 21 В 41/00. Передвижная установка приготовления гелеобразующих растворов метилцеллюлозы /Манырин В.Н., Манырин В.Н., Ивонтьев К.Н., Гайсин Р.Ф , Король В.В./ М.: Роспатент,-15.12.2000.

Подписано в печать 24 ноября 2005 I Фермат 60x84/16 Бумага офсетная Печать оперативная Объем 1 п л гираж 100 »кз Зак<н .N1- 467 443100 г Самара, ул Молодогвардейская. 244 Отпечатано в типографии СамГ ГУ

IÜZ4787

РНБ Русский фонд

2006-4 26272

i

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Гайсин, Равиль Фатыхович

ВВЕДЕНИЕ.

1 ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ ПОТОКООТКЛОНЯЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ ПОВЫШЕНИЯ НЕФТЕОТДАЧИ ПЛАСТОВ.

Выводы.

2 ГЕОЛОГО-ФИЗИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ И СОСТОЯНИЕ РАЗРАБОТКИ ПЛАСТА БВб АМАНЬСКОГО УЧАСТКА ЗАЛЕЖИ ПОКАЧЕВСКОГО НЕФТЯНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ.

2.1 Общие сведения о месторождении.

2.2 Особенности геологического строения.

2.3 Состояние разработки Аманьского участка пласта БВб Покачевского месторождения.

2.3.1 Краткая геологическая характеристика объекта.

2.3.2 Состояние разработки объекта.

Выводы.

3 ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ОБОСНОВАНИЮ ПАРАМЕТРОВ КОМПОЗИЦИЙ НА ОСНОВЕ МЕТИЛЦЕЛЛЮЛОЗЫ

И КАРБАМИДА В УСЛОВИЯХ ОХЛАЖДЕННЫХ ПЛАСТОВ.

3.1 Обоснование параметров композиций на основе метилцеллюлозы и карбамида.

3.2 Исследования физико-химических и фильтрационных характеристик гелеобразующих составов и гелей на основе метилцеллюлозы и карбамида при их воздействии на нагнетательные и добывающие скважины с целью ограничения водопритока.

Выводы.

4 РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОМЫСЛОВОГО ИСПЫТАНИЯ И ВНЕДРЕНИЯ ТЕРМОТРОПНЫХ ГЕЛЕОБРАЗУЮЩИХ СОСТАВОВ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ НЕФТЕОТДАЧИ ПЛАСТА БВ6 АМАНЬСКОГО УЧАСТКА ЗАЛЕЖИ ПОКАЧЕВСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ.

4.1 Общие положения метода повышения нефтеотдачи с применением гелеобразующего состава МЕТКА.

4.1.1 Технология применения ГОС МЕТКА.

4.1.2 Способы растворения метилцеллюлозы и приготовления композиций МЕТКА.

4.1.3 Технология приготовления гелеобразующих составов МЕТКА. 4.1.3.1 Приготовление гелеобразующих составов 1, 2 (таблица 4.2).

4.1.3.2 Приготовления составов 3, 4 (таблица 4.2).

4.1.4 Технические средства, необходимые для осуществления технологического процесса.

4.1.5 Материалы, необходимые для осуществления технологического процесса ф 4.1.6 Контроль за процессом полимерного воздействия.

4.2 Разработка передвижной установки для приготовления гелеобразующих растворов.

4.3 Этапы эволюции технологии ГОС МЕТКА и технологические схемы производства работ.

4.3.1 I этап. Опытно-промысловое испытание технологии.

4.3.2 II этап. Опытно-промышленные работы.

4.3.3 III этап. Промышленное внедрение.

4.4 Анализ результатов, оценка технологических и экономических показателей эффективности.

Выводы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Разработка и совершенствование технологии регулирования заводнения неоднородных терригенных пластов с применением термотропных гелеобразующих составов"

Текущее состояние разработки многих, длительно эксплуатируемых нефтяных месторождений России характеризуется прогрессирующим ростом обводненности добываемой продукции (до 80 - 98 %) и снижением темпов отбора нефти. Это - результат интенсивной выработки запасов большинства крупных высокопродуктивных месторождений, вступивших в позднюю стадию разработки. Наряду с этим всё более устойчиво проявляет себя тенденция увеличения доли трудноизвлекаемых запасов нефти из низкопроницаемых коллекторов с неблагоприятными геолого-физическими характеристиками. В результате в настоящее время более 50 % запасов нефти остаются неизвлеченными.

Актуальность проблемы увеличения нефтеотдачи при существующем в настоящее время дефиците прироста балансовых запасов является очевидной, особенно для месторождений Западной Сибири, где удельный вес трудноизвлекаемых запасов составляет порядка 60 %, которые приурочены к низкопроницаемым и неоднородным пластам.

Успешная доразработка остаточных запасов нефти в настоящее время должна базироваться, прежде всего, на детальной диагностике природных и технологических составляющих нефтегазогеологической техноприродной системы, выявлении её "дефектов" и на этой основе подбора соответствующей технологии либо комплекса технологий, позволяющих устранять их и выводить рассматриваемую систему в новое качественное состояние, соответствующее решению задачи максимального извлечения нефти из недр.

Поэтому важное значение приобретает разработка, испытание, внедрение новых и совершенствование традиционных "старых" технологий, направленных на увеличение коэффициента нефтеизвлечения и снижение объемов попутно добываемой воды.

Одними из основных методов повышения нефтеотдачи разрабатываемых с заводнением пластов являются физико-химические методы, основанные на создании повышенных фильтрационных сопротивлений в высокопроницаемых промытых пропластках и зонах продуктивного пласта с применением различных классов природных и синтетических водорастворимых полимеров.

Цель диссертационной работы.

Разработка и совершенствование технологии регулирования заводнения неоднородных по проницаемости пластов с применением термотропных гелеобразующих составов на основе водной системы метилцеллюлоза (МЦ) - карбамид (технология ГОС МЕТКА) для геолого-физических условий Покачевского месторождения.

Основные задачи исследований.

1. Анализ современных технологий увеличения нефтеотдачи пластов и обоснование направлений их совершенствования.

2. Исследования физико-химических и фильтрационных характеристик композиций на основе эфиров целлюлозы и карбамида.

3. Адаптация разрабатываемых составов применительно к геолого-физическим условиям Покачевского нефтяного месторождения и разработка технологии увеличения нефтеотдачи пластов на основе термотропных гелеобразующих составов.

4. Разработка специализированного оборудования для реализации технологии увеличения нефтеотдачи с применением термотропных гелеобразующих композиций.

5. Испытание и внедрение разработанных технологий и техники для различных горно-геологических и геолого-физических условий разработки месторождений.

Методы исследований.

1. Лабораторные, аналитические и промысловые исследования.

Научная новизна работы.

1. Установлено, что добавление в состав электролитов (NaCl, КС1, СаСЬ, MgCl2, NH4CI и др.) снижает температуру гелеобразования вообще и в большей степени -по мере увеличения концентрации солей в электролитах; добавление неэлектролитов (спирты этиловый, изопропиловый, тиомочевина и др.) - увеличивает температуру гелеобразования. На основе выявленных зависимостей разработан графический способ выбора параметров гелеобразующей композиции.

2. Впервые обоснована зона установки гелевого экрана в охлажденных пластах групп АВ и БВ Покачевского месторождения с использованием математической модели расчета поля температур нефтяного пласта.

3. Впервые разработано техническое средство, повышающее качество приготовления термотропных гелеобразующих составов и, в целом, - эффективность применения разработанной автором технологии увеличения нефтеотдачи пластов.

Основные защищаемые положения.

1. Концепция выбора термотропных гелеобразующих композиций с гибким регулированием кинетики гелеобразования и фильтрационных характеристик гидрогелей.

2. Закономерности изменения показателей подвижности, скорости фильтрации и коэффициента вытеснения нефти в двухслойной модели пласта с различной проницаемостью (0,229 и 4,676 мкм2) в результате установки гелевого блокад-экрана.

3. Разработанный термотропный гелеобразующий состав и на его основе технология увеличения нефтеотдачи пластов (патент РФ № 2131971).

4. Технико-технологическое обоснование и разработка оборудования, обеспечивающего реализацию технологии в широком диапазоне концентраций полимера с гибким регулированием производительности насосного оборудования (свидетельство РФ на полезную модель № 17563).

Практическая ценность и реализация работы.

1. Разработаны новые составы структурообразующих термообратимых композиций на основе эфиров целлюлозы с гибким регулированием кинетики гелеобразования.

2. Показано, что технологии увеличения нефтеотдачи с применением термотропных гелей и кислотных поверхностно-активных составов (КПАС) (ГОС МЕТКА., КПАС+МЕТКА) обеспечивали высокую технологическую эффективность при промышленном внедрении на Покачевском месторождении. В перспективе эти технологии могут успешно применяться на указанном и аналогичных по геолого-физическим характеристикам объектах разработки месторождений Западной Сибири.

3. Разработаны технологии увеличения нефтеотдачи с применением термотропных гелей, реализация которых в процессе 57 скважино-обработок, в том числе 49 скв. обр. - МЕТКА и 8 скв. обр. - КПАС+МЕТКА на Аманьском участке Покачевского месторождения в 1996-2003 г.г. обеспечила дополнительную добычу 93 192 т нефти при удельной эффективности: МЕТКА - 1 346 т/скв. обр., 148 т/т реагента; КПАС+МЕТКА -3 406 т/скв. обр., 160 т/т реагента. В целом по Покачевскому месторождению выполнено 76 скважино-обработок по технологии МЕТКА (включая 11 скважино-обработок КПАС+МЕТКА), дополнительная добыча нефти за 1996-2004 г.г. составила 107 228 т при удельной эффективности: МЕТКА - 1 151 т/скв. обр., 108 т/т реагента; КПАС+МЕТКА -2 946 т/скв. обр., 142 т/т реагента.

4. Составлены и введены в действие три руководящих документа по практическому использованию разработанных автором технологий увеличения нефтеотдачи пластов.

5. Разработана и внедрена передвижная установка приготовления гелеобразующих растворов метилцеллюлозы.

Апробация работы.

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на II, III, VIII международных научно-производственных конференциях "Состояние и перспективы работ по повышению нефтеотдачи пластов", г. Самара (1998, 1999, 2004 г.г.), на совещании Главного Управления по обеспечению добычи нефти и газа ОАО "ЛУКОЙЛ", г. Москва (2003 г.), на V международной конференции "Химия нефти и газа", г. Томск (2003 г.), на совещании Главного Управления по обеспечению добычи нефти и газа ОАО "ЛУКОЙЛ", г. Москва (2004 г.), на III всероссийской научно-практической конференции "Добыча, подготовка, транспорт нефти и газа", г. Томск (2004 г.), НТС ОАО "Ойл Технолоджи Оверсиз".

Публикации.

По теме диссертационной работы опубликовано 18 печатных работ, в том числе 7 научных статей, 4 тезиса докладов на научно-технических конференциях, 3 руководящих документа, 3 патента на изобретение и 1 свидетельство на полезную модель.

Диссертационная работа является обобщением исследований автора результатов лабораторных исследований автора и коллектива соавторов - сотрудников Института химии нефти СО РАН (г. Томск) и Инженерно-технологического центра ОАО "Ойл Технолоджи Оверсиз" (г. Самара), на основе которых разработана и внедрена в 1996-2004 г.г. новая технология ГОС МЕТКА с использованием специально разработанного оборудования для приготовления и закачки гелеобразующих составов. В основных работах, написанных в соавторстве с коллегами, соискателю принадлежит общее руководство, постановка задач исследований, разработка основ новых технологий, выбор объектов, анализ результатов испытаний и внедрения, оценка технологической и экономической эффективности потокоотклоняющих технологий увеличения нефтеотдачи терригенного пласта БВб Покачевского месторождения с применением полимердисперсных, термотропных и других гелеобразующих составов.

Структура и объем работы.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов и списка использованных источников. Содержит 173 страницы машинописного текста, 45 рисунков, 30 таблиц, 113 библиографических ссылок.

Заключение Диссертация по теме "Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений", Гайсин, Равиль Фатыхович

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Проведены широкие лабораторные исследования гелеобразующих составов на основе метилцеллюлозы, установлены природа химических реагентов и концентрация солей в них, понижающие или увеличивающие температуру гелеобразования на примере охлажденных продуктивных пластов Покачевского месторождения Западной Сибири. Обоснован выбор параметров гелеобразующего состава.

2. Разработан термотропный гелеобразующий состав на основе метилцеллюлозы и карбамида (ГОС МЕТКА), закачка оторочки которого в модель неоднородного по проницаемости пласта обеспечивает перераспределение фильтрационных потоков, отмыв остаточной нефти из низкопроницаемого интервала и увеличение коэффициента нефтевытеснения на 4,8-10 % (патент РФ № 213197).

3. Разработана технология увеличения нефтеотдачи пластов с применением гелеобразующих составов на основе 1 %-ного (мае.) раствора метилцеллюлозы, карбамида (2-5 % мае.), пресной и пластовой вод различной минерализации в зависимости от температуры пласта в обоснованной автором зоне установки гелевого экрана.

4. Впервые создана комплексная установка для приготовления термотропных гелеобразующих составов, позволяющая контролировать технико-технологические параметры, качество ГОС и за счет этого обеспечивающая высокую эффективность разработанной автором технологии увеличения нефтеотдачи пластов (свидетельство РФ на полезную модель № 17563).

5. Осуществлено промышленное внедрение разработанной технологии увеличения нефтеотдачи пластов в 76 скважинах Покачевского месторождения Западной Сибири, в том числе в 11 скважинах - комплексной технологии путем предварительной интенсификации работы пласта и последующей закачки ГОС МЕТКА. От внедрения разработок автора достигнуты дополнительная добыча нефти в количестве 107 228 т и экономический эффект более 30 млн. руб.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Гайсин, Равиль Фатыхович, Уфа

1. А.с. 1501597 СССР, МКИ5 Е21В 43/22. Способ разработки неоднородных по проницаемости нефтяных пластов. /Б.Е. Доброскок, Н.Н. Курбарева, Р.Х. Муслимов, М.В. Вышенский, Г.Ф. Кандаурова (СССР). № 4309726; опубл. 23.10.1991, Бюл. №39, 3 с.

2. А.с. 1663184 СССР, МКИ5 Е21В 43/22. Способ заводнения нефтяного пласта. /В.Б. Демьяновский, Д.А. Каушанский (СССР). № 4703042; опубл. 15.07.1991, Бюл. 26, 3 с.

3. А.с. 1755611 СССР, МКИ6, Е21В 43/12. Способ разработки неоднородного нефтяного пласта. /А.Ш. Газизов, И.Г. Нигматуллин, Р.Н. Мухаметзянов, Ю.В. Баранов, Л.Х. Каюмов (СССР) № 4843351/03; опубл. 10.06.1996. Бюл. № 16, 2 с.

4. Абрамов В.Н., Манахова И.А. Оценка показателей эффективности и прироста добычи нефти от циклической закачки СПС по промысловым данным. //Интервал. Научн.-техн. журнал./ учредитель ЗАО "Издательский дом "РОСИНГ", Самара-2003, № 12(59), С. 31-33.

5. Алмаев Р.Х. применение силикатно-щелочных растворов для повышения конечной нефтеотдачи терригенных пластов. /Сб. науч. тр./ ОАО РМНТК "Нефтеотдача", ОАО "ВНИИнефть", вып. 112, М„ 1994, С. 38-46.

6. Алтунина Л.К. и др. Гель-технологии для увеличения охвата тепловым воздействием залежей высоковязких нефтей Сб. докл. на IV научно-производственной конференции "Состояние и перспективы работ по повышению нефтеотдачи пластов", Самара, 2000 г., С. 36-40.

7. Алтунина Л.К. и др. Исследование гелеобразующих систем на основе водных растворов метилцеллюлозы как реагентов для нефтедобычи. Сб. докл. 1-й научно-производственной конференции по повышению нефтеотдачи пластов, Самара, 1997, с. 30.

8. Алтунина Л.К. и др. Лабораторные исследования низкотемпературной гелеобразующей композиции. //Интервал. Научно-технический журнал/ Учредитель ЗАО "Издательский дом "РОСИНГ"/, Самара, 2003, № 2.

9. Алтунина Л.К. и др. Работы института химии СО РАН в области физико-химических методов увеличения нефтеотдачи. //Интервал. Научно-технический

10. Алтунина J1.K. и др. Растворы полимеров с нижней критической температурой растворения в технологиях увеличения нефтеотдачи. //Журнал Нефтехимия, 1999, т. 39. № 1, С. 42-47.

11. Алтунина JI.K. и др. Увеличение охвата тепловым воздействием залежей высоковязких нефтей с применением неорганических гелей. //Интервал. Научно-технический журнал/ Учредитель ЗАО "Издательский дом "РОСИНГ"/, Самара!, 2001, №9.

12. Алтунина J1.K. Опыт применения неорганических гелеобразующих составов для увеличения нефтеотдачи пластов. //Нефть России. Научно-производственный журнал/, М. 1998, № 8.

13. Алтунина Л.К., Гайсин Р.Ф., Шарипов Р.Ш. и др. Комплексные технологии ИХН СО РАН для увеличения нефтеотдачи месторождений, разрабатываемых

14. Бадалянц Г. А. и др. Исследование возможности и эффективности использования силикатно-полимерных гелей для изоляции пластов. /Сб. науч. тр./ ОАО РМНТК "Нефтеотдача", ОАО "ВНИИнефть", вып. 116, М„ 1993.

15. Бейли Б. И др. Диагностика и ограничение водопритоков //Нефтегазовое обозрение-2001, т. 6 № 1, С. 44-68.

16. Блажевич В.А. и др. Методы изоляции пластов при бурении и эксплуатации скважин. Обзор иностранных патентов. М. ВНИИОЭНГ, 1972.

17. Бочек A.M. и др. Формирование физических термообратимых гелей в растворах метилцеллюлозы в воде и диметилацетанаде и свойства пленок на их основе. //Журнал прикладной химии/ М. 2001 Т. 74, вып. 8.

18. Булавин В.Д. Технологический комплекс для интенсификации добычи нефти и увеличения нефтеотдачи на основе отечественного биополимера. //Нефтяное хозяйство. Ежем. науч-техн. и произв. журн./учредитель Минэнерго РФ/ 2002, № 4, С.116-117.

19. Власов С.А. и др. Повышение нефтеотдачи с применением биополимеров. //Нефтяное хозяйство Ежем. научн.-техн. и произв. журн. /учредитель Минэнерго РФ/2002, №7, С. 104-109.

20. ВНП водонабухающий полимер акриламида серии АК-639. //Бурение и нефть науч.-техн. журнал № 5, 2003.

21. Газизов А.Ш. и др. Повышение нефтеотдачи обводненных карбонатных пластов модифицированными полимердисперсными системами. //Интервал науч.-техн. журнал, /учредитель ЗАО "Издательский дом "Росинг", Самара, 2002, № 2 (49), С. 68-69.

22. Газизов А.Ш. Применение ПДС для повышения нефтеотдачи пластов. Труды 6 Европейского Симпозиума по повышению нефтеотдачи пластов, 21-23 мая 1991 -Ставанчер — т. 2.

23. Газизов А.Ш., Баранов Ю.В. Применение водорастворимых полимеров для изоляции притока вод в добывающих скважинах. //Обзорная информация /ВНИИОЭНГ, Сер. Нефтепромысловое дело, 1982, вып. 20, с. 45.

24. Головко С.Н. и др. Применение композиционных систем на основе цеолитного сырья для повышения нефтеотдачи пластов. //Интервал. Научно-технический журнал/учредитель ЗАО "Издательский дом "РОСИНГ". /Самара, 2003, № 3 (50).

25. Горбунов А.Т. и др. Физико-химические и фильтрационные исследования силикатного геля. /Сб. науч. тр./ ОАО РМНТК "Нефтеотдача", ОАО "ВНИИнефть", вып. 116, М„ 1993.

26. Ибрагимов JI.X. Интенсификация добычи нефти. /JI.X. Ибрагимов, И.Т. Мищенко, Д.К. Челоянц; научное издание под редакцией А.А. Фролова. М., "Наука" 2000-414 с. Ил. 169, Библ. -337, 2000 экз. ISBN 5-02-002450-03.

27. Казакова JI.B. и др. Технология повышения нефтеотдачи пластов с использованием потокоотклоняющих химреагентов. //Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. Научно-технический журнал/учредитель Минэнерго РФ/, 2002, № 8.

28. Каушанский Д.А., и др. Промысловые испытания полимерно-гелевой технологии "Темпоскрин" в условиях нефтяного месторождения Узень. //Нефтяное хозяйство. Ежемес. науч.-техн. и произвол, журнал, /учредитель Минэнерго РФ/ 2003, № 3, С. 50-52.

29. Котенев Ю.А. и др. Технология ограничения водопритоков на основе алюмосиликата и математическое моделирование ее применения в продуктивных пластах. //Нефтяное хозяйство. Ежемес. научно-техн. и произв. журн./ учредитель Минэнерго РФ/, 2004, № 4.

30. Кукин В.В., Соляков Ю.В. Применение водорастворимых полимеров для повышения нефтеотдачи пластов. //Обзорная информация/ ВНИИОЭНГ, Сер. Нефтепромысловое дело, 1982, Вып. 21 (45), с. 44.

31. Курочкин Б.М. и др. Опытное применение водонабухающего полимера при очаговом заводнении //Нефтяное хозяйство. Ежемес. науч.-техн. и произв. журнал /учредитель Минэнерго РФ/ 2003, № 7.

32. Ленченкова Л.Е. и др. Промысловый опыт применения гелеобразующих композиций для условий Красноярского месторождения. //Интервал. Научно-технический журнал/учредитель ЗАО "Издательский дом "РОСИНГ'УСамара, 2003, № 8 (55).

33. Ленченкова Л.Е. Повышение эффективности выработки трудноизвлекаемых запасов нефти физико-химическими методами. Дис. докт. техн. наук 25.00.17. Уфа. УГНТУ, 2002.

34. Манырин В.Н. Физико-химические методы увеличения нефтеотдачи при заводнении. Монография. /В.Н. Манырин И.А. Швецов под авторской редакцией. -Самара, Самарский Дом печати, 2002-392 с, ил. 73. Библ. 443 назв., 1000 экз. ISBN 5-7350-0344-5.

35. Методика контроля качества при приготовлении и закачке композиции МЕТКА. Томск-Лангепас-Самара ИХН СО РАН, 1998, 5 с. Дополнение к СТП 5804457-050-97.

36. Пат. 2062142 Российская Федерация, МКИ6 B01F 17/34, B01F 17/40 Эмульгатор инвертных эмульсий, заявитель и патентообладатель АО "Химеко-Ганг". № 94008322/04; заявл. 11.03.1994; опубл. 20.06.1996, Бюл. № 17, с 2.

37. Пат. 2067157 Российская Федерация, МКИ6 Е21В 33/138. Состав для изоляции пластовых вод. /Старкова Н.Р., Антипов B.C., Рубинштейн О.И.; заявитель и патентообладатель ТОО "Приоритет". № 94030107/03; заявл. 11.08.1994; опубл.2709.1996, Бюл. №27, 6 с.

38. Пат. 2103498 Российская Федерация, МКИ6 Е21В 43/22, Е21В 33/138. Состав для блокирования водоносных пластов. /Айдуганов В.М., Старшов М.И.,

39. Пат. 2110675 Российская Федерация, МКИ6 Е21В 43/22. Инвертная микроэмульсия для обработки нефтяных пластов. /Заявитель и патентообладатель АОЗТ "Химеко-Ганг". № 96108744/03; заявл. 26.04.1996; опубл. 10.05.1998, Бюл. № 13, часть II, с. 4.

40. Пат. 2136872 Российская Федерация, МКИ6 Е21В 43/22. Способ разработки нефтяной залежи. /Муслимов Р.Х., Тахаутдинов Ш.Ф., Хисамов Р.С., Юсупов И.Г., Доброскок Б.Е., Кубарева Н.Н., Мусабиров Р.Х., Яковлев С.А. Хусаинов

41. B.М., Гансова З.М.; заявитель и патентообладатель ООО НПО "Татройл". № 99101706/03; заявл. 01.02.1999; опубл. 10.09.1999, Бюл. № 25, часть II, 4 с.

42. Пат. 2157451 Российская Федерация, МПК7 Е21В 43/22. Способ разработки нефтяной залежи. /Тахаутдинов Ш.Ф., Гатиятуллин Н.С., Бареев И.А., Головко

43. C.Н., Захарченко Т.А., Залалиев М.И., Тарасов Е.А., Войтович С.Е.; заявитель и патентовладелец НПП "Девон". № 98115476/03; заявл. 12.08.1998; опубл.1010.2000, Бюл. № 28, часть II, с. 4.

44. Пат. 2174592 Российская Федерация, МПК7 Е21В 43/22 Состав для повышения нефтеотдачи /Позднышев Г.Н., заявитель и патентообладатель "Ойл Технолоджи (Оверсиз) Продакшн"; заявлено 14.09.1999; опубл. 10.10.2001, Бюл. № 22, часть II, 4 с.

45. Позднышев Г.Н. Новые эмульсионно-дисперсионные системы для добычи нефти на основе реагента РДН. Сб. докл. на II научно-производственной конференции "Состояние и перспективы работ по повышению нефтеотдачи пластов", Самара, 1988, С. 19-22.

46. Применение гелеобразующих составов. /Научно-технический сборник/ ВНИИОЭНГ. Сер. Нефтепромысловое дело. 1982, вып. 26.

47. Рамазанов Р.Г., Фаткуллин А.А. Результаты применения химических технологий для регулирования заводнения в ОАО "ЛУКОЙЛ" //Нефтяное хозяйство. Ежем. науч.-техн. и произв. журнал, /учредитель Минэнерго РФ./2004, № 4, С. 25-27.

48. Руководство по проектированию и технико-экономическому анализу разработки нефтяных месторождений с применением метода воздействия на пласт водой, загущенной полимерами. РД-39-3-36-77, утв. Миннефтепромом СССР 30.12.77, Куйбышев, 1978.

49. Руководство по проектированию и технико-экономическому анализу разработки нефтяных месторождений с применением метода полимерного воздействия на пласт РД-39-114-91., утв. Миннефтепром СССР 30.12.90, Самара -1991.

50. Санников В.А, Позднышев Г.Н., Гайсин Р.Ф. Технологии и регламентирующие документы РПК "ОТО Продакшн Лтд." по воздействию на нефтегазоносные пласты. //Интервал. Науч.-техн.журнал /учредитель ЗАО "Издательский дом "РОСИНГ", Самара-2001, № 5, С. 33-35.

51. Св. на программу для ЭВМ № 2001610296 от 19,03.2002 г.

52. Селимов Ф.А. и др. № 2001108260/03; заяв. 27.03.2001; опубл. 20.04.2002, Бюл. №11, часть II, с. 4.

53. Сорокин А.Я. и др. Эффективность применения физико-химических технологий воздействия в нагнетательных скважинах //Нефтяное хозяйство. Ежемес. Научн.-техн. и произвол, журн./учредитель Минэнерго РФ/ 2004, № 4, С. 64-66.

54. Старковский А.В. и др. Влияние различных добавок на физико-химические свойства силикатного геля. /Сб. науч. тр./ ОАО РМНТК "Нефтеотдача", ОАО "ВНИИнефть", вып. 116, М., 1993.

55. Старковский А.В. и др. Эффективность применения силикатного геля для повышения нефтеотдачи пластов. //Нефтяное хозяйство. Ежемес. науч. — техн. и произв. журн. /учредитель Минэнерго РФ/ 2004, № 4, С. 42-44.

56. СТП 5804457-050-97: Гелеобразующие составы МЕТКА для повышения нефтеотдачи за счет увеличения охвата пласта и ограничения водопритоков при заводнении ООО "ЛУКОЙЛЗападная Сибирь", ТПП "Лангепаснефтегаз", 1997, с. 19.

57. Телин А., Алтунина Л.К. и др. Физическое моделирование применения композиции ГАЛКА для условий низкопроницаемых высокотемпературных объектов разработки ОАО "Юганскнефтегаз". Вестник инженерного центра "ЮКОС", № 5, IV квартал, 2002.

58. Технология обработки нагнетательных скважин эмульсионными составами на основе эмульгатора "Нефтенол НЗ". Инструкция. Утверждена Генеральным директором АОЗТ "Химеко-ГАНГ" Силиным М.А., М. 1995.

59. Технология увеличения нефтеотдачи пластов и стимуляции работы скважин. /Мин. экологии и природных ресурсов Республики Татарстан/ Казань, 2000, С. 17- 23.

60. Фахретдинов Р.Н. и др. Гелеобразующие технологии на основе нефелина для увеличения нефтеотдачи пластов. //Нефтяное хозяйство. Ежемес. науч.-техн. и произвол, журн./учредитель Минэнерго РФ/1995, № 3, С. 41-43.

61. Хлебников В.Н. Исследование гелеобразующих композиций на основе кислотных растворов алюмосиликатов. //Интервал. Научно-технический журнал/учредитель ЗАО "Издательский дом "РОСИНГ", Самара, 2003, № 1 (48).

62. Швецов И.А. и др. Некоторые особенности фильтрации растворов полимеров. //Зй симпозиум по применению неньютоновских систем в нефтедобыче (Тезисы докладов). М, 1972, с. 37.

63. Швецов И.А. и др. Состояние и перспективы применения полимерного воздействия на пласт. //Нефтяное хозяйство. Ежемес. научн-техн. и произвол, журн. /Учредитель Минэнерго РФ/, № 4, с. 37.

64. Швецов И.А. Пути совершенствования полимерного заводнения. "Нефтяная промышленность". ВНИИОЭНГ, вып. 21 (41), М., 1989.

65. Шелягин Е.В. О зарубежном и отечественном опыте применения полимерного заводнения //Интервал. Науч.-техн. журнал/ учредитель ЗАО "Издательский дом "РОСИНГ", Самара-2003, С. 24-30.

66. Change H.L. Polymer flooding technology-yesterday, today and tomorrow//.!. Petrol. Technol, August, 1978.

67. Jewett R.L. and Sehurs B.F. Polymer Flooding A Current Appraisal //J of Petrol Technol. June, 1970.

68. Manning R.K. et. al/ A Technical Survey of Polymer Flooding Projects//Report DOE/ET 10327-19, U.S. DOE, Bartlesville, Ok. Sept., 1983.

69. Pye D.J. Improved Secondary Recovery by Control of Water Mobility//J. Petrol Technol. Oct. 1962.

70. R.S. Seright, R.H. Lane, R.D. Sydanlc. A strategy for attracting excess water production. SPE 70067, SPE Permian Basin Oil and Gas Recovery Conference, Texas, 2001.

71. Sandiford B.B. Laboratory and Field Studies of Water Floods Using Polymer Solutions to Increase Oil Recoveries.//J of Petrol Technol., August, 1964, № 16.

72. Tanaka F„ Ishida M. //J. Chem. Soc. Faraday Trans. 1995, V. 91, № 16, p. 2663-2670.