Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Разработка технологий освоения нефтенасыщенных объектов рифейских карбонатных отложений Восточной Сибири
ВАК РФ 25.00.17, Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений

Автореферат диссертации по теме "Разработка технологий освоения нефтенасыщенных объектов рифейских карбонатных отложений Восточной Сибири"

ЗО46У5076 На правах рукописи

КАРПОВ АНДРЕЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЙ ОСВОЕНИЯ НЕФТЕНАСЫЩЕННЫХ ОБЪЕКТОВ РИФЕЙСКИХ КАРБОНАТНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ВОСТОЧНОЙ СИБИРИ

Специальность 25.00.17 - «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых

месторождений»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Уфа-2010

004605076

Работа выполнена на кафедре разработки и эксплуатации нефтегазовых месторождений Уфимского государственного нефтяного технического университета.

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Зейгман Юрий Вениаминович.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, доцент Хафизов Айрат Римович;

кандидат технических наук Денисламов Ипьдар Зафирович.

Ведущая организация

ГАНУ «Институт нефтегазовых технологий и новых материалов» Академии наук РБ

Защита состоится «15» апреля 2010 года в 1530 на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.289.04 при Уфимском государственном нефтяном техническом университете по адресу: 450062, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уфимского государственного нефтяного технического университета.

Автореферат разослан «15» марта 2010 года.

Ученый секретарь совета Ямалиев В.У.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Одной из важнейших проблем в нефтяной промышленности является повышение эффективности освоения скважин и регулирования проницаемости пород призабойной зоны в карбонатных пластах. Поэтому проведение геолого-технических мероприятий, предназначенных для восстановления и улучшения фильтрационных характеристик пород призабойной зоны пласта (ПЗП), является одним из перспективных направлений технического прогресса в добыче нефти. Несмотря на обилие технологий и химических реагентов, используемых для этих целей, вопросы эффективности геолого-технических мероприятий недостаточно изучены для условий месторождений в карбонатных коллекторах. С учетом тенденции ухудшения структуры запасов нефти, эта проблема становится ещё более актуальной.

В последние годы возрастает доля трудноизвлекаемых запасов нефти, сосредоточенных в низкопроницаемых карбонатных коллекторах, в процессе освоения и разработки которых происходит ухудшение фильтрационных характеристик продуктивных пластов. Снижение фильтрационных параметров пород ПЗП вызывается уменьшением фазовой проницаемости для нефти при применении водных технологических жидкостей за счет роста водонасыщенности и выпадения в осадок продуктов реакции растворов и породы.

Анализ результатов исследований в области интенсификации добычи нефти из карбонатных пластов показал, что многие решения этой важной задачи имеют свои недостатки, вызванные сложностью практической реализации предлагаемых технологий и высокой вероятностью необратимых изменений в ПЗП. Известно, что в результате первичного и вторичного вскрытия пластов большинство скважин становятся гидродинамически несовершенными, а их фактическая продуктивность становится меньше потенциальной.

В этих условиях актуальной становится разработка технологий освоения доломитизированных пластов, которые являются одними из наиболее перспективных объектов добычи углеводородного сырья Восточной Сибири,

Цель работы

Повышение эффективности освоения нефтенасыщенных объектов рифейских карбонатных отложений Восточной Сибири с применением обратных нефтекислотных составов.

Основные задачи исследования

1 Изучение результатов и анализ технологической эффективности освоения скважин, эксплуатирующих рифейские карбонатные пласты в условиях месторождений Восточной Сибири.

2 Изучение взаимодействия растворов неорганических кислот с доломитизированными карбонатными породами и совершенствование технологий их применения при освоении скважин.

3 Обоснование составов кислотных растворов и разработка технологий их применения для освоения нефтенасыщенных объектов в доломитизированных пластах с гидрофобной поверхностью пустотного пространства.

4 Проведение промысловых испытаний технологии освоения продуктивных пластов с использованием растворов нефтекислотных эмульсий (НКЭ).

5 Разработка технологии освоения нефтенасыщенных объектов с применением кислотного гидроразрыва пласта и технологических жидкостей на основе растворов НКЭ.

Методика исследований

Поставленные в работе задачи решались путем проведения лабораторных и промысловых экспериментов и анализа промыслового материала с использованием вероятностно-статистических методов. Исследования по моделированию операций освоения скважин проводились на естественных образцах горных пород. Обработка результатов велась на персональных ЭВМ с оценкой погрешности измерений и расчетов.

Научная новизна

1 Экспериментально установлено, что растворяющая способность нефтекислотных эмульсий, применяемых для интенсификации притока нефти в скважины из пластов рифейских отложений, больше, по сравнению с водными растворами кислот, за счет увеличения площади контакта активного раствора с гидрофобной поверхностью каналов фильтрации.

2 Установлено, что сохранение химической активности и агрегативной устойчивости состава при проведении работ по вызову притока жидкости и освоению рифейских карбонатных пластов достигается за счет оптимального компонентного состава кислотного раствора (80% - нефть, 19,93% - 15%-ный водный раствор сульфаминовой кислоты, 0,07% - эмульгатор Неонол АФ-9-12) и его физических параметров, которые определяют структуру, дисперсность и эффективную вязкость.

3 Установлено, что применение технологии кислотного гидроразрыва пласта для низкопроницаемых пород рифейских отложений обеспечивает подключение к процессам фильтрации удаленных от скважины участков за счет создания гидродинамической связи между нефтенасыщенными пустотами с одновременным кислотным воздействием.

Практическая ценность

1 В условиях Куюмбинского и Терско-Камовского месторождений внедрена технология освоения нефтенасыщенных объектов с использованием состава НКЭ для обработки карбонатного пласта. В результате применения технологии в скважине К-215 (IV объект) изменился состав продукции (появилась нефть), коэффициент продуктивности по нефти вырос до 0,17 м3/(сут-МПа); в скважине К-235 (IV объект) увеличился дебит по жидкости с 0,21 до 1,48 м3/сут; в скважине ТК-509 (III объект) увеличился коэффициент продуктивности по газу в 35 раз, изменился состав продукции (появилась нефть), коэффициент продуктивности по нефти вырос до 0,7 м3/(сут-МПа).

2 Разработанные технологии освоения нефтенасыщенных объектов рифейских карбонатных отложений Восточной Сибири применяются в учебном

процессе Уфимского государственного нефтяного технического университета (УГНТУ) при чтении лекций и проведении практических занятий по дисциплине «Скважинная добыча нефти», а также курсовом и дипломном проектировании со студентами горно-нефтяного факультета по специальности 130503 «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений».

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы докладывались на 58-ой и 59-ой научно-технических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых Уфимского государственного нефтяного технического университета (2007, 2008гг.), а также на научно-технических семинарах кафедры «Разработка и эксплуатация нефтегазовых месторождений» УГНТУ и ООО "Славнефть-Красноярскнефтегаз" (2007,2008гг.).

Объем и структура работы

Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения и списка литературы. Работа содержит 148 страниц машинописного текста, 40 рисунков, 11 таблиц, 109 библиографических ссылок.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении содержится общая характеристика работы, обоснована ее актуальность, поставлена цель и задачи исследований, показана научная новизна и практическое значение.

В первой главе приведена краткая геолого-промысловая характеристика Юрубчено-Тохомской зоны нефтегазонакопления и проведен анализ состава и строения объектов исследования. Юрубчено-Тохомская зона нефтегазонакопления является одним из наиболее перспективных объектов добычи углеводородного сырья в Восточной Сибири. Она включает Юрубченское, Вэдрэшевское, Куюмбинское и Терско-Камовское месторождения, основные залежи которых связаны с карбонатными отложениями среднего и верхнего рифея.

На основании результатов исследований геофизических, петрофизических и литологических характеристик разрезов разведочных скважин, а также промысловых и гидродинамических исследований скважин выделены следующие особенности:

• изучаемый продуктивный разрез представлен рифейскими отложениями;

• основными нефтенасыщенными породами продуктивного разреза являются доломиты;

• тип коллекторов - каверно-трещинный и трещинно-каверновый;

• в рифейском разрезе выделены в качестве коллекторов до 5 интервалов;

• среднее пластовое давление составляет 21,5 МПа;

• средняя пластовая температура +27°С;

• нефть - легкая, маловязкая, малосмолистая, парафинистая (содержание парафина до 2,5%).

Выполнен статистический анализ петрофизических и литологических характеристик (состава, пористости, проницаемости, флюидонасыщенности) пород-коллекторов по выделенным объектам испытаний для определения их средних и вероятностных значений, а также с целью установления корреляционной связи между ними, пригодной для практического использования.

При проведении анализа результатов работ по вскрытию продуктивных пластов, освоению и эксплуатации скважин установлено:

1) большинство нефтенасыщенных объектов осваиваются с применением технологических жидкостей на водной основе;

2) интенсивное поглощение технологических жидкостей при вскрытии продуктивных пластов происходит в условиях сильно развитой трещиноватости и кавернозности коллекторов;

3) при испытании средних (по разрезу) объектов в некоторых скважинах наблюдались прорывы воды и газа соответственно из нижних и верхних горизонтов;

4) создание больших депрессий при освоении скважин приводит к смыканию естественных вертикальных трещин в коллекторе;

5) при проведении операций освоения объектов в некоторых случаях отмечалось интенсивное гидратообразование в скважинах;

6) образование отложений парафина в скважинах и ПЗП;

7) низкая эффективность соляно-кислотных обработок скважин.

В результате выполненного анализа были выделены основные причины низкой эффективности освоения скважин Куюмбинского и Терско-Камовского месторождений, которые включают две группы:

1) естественные (природные):

• низкая поровая проницаемость пород-коллекторов;

• высокая трещиноватость и кавернозность пород-коллекторов;

• высокая расчлененность продуктивного разреза;

• наличие развитой сети вертикальных трещин в продуктивном разрезе;

2) искусственные (техногенные):

• бурение скважин на репрессии, приводящее к поглощению больших объемов промывочной жидкости и ухудшению фильтрационно-емкостных свойств пород ПЗП;

• использование при первичном вскрытии продуктивного пласта, перфорации, промывках и вызове притока технологических жидкостей на водной основе, проникающих в ПЗП и вызывающих ухудшение фильтрационно-емкостных параметров пород;

• создание больших депрессий при вызове притока жидкости из пласта в скважины, способных вызвать смыкание трещин в ПЗП;

• закачки в скважины или ПЗП холодных (или охлажденных в скважине при простое) технологических жидкостей и растворов, в результате которых образуются отложения парафина в скважине и ПЗП, сопровождаемые ухудшением фильтрационно-емкостных характеристик пород.

Наличие перечисленных причин, вызывающих осложнения при освоении скважин, свидетельствует о необходимости системного подхода к решению проблемы повышения эффективности их освоения и эксплуатации, предусматривающего охват всех элементов единой технологической цепочки процесса добычи нефти, В плане реализации системного подхода необходимо обосновать и выбрать методы, направленные на сохранение, восстановление и улучшение фильтрационно-емкостных характеристик ПЗП.

Во второй главе представлены результаты анализа успешности применения технологий кислотных обработок пород ПЗП с целью повышения продуктивности добывающих скважин.

Наибольшее распространение на промыслах нашли соляно-кислотные технологии и их модификации. Они играют огромную роль в интенсификации добычи нефти. Значительный вклад в развитие и совершенствование кислотных методов воздействия на ПЗП внесли Амиян В.А., Андреев В.Е., Антипин Ю.В., Аширов К.Б., Бакиров Н.М., Валеев М.Д. Дияшев Р.Н., Галлямов И.М., Гарифуллин Ш.С., Жданов С.А., Зейгман Ю.В., Ибрагимов Г.З., Илюков В.А., Кудинов В.И., Логинов Б.Г., Лозин Е.В., Лысенко В.Ф., Мищенко И.Т., Муслимов Р.Х., Мухаметшин В.Ш., Нугаев Р.Я., Орлов Г.А., Сидоровский В.А., Телин А.Г., Токарев М.А., Уметбаев В.Г., Фазлыев Р.Т., Хавкин А.Я., Хайрединов Н.Ш., Хазипов Р.Х., Хисамов Р.С, Хисамутдинов Н.И., Coulter G.R., Jennings A.R., Harris O.E., Sengul M., Smith C.F. и многие другие.

Существенное повышение эффективности обработок ПЗП по сравнению с обычными соляно-кислотными обработками (СКО) отмечено при использовании гидрофобных эмульсий, представляющих собой дисперсную систему.

Применение гидрофобных кислотных эмульсий позволяет замедлить скорость взаимодействия кислоты с породой, тем самым доставить раствор вглубь пласта в активном состоянии, увеличить радиус охвата пласта воздействием.

Анализ технологической успешности проведенных СКО показал, что эти технологии не позволяют повысить качество работ освоения скважин Куюмбинского и Терско-Камовского месторождений. Причинами отмеченного факта могут быть особенности взаимодействия активных кислотных составов с породообразующими минералами. Поэтому были запланированы и проведены лабораторные исследования растворяющей способности различных кислотных составов при их контакте с дезагрегированной горной породой (рисунок 1).

I 30

................... .............

^---------- ---------------- --------------

?............ _ |_____________ ..............„_.!................. !

# 1 1 —.......

* 11 [ I | |

--1- ........1.............................

50

100 „ 150 Время, мин

200

5 % НС1 -О- ю % НС1 -й-12 % НС1 12 % СКС -О-20 % СКС -О- 8 % СКС

250

"15%НС1 •15% СКС

300

Рисунок 1 - Определение растворимости пород Куюмбинского месторождения кислотными растворами

Из рисунка видно, что по сравнению с растворами соляной кислоты сухокислотная смесь (СКС) на основе сульфаминовой кислоты обладает значительно меньшей растворяющей способностью. Суммарное количество растворенного материала пород в опытах с соляной кислотой на всех стадиях взаимодействия растворов и породы превышает аналогичный показатель для опытов с СКС.

Исследования по воздействию кислот на проницаемость естественных образцов горных пород проводились на экспериментальной установке. Эффективность действия кислотных растворов оценивали по отношению

проницаемости образца керна по керосину после воздействия к проницаемости образца керна по керосину до воздействия ккер„оак / ккся,к1.

Погрешность относительной величины сводится к погрешности измерения перепада давления на образце и расхода фильтруемой жидкости до и после воздействия. Степень изменения проницаемости оценивали по формуле

к V г ДР

кер.после _ ' 2 ) | / 1 \

где У/ и Уз - объемы профильтрованных жидкостей до и после кислотного воздействия, // и О ~ время прокачки жидкостей, АР/ и ЛР2 - перепады давления.

В экспериментах были использованы образцы естественных пород, коэффициент открытой пористости которых превышал 1%. Проницаемость образцов по керосину составляла: образец К-1/1 - 2,4-10"3мкм2; образец К-2/2 - 2,4-10"3мкм2; образец К-7/1 - 3,3-10"3мкм2. Результаты исследований процессов фильтрации с кислотным воздействием на образцы естественных кернов представлены на рисунках 2 и 3.

Объем прокачки раствора кислоты, V пор —о— образец К-1\1 после прокачки 10%-ного раствора НС1 --о- образец К-2\2 после прокачки 10%-ного раствора СКС —О— образец К-7\1 после прокачки 15%-ного раствора глинокислоты (НС1+№)

Рисунок 2 - Динамика проницаемости образцов после прокачки водных растворов кислот

Объем прокачки раствора кислоты, V пор —о— образец К-1\1 после прокачки 10%-ного раствора НС1 образец К-2\2 после прокачки 10%-ного раствора СКС —О— образец К-7\1 после прокачки 15%-ного раствора глинокислоты (НСЬьШ7)

Рисунок 3 - Динамика прироста проницаемости образцов после прокачки водных растворов кислот

Как видно из графиков, прокачка через образцы естественных кернов водных растворов соляной кислоты, сухокислотной смеси и глинокислоты привела к увеличению проницаемости образцов. Рассматриваемые образцы пород отличались от других образцов тем, что в них имелись видимые невооруженным глазом естественные трещины. Как показал анализ состояния торцевых поверхностей кернов, фильтрация кислотных составов и керосина (модели нефти) проходила именно по этим трещинам. Наиболее проницаемый образец К-7/1 после пропускания через него 20 поровых объемов глинокислоты разломился по имеющейся трещине.

Суммарное увеличение проницаемости кернов после воздействия кислотными растворами составило:

- образец К-1/1 (10% НС1) -1,5 раза;

- образец К-2/2 (10% СКС) - 1,4 раза;

- образец К-7/1 (15% НСН-Н?) - 2,1 раза.

Результаты анализа технологической эффективности проведенных обработок трех нефтенасыщенных объектов в скважинах Куюмбинского и

Терско-Камовского месторождений показали, что для таких пластов предпочтительным является применение кислотных составов, обладающих пониженными скоростями реакции с породообразующими минералами. В качестве таких составов были выбраны водные растворы, приготовленные на основе сухокислотной смеси (СКС). По результатам выполненных лабораторных экспериментов были рекомендованы к применению водные растворы СКС 15%-ной концентрации. Реакционная способность этих растворов почти в два раза ниже, чем у аналогичных растворов соляной кислоты.

Выполненные промысловые эксперименты показали, что успешность технологии интенсификации притока во многом зависит от геолого-физических условий ПЗП. Результаты выполненных промысловых испытаний свидетельствуют о разнообразии условий фильтрации и значений фильтрационных параметров пород пласта в окрестности скважин. Учет текущего состояния фильтрационных параметров пород ПЗП должен определять объемы кислотных растворов, закачиваемых в пласты для увеличения проницаемости пород. Направлениями совершенствования технологий кислотного воздействия на породы продуктивных пластов рифейских отложений являются большеобьемные кислотные обработки, обработки ПЗП с применением НКЭ и других комбинированных технологий увеличения проницаемости пород. С учетом этого была поставлена задача -разработать эффективный кислотный состав и технологию его применения в доломитизированных карбонатных пластах с гидрофобной поверхностью пустотного пространства.

В третьей главе приведены результаты лабораторных исследований по разработке рецептуры нефтекислотных растворов применительно к условиям рифейских карбонатных коллекторов.

При выборе состава нефтекислотного раствора оценивали влияние различных компонентов на его стабильность и химическую активность. Приготовление и исследование составов и свойств образцов НКЭ проводили в

соответствии с принятыми стандартами и руководящими документами. Устойчивость кислотных эмульсий определяли по показателю электростабильности на приборе ТЭЭ-1.

Для повышения устойчивости нестабильных эмульсий, помимо растворимых- в углеводородах эмульгаторов, применяют поверхностно-активные вещества (ПАВ) с преимущественной растворимостью в водной фазе. Исходя из этого, для приготовления НКЭ были запланированы и проведены эксперименты по подбору водорастворимых эмульгаторов. После опробования различных видов эмульгаторов предпочтение было отдано водорастворимому ПАВ Неонолу АФ-9-12, относящемуся к оксиэтилированным алкилфенолам. Эти реагенты по сравнению с ионогенными ПАВ обладают лучшей растворимостью в минерализованных водах и не образуют твердых осадков. Критерием выбора эмульгатора являлось создание требуемого поверхностного натяжения на границе раздела фаз: нефть - раствор кислоты.

Последовательность приготовления составов НКЭ была следующей. Перед приготовлением исходные компоненты смеси (дегазированная нефть и модель пластовой воды) подвергали оценке состава и основных физических параметров - плотность, динамическая вязкость.

Вначале готовили 15%-ный водный раствор на основе СКС. При этом добивались полного растворения расчетного количества сухой смеси кислот в воде без образования осадка. Растворение сухой смеси кислот в воде проводили при непрерывном перемешивании и оценивали по величине вязкости, плотности кислотного раствора и его прозрачности.

Затем в 15%-ный водный раствор СКС добавляли требуемое количество эмульгатора Неонол АФ-9-12. При перемешивании раствора добивались полного растворения ПАВ в воде. На последнем этапе смешивали расчетные объемы нефти и водного раствора кислот с добавками эмульгатора в цилиндрическом сосуде при помощи электрической мешалки при скорости вращения лопастей 2000 мин"1. В процессе приготовления составов НКЭ образование тонкодисперсной кислотной эмульсии происходило практически

после перемешивания составляющих компонентов в течение 2...3 минут. Концентрация ПАВ в растворе кислот изменялась от 0,05 до 0,2%. После достижения полной растворимости эмульгатора проводили определение межфазного натяжения раствора кислоты на границе с нефтью, так как поверхностное натяжение определяет устойчивость НКЭ к расслоению.

В результате экспериментов был выбран состав, состоящий из 15%-ного раствора СКС с добавкой 0,07 % Неонола АФ-9-12 (рисунок 4). Добавление этого количества ПАВ к раствору кислот обеспечивает снижение межфазного натяжения на границе нефть - раствор СКС в 3,2 раза. Дальнейшее увеличение концентрации эмульгатора в растворе кислот не приводило к уменьшению межфазного натяжения на границе раздела фаз.

i 30 „- 25 к

I 20 Й

я 15

о о я Й 10 о

& 5 я

& о

О 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25

Содержание ПАВ, %

Рисунок 4 - Межфазное натяжение на границе нефть - 15%-ный водный раствор СКС с Неонолом АФ-9-12

В процессе приготовления обратных НКЭ по соотношению нефть / 15%-ный раствор кислоты с эмульгатором Неонол АФ-9-12 были исследованы составы (50/50, 60/40, 70/30, 75/25, 80/20, 90/10). Устойчивость приготовленных растворов определяли двумя способами: по количеству отделившейся «водной фазы» и при помощи микроскопа - в тонком слое через определенные промежутки времени. Результаты оценки агрегативной устойчивости эмульсий представлены на рисунке 5. Наиболее устойчивая НКЭ получается при соотношении фаз нефть/«водная фаза» - 80/20. Эмульсии при соотношении фаз

Я 1 1 \ ; j

--1-1-1 — - ..... >_______ 1

90/10 не получилось даже при длительном перемешивании составляющих компонентов.

Оценка дисперсности водной фазы проводилась путем определения размеров частиц дисперсной фазы на микроскопе МИН-8. Под микроскопом видно, что-размеры частиц водной фазы в капле НКЭ кратно изменяются при различном времени перемешивания.

Доля нефти Ун, %

Рисунок 5 - Количество отделившейся "водной фазы" для различных составов НКЭ через 1 сутки

Измерения показали, что в лабораторных условиях перемешивание смеси в течение 30 минут обеспечивает размеры глобул водного раствора кислоты в пределах 10... 15 мкм. Этот факт - главный, который обеспечивает устойчивость НКЭ в течение длительного срока. В промысловых условиях контроль свойств НКЭ осуществляли замерами плотности и вязкости.

Обратная нефтекислотная эмульсия оказалась стойкой к расслоению и при повышенных температурах (до + 50°С). В течение двух недель не происходило расслоение фаз и не изменялись однородность, дисперсность и эффективная вязкость эмульсии. Поскольку пластовая температура Куюмбинского месторождения +27°С, то НКЭ сохранит свои эмульсионные свойства и в пластовых условиях.

Устойчивость состава НКЭ (80% - нефть, 20% - водный раствор кислоты с добавкой 0,07% Неонола АФ-9-12) при температуре 25°С превышала 1 месяц. Минимальное значение устойчивости растворов НКЭ составило 30 минут. Характеристики образцов нефтекислотных эмульсий представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Характеристики образцов нефтекислотных эмульсий

Объемная доля нефти, % Объемная доля 15%-ного водного раствора СКС с ПАВ, % Объемная доля ПАВ АФ-9-12 в 15%-ном водном растворе СКС, % Время перемешивания, мин Примечания

80 20 1,50 30 Температура 22 "С Эмульсия образовалась

80 20 1,00 30 Температура 22 "С Эмульсия образовалась

80 20 0,50 30 Температура 22 °С Эмульсия образовалась

80 20 0,25 30 Температура 22 "С Эмульсия образовалась

80 20 0,14 30 Температура 22 "С Эмульсия образовалась

80 20 0,10 30 Температура 22 "С Эмульсия образовалась

80 20 0,07 30 Температура 22 "С Эмульсия образовалась.

80 20 0,04 30 Температура 22 "С Эмульсия не образовалась

80 20 0,02 30 Температура 22 "С Эмульсия не образовалась

80 20 0,25 30 Температура 2 °С Эмульсия не образовалась

80 20 0,07 30 Температура 2 - 4 °С Эмульсия не образовалась

80 20 0,07 5 Температура 21 "С Эмульсия образовалась

80 20 0,07 1 Температура 21 "С Эмульсия образовалась

60 40 0,07 30 Температура 21 "С Эмульсия маловязкая, сразу распалась

70 30 0,07 30 Температура 21 "С Через несколько часов из эмульсии выделилась «водная фаза»

75 25 0,07 30 Температура 21 °С Эмульсия образовалась, через сутки наблюдали выделение «водной фазы»

90 10 0,07 30 Температура 2! "С Эмульсия не образовалась

Растворяющую способность выбранного состава НКЭ определяли по

ранее описанной методике. В качестве образцов естественных пород применяли дезагрегированную породу естественных кернов продуктивных пластов

Куюмбинского месторождения, Результаты этих экспериментов представлены на рисунке 6.

Время, мин -О НКЭ -А-15%СКС

Рисунок 6 - Растворяющая способность составов НКЭ и СКС

Как видно из графика при пластовой температуре растворяющая способность раствора НКЭ выше растворяющей способности водного раствора СКС. На всех стадиях экспериментов растворяющая способность НКЭ была на 15.. .25 % выше, чем у СКС.

По результатам выполненных экспериментов установлено, что применение вместо водных растворов СКС обратных кислотных эмульсий обеспечивает больший объем растворения породообразующих минералов и является перспективным при проведении работ по интенсификации притока нефти из пласта в скважины Куюмбинского и Терско-Камовского месторождений.

С применением растворов НКЭ были проведены обработки трех нефтенасыщенных объектов в скважинах Куюмбинского и Терско-Камовского месторождений. На Куюмбинской площади были выбраны два IV объекта в скважинах К-215 и К-235, на Терско-Камовской - III объект в скважине ТК-509. Результаты испытаний представлены ниже:

1 В скважине K-215(IV объект) после применения растворов НКЭ произошло изменение состава продукции. В продукции скважины появилась нефть. Коэффициент продуктивности по нефти составил 0,17 м3/(сут'МПа). При обработке объекта удельный расход кислотного раствора составил 4 mVm.

2 В скважине К-235 (IV объект) увеличился дебит по жидкости с 0,21 до 1,48 м3/сут. Давление закачки 50 м3 раствора НКЭ в пласт составило 4,0 МПа, что свидетельствует о возможном проникновении раствора активной кислотной смеси в высокопроницаемый участок пласта. Удельный расход кислотного раствора составил 4,2 м3/м.

3 В скважине ТК-509 (III объект) в результате обработки пласта 40 м3 раствора НКЭ произошло увеличение коэффициента продуктивности по газу в 35 раз. В продукции скважины появилась нефть. Коэффициент продуктивности скважины по нефти достиг величины 0,7 м3/(сут-МПа). Удельный расход кислотного раствора составил 6,7 м3/м.

В четвертой главе выполнен обзор работ, посвященных выбору технологических жидкостей для гидроразрыва пласта (ГРП) и дополнительно применяемых химических реагентов. В качестве жидкости разрыва пород пласта и жидкости-песконосителя рекомендовано применение обратной нефтекислотной эмульсии - раствора НКЭ. Этот раствор в чистом виде может быть применен в качестве жидкости разрыва. Без добавок загустителей раствор НКЭ обеспечивает несущую способность твердой фазы в количестве не более 150 кг/м3. Этой концентрации твердой фазы недостаточно для закрепления трещины ГРП с проницаемостью на несколько порядков выше естественной проницаемости пласта. Предложено для загущения жидкости-песконосителя применить полимеры на основе целлюлозы.

Исследование динамики проницаемости естественных пород с искусственной трещиной в результате прокачки через них технологических жидкостей ГРП проводили на образце К-8/2. По результатам ранее выполненных исследований в качестве технологических жидкостей ГРП выбран раствор НКЭ. При анализе действия раствора на породу оценивали

изменение проницаемости образца по нефти до и после прокачки через образец заданного объема НКЭ. Эти же эксперименты проводили на образце после создания в образце искусственной трещины. Результаты эксперимента представлены на рисунке 7.

Объем прокачки раствора НКЭ, V пор -а— до создания трещины после создания трещины

Рисунок 7 - Динамика проницаемости по нефти образца К-8/2

В процессе прокачки раствора НКЭ, составившего 40 объемов пустотного пространства образца породы, произошло увеличение проницаемости образца породы в 9,7 раза (без создания искусственной трещины).

На следующей стадии эксперимента в образце породы К-8/2 механическим путем была создана искусственная трещина. Для поддержания трещины в раскрытом состоянии на её поверхности разместили зерна отсортированного и обработанного кислотой кварцевого песка фракции 0,8... 1,2 мм. После соединения двух частей образца породы была получена модель искусственной трещины после проведения операции ГРП. Модифицированный образец породы был размещен в кернодержателе и проведены эксперименты по прокачке через образец раствора НКЭ, как жидкости разрыва горных пород и жидкости-песконосителя. За начальное

значение проницаемости принимали проницаемость образца с искусственной трещиной по нефти до воздействия НКЭ. Опыт показал, что проницаемость образца с искусственной трещиной в процессе прокачки раствора увеличилась в 11 раз. В итоге, после создания искусственной трещины и воздействия раствором НКЭ, увеличение проницаемости составило 263 раза.

Из полученных результатов видно, что применение в качестве жидкостей разрыва растворов НКЭ будет способствовать увеличению проницаемости обрабатываемого пласта как во время, так и после создания трещины ГРП. Интенсивность роста проницаемости породы в этом случае будет зависеть от количества активного раствора эмульсии, проходящего через трещину. Объем раствора НКЭ выбирается в процессе расчета технологических параметров операции ГРП. Этот выбор необходимо производить с учетом взаимодействия кислотного раствора и горной породы.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1 Установлено, что применяемые технологии солянокислотных обработок для освоения скважин в рифейских отложениях Восточной Сибири имеют следующие недостатки: низкий охват продуктивного пласта воздействием по глубине и толщине из-за высокой скорости реакции соляной кислоты с карбонатной породой, низкую технологическую эффективность повторных обработок ПЗП, снижение эффективности СКО при росте обводненности продукции.

2 Результаты экспериментов показали, что для обработок пластов рифейских отложений при освоении объектов с использованием водных растворов кислот эффективно применять кислотные растворы с низкими значениями скорости реакции с доломитизированной породой, например, растворы СКС на основе сульфаминовой кислоты.

3 Установлено, что применение водных растворов кислот по технологии простых кислотных обработок в доломитизированных пластах эффективно только для очистки каналов фильтрации от загрязнений. Для удаленных от

скважины участков пласта необходимо проводить обработку с помощью нефтекислотных растворов, например, растворов НКЭ (патент №2347799). Эти кислотные составы обеспечивают глубокое проникновение в пласт активной кислоты и эффективное взаимодействие с гидрофобной поверхностью каналов фильтрации.

4 Промысловые испытания технологии освоения нефтенасыщенных объектов с применением НКЭ показали, что в результате обработок объектов с гидрофобными карбонатными породами получены положительные результаты в виде; в скважине К-215 (IV объект) изменился состав продукции (появилась нефть), коэффициент продуктивности по нефти вырос до 0,17 м3/(сут-МПа); в скважине К-235 (IV объект) повысился дебит по жидкости с 0,21 до 1,48 м3/сут; в скважине ТК-509 (III объект) увеличился коэффициент продуктивности по газу в 35 раз, изменился состав продукции (появилась нефть), коэффициент продуктивности по нефти вырос до 0,7 м3/(сут-МПа).

5 Разработана технология освоения нефтенасыщенных объектов карбонатных пород рифейских отложений с применением кислотного гидроразрыва пласта, позволяющая значительно увеличить гидродинамическую связь пласта со скважиной. Проведены лабораторные эксперименты по моделированию операции кислотного ГРП для условий нефтяных пластов Восточной Сибири, подтверждающие увеличение проницаемости породы по нефти в результате создания и обработки искусственной трещины.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Карпов A.A. Особенности свойств нефтекислотных эмульсий, применяемых для обработки карбонатных коллекторов / Карпов A.A., Зейгман Ю.В. // Материалы 58-ой научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых Уфимского государственного нефтяного технического университета. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2007. - С. 226.

2. Карпов A.A. Применение обратных кислотных эмульсий для воздействия на призабойную и удаленную зоны пласта / Карпов A.A., Зейгман Ю.В. // Материалы 58-ой научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых Уфимского государственного нефтяного технического университета. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2007. - С. 227.

3. Зейгман Ю.В. Применение нефтекислотных эмульсий при разработке месторождений с карбонатными коллекторами / Зейгман Ю.В., Карпов A.A. // Нефтегазовое дело. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2007. - Том 5. - №1. - С. 76 - 80.

4. Карпов A.A. Сравнение растворяющей способности различных кислот на естественных породах / Карпов A.A., Зейгман Ю.В. II Материалы 59-ой научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых Уфимского государственного нефтяного технического университета. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2008. - С. 212.

5. Карпов A.A. Разработка состава нефтекислотной эмульсии для обработки карбонатных пород / Карпов A.A., Зейгман Ю.В. // Материалы 59-ой научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых Уфимского государственного нефтяного технического университета. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2008. - С. 212.

6. Патент РФ на изобретение № 2347799. Состав для обработки призабойной зоны карбонатного пласта / Дияшев Р.Н., Зейгман Ю.В., Карпов A.A. и др. - Опубл. 27.02.2009. Бюл. № 6.

Подписано в печать 10.03.10. Бумага офсетная. Формат 60x84 1/16. Гарнитура «Times». Печать трафаретная. Усл. печ. л. 1. Тираж 100. Заказ 39. Типография Уфимского государственного нефтяного технического университета Адрес типографии: 450062, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Карпов, Андрей Александрович

ВВЕДЕНИЕ.

1 КРАТКАЯ ГЕОЛОГО-ПРОМЫСЛОВАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Общие сведения о коллекторах в рифейских отложениях Юрубчено-Тохомской зоны нефтегазонакопления.

1.2 Анализ выполненных работ по определению состава и свойств пород-коллекторов.

1.3 Анализ физико-химических свойств пластовой нефти и воды

1.4 Сбор и обработка результатов исследований скважин.

1.5 Анализ результатов работ по вскрытию продуктивных пластов, освоению и эксплуатации скважин.

Выводы.

2 АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ КИСЛОТНЫХ МЕТОДОВ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПРИЗАБОЙНУЮ ЗОНУ ПЛАСТА С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ДОБЫВАЮЩИХ СКВАЖИН.

2.1 Анализ структуры пустотного пространства и фильтрационно-емкостных свойств пород-коллекторов до и после кислотного воздействия.

2.2 Анализ эффективности кислотных обработок призабойной зоны пласта в залежах с карбонатными коллекторами.

2.3 Проведение лабораторных работ по изучению растворяющей способности кислотных растворов в контакте с естественными породами пласта.

2.4 Определение фильтрационных параметров образцов естественных кернов при различных объемах прокачки растворов кислот.

2.5 Обобщение результатов испытаний технологий кислотного воздействия с применением сухокислотных смесей в скважинах Куюм-бинского и Терско-Камовского месторождений.

2.5.1 Краткое описание объектов испытаний.

2.5.2 Анализ результатов проведения опытно-промышленных работ с использованием технологии интенсификации притока нефти к скважинам.

Выводы.

3 ПРОВЕДЕНИЕ ЛАБОРАТОРНЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ ПО РАЗРАБОТКЕ НОВОЙ РЕЦЕПТУРЫ НЕФТЕКИСЛОТНЫХ РАСТВОРОВ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К ПЛАСТОВЫМ УСЛОВИЯМ ВОСТОЧНОЙ СИБИРИ.

3.1 Определение агрегативной устойчивости нефтекислотных смесей на основе сульфаминовой кислоты и нефти при пластовой температуре

3.2 Исследование растворяющей способности нефтекислотных растворов при их взаимодействии с породообразующими минералами

3.3 Общие положения по применению растворов НКЭ для интенсификации притока нефти из пласта в скважины.

3.4 Подготовка к проведению технологического процесса и закачка в пласт НКЭ.

3.5 Анализ результатов промысловых испытаний технологии интенсификации притока нефти из пласта к скважинам с применением растворов НКЭ.

Выводы.

4 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ОСВОЕНИЯ НЕФТЕНАСЫЩЕННЫХ ОБЪЕКТОВ РИФЕЙСКИХ КАРБОНАТНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАЗРЫВА ПЛАСТА И РАСТВОРОВ НЕФТЕКИСЛОТНЫХ ЭМУЛЬСИЙ.

4.1 Адаптация разработанного состава НКЭ в качестве технологических жидкостей ГРП применительно к условиям Восточной Сибири.

4.2 Исследование динамики проницаемости образцов пород с искусственной трещиной в результате прокачки через них технологических жидкостей ГРП.

4.3 Выбор технологических параметров операций ГРП.

4.4 Разработка технологии освоения объектов с применением ГРП и растворов нефтекислотных эмульсий.

Выводы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Разработка технологий освоения нефтенасыщенных объектов рифейских карбонатных отложений Восточной Сибири"

Одной из важнейших проблем в нефтяной промышленности является повышение эффективности освоения скважин и регулирования проницаемости пород призабойной зоны в карбонатных пластах. Поэтому проведение геолого-технических мероприятий, предназначенных для восстановления и улучшения фильтрационных характеристик пород призабойной зоны пласта (ПЗП), является одним из перспективных направлений технического прогресса в добыче нефти. Несмотря на обилие технологий и химических реагентов, используемых для этих целей, вопросы эффективности геолого-технических мероприятий недостаточно изучены для условий месторождений в карбонатных коллекторах. С учетом тенденции ухудшения структуры запасов нефти, эта проблема становится ещё более актуальной.

В последние годы возрастает доля трудноизвлекаемых запасов нефти, сосредоточенных в низкопроницаемых карбонатных коллекторах, в процессе освоения и разработки которых происходит ухудшение фильтрационных характеристик продуктивных пластов. Снижение фильтрационных параметров пород ПЗП вызывается уменьшением фазовой проницаемости для нефти при применении водных технологических жидкостей за счет роста водонасыщенности и выпадения в осадок продуктов реакции растворов и породы.

Анализ результатов исследований в области интенсификации добычи нефти из карбонатных пластов показал, что многие решения этой важной задачи имеют свои недостатки, вызванные сложностью практической реализации предлагаемых технологий и высокой вероятностью необратимых изменений в ПЗП. Известно, что в результате первичного и вторичного вскрытия пластов большинство скважин становятся гидродинамически несовершенными, а их фактическая продуктивность становится меньше потенциальной.

В этих условиях актуальной становится разработка технологий освоения доломитизированных пластов, которые являются одними из наиболее перспективных объектов добычи углеводородного сырья Восточной Сибири.

Цель работы

Повышение эффективности освоения нефтенасыщенных объектов рифейских карбонатных отложений Восточной Сибири с применением обратных нефтекислотных составов.

Основные задачи исследования

1 Изучение результатов и анализ технологической эффективности освоения скважин, эксплуатирующих рифейские карбонатные пласты в условиях месторождений Восточной Сибири.

2 Изучение взаимодействия растворов неорганических кислот с до-ломитизированными карбонатными породами и совершенствование технологий их применения при освоении скважин.

3 Обоснование составов кислотных растворов и разработка технологий их применения для освоения нефтенасыщенных объектов в доломити-зированных пластах с гидрофобной поверхностью пустотного пространства.

4 Проведение промысловых испытаний технологии освоения продуктивных пластов с использованием растворов нефтекислотных эмульсий (НКЭ).

5 Разработка технологии освоения нефтенасыщенных объектов с применением кислотного гидроразрыва пласта и технологических жидкостей на основе растворов НКЭ.

Методика исследований

Поставленные в работе задачи решались путем проведения лабораторных и промысловых экспериментов и анализа промыслового материала с использованием вероятностно-статистических методов. Исследования по моделированию операций освоения скважин проводились на естественных образцах горных пород. Обработка результатов велась на персональных ЭВМ с оценкой погрешности измерений и расчетов.

Научная новизна

1 Экспериментально установлено, что растворяющая способность нефтекислотных эмульсий, применяемых для интенсификации притока нефти в скважины из пластов рифейских отложений, больше, по сравнению с водными растворами кислот, за счет увеличения площади контакта активного раствора с гидрофобной поверхностью каналов фильтрации.

2 Установлено, что сохранение химической активности и агрегатив-ной устойчивости состава при проведении работ по вызову притока жидкости и освоению рифейских карбонатных пластов достигается за счет оптимального компонентного состава кислотного раствора (80% - нефть, 19,93% - 15%-ный водный раствор сульфаминовой кислоты, 0,07% -эмульгатор Неонол АФ-9-12) и его физических параметров, которые определяют структуру, дисперсность и эффективную вязкость.

3 Установлено, что применение технологии кислотного гидроразрыва пласта для низкопроницаемых пород рифейских отложений обеспечивает подключение к процессам фильтрации удаленных от скважины участков за счет создания гидродинамической связи между нефтенасыщенными пустотами с одновременным кислотным воздействием.

Практическая ценность

1 В условиях Куюмбинского и Терско-Камовского месторождений внедрена технология освоения нефтенасыщенных объектов с использованием состава НКЭ для обработки карбонатного пласта. В результате применения технологии в скважине К-215 (IV объект) изменился состав продукции (появилась нефть), коэффициент продуктивности по нефти вырос до 0,17 м3/(сут-МПа); в скважине К-235 (IV объект) увеличился дебит по о жидкости с 0,21 до 1,48 м /сут; в скважине ТК-509 (III объект) увеличился коэффициент продуктивности по газу в 35 раз, изменился состав продукции (появилась нефть), коэффициент продуктивности по нефти вырос до 0,7 м3/(сут-МПа).

2 Разработанные технологии освоения нефтенасыщенных объектов рифейских карбонатных отложений Восточной Сибири применяются в учебном процессе Уфимского государственного нефтяного технического университета (УГНТУ) при чтении лекций и проведении практических занятий по дисциплине «Скважинная добыча нефти», а также курсовом и дипломном проектировании со студентами горно-нефтяного факультета по специальности 130503 «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений».

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы докладывались на 58-ой и 59-ой научно-технических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых Уфимского государственного нефтяного технического университета (2007, 2008гг.), а также на научно-технических семинарах кафедры «Разработка и эксплуатация нефтегазовых месторождений» УГНТУ и ООО "Славнефть-Красноярскнефтегаз" (2007, 2008гг.).

Объем и структура работы

Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения и списка литературы. Работа содержит 148 страниц машинописного текста, 40 рисунков, 11 таблиц, 109 библиографических ссылок.

Заключение Диссертация по теме "Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений", Карпов, Андрей Александрович

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1 Установлено, что применяемые технологии солянокислотных обработок для освоения скважин в рифейских отложениях Восточной Сибири имеют следующие недостатки: низкий охват продуктивного пласта воздействием по глубине и толщине из-за высокой скорости реакции соляной кислоты с карбонатной породой, низкую технологическую эффективность повторных обработок ПЗП, снижение эффективности СКО при росте обводненности продукции.

2 Результаты экспериментов показали, что для обработок пластов рифейских отложений при освоении объектов с использованием водных растворов кислот эффективно применять кислотные растворы с низкими значениями скорости реакции с доломитизированной породой, например, растворы СКС на основе сульфаминовой кислоты.

3 Установлено, что применение водных растворов кислот по технологии простых кислотных обработок в доломитизированных пластах эффективно только для очистки каналов фильтрации от загрязнений. Для удаленных от скважины участков пласта необходимо проводить обработку с помощью нефтекислотных растворов, например, растворов НКЭ (патент №2347799). Эти кислотные составы обеспечивают глубокое проникновение в пласт активной кислоты и эффективное взаимодействие с гидрофобной поверхностью каналов фильтрации.

4 Промысловые испытания технологии освоения нефтенасыщенных объектов с применением НКЭ показали, что в результате обработок объектов с гидрофобными карбонатными породами получены положительные результаты в виде: в скважине К-215 (IV объект) изменился состав продукции (появилась нефть), коэффициент продуктивности по нефти вырос до 0,17 м3/(сут-МПа); в скважине К-235 (IV объект) повысился дебит по жидкости с 0,21 до 1,48 м3/сут; в скважине ТК-509 (III объект) увеличился коэффициент продуктивности по газу в 35 раз, изменился состав продукции появилась нефть), коэффициент продуктивности по нефти вырос до 0,7 м3/(сут-МПа).

5 Разработана технология освоения нефтенасыщенных объектов карбонатных пород рифейских отложений с применением кислотного гидроразрыва пласта, позволяющая значительно увеличить гидродинамическую связь пласта со скважиной. Проведены лабораторные эксперименты по моделированию операции кислотного ГРП для условий нефтяных пластов Восточной Сибири, подтверждающие увеличение проницаемости породы по нефти в результате создания и обработки искусственной трещины.

Заключение

Важным моментом в оценке технологической эффективности технологии интенсификации притока нефти к скважинам с применением растворов СКС стало фактическое значение удельного расхода кислотного раствора на 1 м перфорированной толщины пласта. В соответствии с разработанной технологией по применению водных растворов СКС использовали 15%-ную кислотную смесь с удельным расходом раствора в количестве 1,0. 1,5 м3 на 1 метр толщины пласта. Увеличение удельного расхода кислотного раствора связано с меньшей активностью водных растворов СКС по сравнению с водными растворами соляной кислоты. Это должно было обеспечить большую глубину проникновения кислотного раствора в пласт и повысить эффективность проводимых кислотных обработок. Результаты предварительно выполненных лабораторных экспериментов с растворами соляной кислоты и сухокислотной смеси убедительно показали перспективность предложенных кислотных составов для увеличения проницаемости пород ПЗП Куюмбинского и Терско-Камовского месторождений по сравнению с традиционными растворами НС1.

Согласно актам о результатах выполненных обработок в скважинах значения удельного расхода кислотного раствора изменялись от 1,0 (скв. К-227) до 1,5 м /м (скв. ТК-507). Окончательного вывода о требуемом расходе кислотного расхода сделать нельзя, т.к. минимальное значение удельного расхода кислоты в скв. К-227 обеспечило увеличение дебита по л нефти до 76,4 м /сут, максимальный расход кислотного раствора в скв. ТК-507 - на 80 м /сут. Основной причиной отмеченного явления в скв. К-227 была лучшая гидродинамическая связь ПЗП с удаленной зоной за счет более развитой системы связанных трещин и каверн.

Вопросу выбора оптимального значения удельного расхода кислотных растворов при обработке карбонатных коллекторов в литературе уделяется большое внимание. Так для водных растворов соляной кислоты в отечественной литературе даются рекомендации по этому параметру в л пределах 1,2. 1,5 м /м [7, 18, 23, 25, 27, 30 и др.]. Причинами ограничения расхода кислотных составов - их высокая коррозионная активность и вероятность образования нерастворимых в воде осадков. В зарубежной литературе встречаются разные рекомендации по выбору расхода кислотного раствора на обработку пород пласта. В работе [46] предлагается для обработки пластов растворами соляной кислоты в горизонтальных скважинах применять расходы в пределах 0,62. 1,86 м/м. Эти значения расходов кислот практически совпадают с расходами кислот по данным отечественных источников. Однако в зарубежных материалах есть одна важная особенность. Эти расходы применяются в скважинах с открытой конструкцией забоя. В случае применения закрытых схем забоя скважин расходы кислотных растворов, как правило, увеличиваются.

Подробно выбор величины удельного расхода кислотных растворов представлен в работе [47]. По рекомендациям авторов для проведения различных видов кислотных обработок должны применяться следующие значения удельного расхода растворов кислот: о солянокислотная ванна - 0,1. .0,3 м /м; простая солянокислотная обработка — 0,3. .0,6 м3/м; л солянокислотная обработка под давлением — 0,6. .1,8 м /м; солянокислотная обработка удаленных зон пласта - 1,8. .6,2 м /м. Водные растворы СКС по своей активности уступают растворам соляной кислоты. Поэтому при их применении для интенсификации добычи нефти из пластов, аналогичных по составу пластам Куюмбинского месторождения, целесообразно применять большие значения удельных расходов кислотных растворов.

Следующей особенностью выполненных обработок скважин является проведение на предварительном этапе солянокислотных ванн совмещенных с СКО. Как правило, кислотные ванны проводились с применением 15%-ного л раствора НС1 объемом 1 м . Этого количества кислотного раствора достаточно для перекрытия интервалов перфорации скважин. Однако в некоторых обрабатываемых скважинах башмак колонны НКТ находился на уровне кровли продуктивного пласта. При поступлении кислотного раствора в фильтровую часть ствола скважины он смешивался с водой, что приводило к снижению концентрация кислоты в растворе. Исключить разбавление кислотного раствора можно путем спуска колонны НКТ до уровня подошвы продуктивного пласта.

Особое внимание при поведении обработок следует обратить на приемистость обрабатываемого интервала по кислотному раствору. По обработанным скважинам величина приемистости по кислоте изменялась в широких пределах. По логике большая приемистость должна иметь место при более высоких значениях проницаемости пород ПЗП. Однако в наших экспериментах увеличение приемистости и соответственно глубины проникновения кислотного раствора в пласт не привело к соответствующему увеличению производительности скважин. Максимальная величина удельной приемистости пласта по кислотному раствору была достигнута в скважине ТК-507, а минимальная в скважине К-227 (таблица 2.3). Значения прироста производительности скважин по нефти изменились противоположно. В скважине с меньшей приемистостью по кислоте получен больший прирост производительности по нефти. Объяснением этого может быть предположение, что при меньшей приемистости пласта по кислотному раствору обеспечивается более равномерный охват пласта воздействие кислоты. Ответ на причины отмеченного явления можно получить только путем определения фильтрационных параметров и профиля приемистости скважин до и после проведения кислотного воздействия.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Карпов, Андрей Александрович, Уфа

1. Харахинов В.В. Новые данные о геологическом строении Куюмбинского месторождения Юрубчено-Тохомской зоны нефтегезонакопления / В.В.Харахинов, В.Н.Нестеров, Е.П.Соколов, С.И.Шленкин // Геология нефти и газа. — 2000. № 5.

2. Котяхов Ф.И. Физика нефтяных и газовых коллекторов / Ф.И. Котяхов.- М.: Недра, 1977.- 287 с.

3. Технологическая схема разработки Куюмбинского месторождения в границах Куюмбинского лицензионного участка.

4. Технологическая схема разработки Юрубченского лицензионного участка ОАО "Востсибнефтегаз" Юрубчено-Тохомского нефтегазоконденсатного месторождения.

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

6. Максимов М.И. Геологические основы разработки нефтяных месторождений. М., Недра, 1965.

7. Гиматудинов Ш.К. Физика нефтяного и газового пласта. М., Недра, 1971.

8. Гмид Л.П., Левин С.Ш. Атлас карбонатных пород-коллекторов. Л., Недра, 1972.

9. Методика изучения трещиноватых горных пород и трещинных коллекторов нефти и газа. Труды ВНИГРИ, 1969, вып.276.

10. Аширов К.Б., Выжигин Г.Б. Оценка эффективности солянокислотных обработок скважин в карбонатных коллекторах // Нефтяное хозяйство, 1977, №9, с.28-31.

11. Викторин В.Д. О предварительных результатах разработки и нефтеотдаче карбонатных коллекторов Северокамского месторождения // Нефтяное хозяйство, 1965, №7, с.25-30.

12. Коваленко Э.К., Андреев Е.А., Юсупов P.M. О системе размещения скважин на нефтяных залежах в карбонатных породах // Нефтяное хозяйство, 1970, №11, с.36-39.

13. Проектирование и разработка слабопроницаемых карбонатных коллекторов // М.М.Саттаров, М.З.Валитов, Э.Т.Юлгушев и др. -М., ВНИИОЭНГ, 1974.

14. Кудинов В.И., Сучков Б.М. Интенсификация добычи вязкой нефти из карбонатных коллекторов. -М.: Недра, 1994.

15. Сургучев М.Л., Калганов В.И., Гавура А.В. и др. Извлечение нефти из карбонатных коллекторов. —М.: Недра, 1987.

16. Богомольный Е.И. Интенсификация добычи высоковязких парафинистых нефтей из карбонатных коллекторов месторождений Удмуртии. -Москва-Ижевск: Институт компьютерных технологий, 2003.

17. Куликов Н.Г. Изучение структуры порового пространства карбонатных коллекторов // Нефтегазовая геология и геофизика, 1965, №7.

18. Колоскова М.И. Сравнительные данные определения пористости различными методами // Труды ВНИИГаз, М, 1965, вып. 20/28.

19. Тульбович Б.И. Коллекторские свойства и химия поверхности продуктивных пород. -Пермь, Пермское книжное издательство, 1975.

20. Антонишин Г.И., Борковский А.А., Пушкарь В.Г. Влияние солянокислотной обработки на структуру порового пространства пород-коллекторов // Труды УкрГИПРОНИПИнефть. -М., 1974, вып. 14-15.

21. Выжигин Г.Б., Ханин И.И. Трещиноватые зоны и их влияние на условия разработки нефтяных залежей // Нефтяное хозяйство, 1973, №2.

22. Выжигин Г.Б., Юдина З.П. Исследование распространения соляной кислоты в карбонатных коллекторах при обработке скважин // Нефтепромысловое дело, 1975, №11.

23. Выжигин Г.Б. Увеличение нефтеотдачи залежей в карбонатных коллекторах // Нефтяное хозяйство, 1967, №6.

24. Особенности вскрытия, испытания и опробования трещинных коллекторов нефти / Ю.В.Вадецкий, А.А.Жучков, Г.М.Макаров и др. -М.: Недра, 1973.

25. Викторин В.Д., Лыков Н.А. Неоднородность карбонатных коллекторов по упруго-механическим свойствам // Нефтепромысловое дело, 1975, №2.

26. Сидоровский В.А. Вскрытие пластов и повышение продуктивности скважин. -М.: Недра, 1978.

27. Кристиан М,, Сокол С., Константинеску А. Увеличение продуктивности и приемистости скважин: Пер. с румынск. -М.: Недра, 1985.

28. Амиян В. А., Уголев B.C. Физико-химические методы повышения производительности скважин. -М.: Недра, 1970.

29. Ибрагимов Л.Х., Мищенко И.Т., Челоянц Д.К. Интенсификация добычи нефти. М.: Наука, 2000.

30. Кудинов В.И., Богомольный Е.И., Сучков Б.М. и др. Повышение эффективности кислотных обработок призабойной зоны пласта, осложненного отложениями парафина // Нефтяное хозяйство, 1994, №1.

31. Тухтеев P.M., Антипин Ю.В., Карпов А.А. Интенсификация добычи нефти из карбонатных коллекторов // Нефтяное хозяйство, 2002, №4.

32. Создание гелеобразующей композиции избирательного действия лоя залежей нефти в карбонатных коллекторах и результаты ее применения на месторождениях Урало-Поволжья // Андреев В.Е., Селимов Ф.А., Котенев Ю.А. и др. Нефтяное хозяйство, 2004, №6.

33. Харин А.Ю. Гидродинамические методы исследования нефтяных скважин / А.Ю. Харин, С.Б. Харина.- Уфа: Изд-во УГНТУ, 2004.108 с.

34. G.R. Coulter, A.R. Jennings, Jr. A Contemporary Approach to Matrix Acidizing. SPE Prod. & Facilities, Vol. 14, No. 2, May 1999.- P. 150-158.

35. Sengul M., Remisio Luis H.A. Applied carbonate stimulation An engineering approach.- SPE 78560.

36. M.J.Economides, K.B.Naceur, R.C.Klem. "Matrix stimulation method for horizontal wells".- JPT (July 1991), p.854-861.

37. J.D.Linn, H.A.Nasr-El-Din. «Formation Damage Associated with Water-Based Drilling Fluids and Emulsified Acid Study».- Paper presented at the European Formation Damage Conference, Netherlands, 31 May 01 June 1999, SPE 54718.

38. Burgos G., Buijse M., Fonseka E., Milne A., Brady M., Olvera R. Acid fracturing in Lake Marakaibo: How Continuous improvements Kept on Raising the Expectation Bar.- SPE 96531.

39. Аширов К.Б., Выжигин Г.Б. Оценка эффективности солянокислотных обработок в карбонатных коллекторах // Нефтяное хозяйство, 1992.- №7.- С.28-31.

40. Шапинов В.П., Южанинов П.М., Азаматов В.И. и др. Состояние работ по воздействию на призабойную зону пласта и перспективы их развития // Нефтяное хозяйство, 1986.- №6.- С.35-37.

41. Антипин Ю.В., Карпов А.А., Тухтеев P.M. Влияние обработок призабойных зон скважин на показатели разработки карбонатных коллекторов //Интервал, 2003. №8. - С. 39-42

42. Орлов Г.А., Мусабиров М.Х., Денисов Д.Г. Системное применение технологий кислотной стимуляции скважин и повышения нефтеотдачи в карбонатных коллекторах //Интервал, 2003. №9. (56) -С. 2731

43. Абдулин Ф.С. Повышение производительности скважин. М.: Недра, 1975,- 264с.

44. Орлов Г.А., Мусабиров М.Х., Галеев Р.Г. Комплекс технологий для стимуляции и повышения нефтеотдачи карбонатных коллекторов. /Сб. тр. Меж дун. конф. «Нефть и битумы». Казань, октябрь 1994г.

45. Гафаров Ш.А., Харин А.Ю., Шамаев Г.А. Физика нефтяного пласта: Уфа: Изд-во УГНТУ, 1999.- 86 с.

46. Глазова В.М., Трахтман Г.И. Совершенствование методов интенсификации притока нефти к забою скважин путем кислотных обработок. М.: ВНИИОЭНГ, 1985. - 59с.

47. Сучков Б.М. Причины снижения производительности скважин //Нефтяное хозяйство, 1988. №5. - С. 52-54

48. Галлямов М.Н., Рахимкулов Р.Ш. Повышение эффективности эксплуатации скважин на поздней стадии разработки месторождений -М.: Недра, 1978.-207с.

49. Результаты пенокислотных обработок нефтяных скважин Леляковского месторождения. //РНТС ВНИИОЭНГ. Сер. Нефтепромысловое дело, 1970.-№2.-С. 15-16

50. Пат. № 2159846, Российская Федерация. Способ разработки нефтяной залежи / Гафаров Н.А., Кувандыков И.Ш., Вдовин А.А., Исхаков P.M., Карнаухов В.М.; опубл. 27.11.2000. Бюл. № 33.

51. Бакиров Н.М., Рамазанов Р.В. Эффективность создания забойных каверно-накопителей //РНТС ВНИИОЭНГ. Сер. Нефтепромысловое дело, 1982.-№6.-С. 22-24

52. Справочное руководство по проектированию разработки и эксплуатации нефтяных месторождений. Добыча нефти. Под общ. ред. Ш.К. Гиматудинова /Р.С. Андриасов, И.Т. Мищенко, А.И. Петров и др. М.: Недра, 1983. - 455с.

53. Булатов А.И. Нефтегазопромысловый Словарь /А.И. Булатов775 с.

54. Васильевский В.Н. Техника и технология определения параметров скважин и пластов /В.Н Васильевский., А.И. Петров Москва 1989.- 268 с.

55. Гадиев СМ. Воздействие на призабойную зону нефтяных и газовых скважин /С. М.Гадиев, И.С Лазаревич недра 1966 - 174 с.

56. Медведев Н.Я. Анализ эффективности и перспективы применения методов воздействия на пласты /Н.Я. Медведев, В.П. Сонич, В.А. Мишарин, А.Г. Малышев, В.М. Исаченко и др. //Нефтяное хозяйство, 2001.-№9.-С. 69-75

57. Галеев Р.Г. Повышение выработки трудноизвлекаемых запасов углеводородного сырья. М.: Изд-во «КУбк-а» - 351с.

58. Муслимов Р.Х., Орлов Г. А., Мусабиров М.Х. Комплекс технологий обработки призабойной и удаленной зон карбонатных пластов /Нефтяное хозяйство, 1994. №3. - С. 47-49

59. Уголев B.C. Влияние скорости движения кислотных пен на эффективность обработок скважин //Нефтяное хозяйство, 1982. №6. - С. 3942

60. Воронцов В.М., Корженовский А.Г. Об эффективности обработки призабойной зоны скважин //Нефтяное хозяйство, 1985. №7. - С. 34-36

61. Арутюнов Г.А., Васюшина JI.H. Экономическая эффективность использования гидрофобных кислотных эмульсий для обработки карбонатных пластов в глубоких скважинах //РНТС ВНИИОЭНГ. Сер. Нефтепромысловое дело, 1981. №8. - С. 6-8

62. Мухаметшин Р.З., Кандаурова Г.Ф., Мигович О.П. Создание эффективных систем разработки залежей нефти в карбонатных коллекторах //Нефтяное хозяйство, 1987. №2. - С. 37-42

63. Илюков В.А. Обработка скважин нефтекислотными эмульсиями. /В.А. Илюков, Х.Ш. Сабиров, B.C. Уголев, Д.Ш. Лукманов //ВНИИОЭНГ. Сер. Нефтепромысловое дело, 1977. 38с.

64. Кувандыков И.Ш. Исследование гидрофобных эмульсий. /И.Ш. Кувандыков, И.Я. Клюшин, Р.Г. Насырова, Е.П. Назарова //Нефтепромысловое дело, 1978. №3. - С. 13-15

65. Росизаде Я.М. О повышении успешности кислотных обработок скважин с помощью метода распознования образа /Росизаде Я.М., Кагарманов А.П., Литвинов В.П., Нагиев Т.М. //ВНИИОЭНГГ. Сер. Нефтепромысловое дело, 1970. №7. - С. 40-42

66. Позднышев Г.Н. Новые технологии добычи нефти с применением углеводородных эмульсионно-дисперсных систем (технологии УЭДС) /НТЖ Интервал, 2000. №11 (22). - С. 3,8-9

67. Гиматудинов Ш.К. Физика нефтяного и газового пласта /Ш.К. Гиматудинов, А.И. Ширковский Москва 1982.- 308 с.

68. Глина Н.Л. Общая Химия /Н.Л. Глина Издательство «Химия» 1978.-482 с.

69. Девликамов В.В. Аномальные нефти /В.В Девликамов., 3. А Хабибуллин., М.МКабиров. Москва 1975. - 168 с.

70. Зияд Наджиб Мунасар Совершенствование методов интенсификации притока нефти к забою скважин путем кислотных обработок /Наджиб Мунасар Зияд Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук — Уфа 2001.

71. Кабиров М.М. Интенсификация добычи нефти и ремонт скважины /М.М. Кабиров, У.З. Раметдинов Уфа 1994. - 126 с.

72. Калинко М.К. Методика исследования коллекторских свойств кернов /М. К. Калинов Москва 1963., 223 с.

73. Керимов А.Ш. Влияние давления на коллекторские свойства и сжимаемость кавернозно-трещиноватых пород /А.Ш. Керимов, Ф.А. Туан «Геология нефти и газа» 03 2002. - с.27 - 30.

74. Кириев Ф.А. О влияние кислотной обработки на минеральный состав пород призабойной зоны скважин /Ф.А. Кириев, Вунгтау январь 1994. - 12 с.

75. Кудинов В.И. Интенсификация добычи вязкой нефти из карбонатных коллекторов /В. И.Кудинов, Б.М Сучков. Самара 1996. 440 с.

76. Логинов Б.Г. Интенсификация добычи нефти методом кислотной обработки /Б.Г. Логинов Башнефть - 153 с.

77. Логинов Б.Г. Руководство по кислотным обработкам скважин /Б. Г. Логинов, Л. Г. Малышев, Ш.С.Галифуллин с. 215.

78. Махмудбеков Э.А. Новое в технике и технологии добычи нефти /Э. А. Махмудбеков, В.Н. Шаров недра 1972, 152 с.

79. Мирзаджанзаде А.Х. Математическая теория эксперимента в добыче нефти и газа /А. X. Мирзаджанзаде, Г.С. Степанова Нефра 1977. -225 с.

80. Муфазалов Р.Ш. Практическое применение эмульсии, полученной гидроакустической технологией, для обработки призабойной зоны пласта /Р.Ш. Муфазалов, Э.Ф. Маликова, И.Г. Арсланов, А.А. Бардиев, «Башкирский химический журнал», том 14 № 5, 2007. — стр 42 44.

81. Персиянцев М.Н. Повышение нефтеотдачи неоднородных пластов /М.Н. Персиянцев, М.М. Кабиров, JI.E. Левченкова Оренбург 1999. - 224 стр.

82. Рогачев М.К. Новые химические реагенты и составы технологических жидкостей для добычи нефти /М.К.Рогачев Уфа 1999, -74с.

83. Рогачев М.К. Реология нефти и нефтепродуктов /М.К. Рогачев, Н.К. Кондрашева Уфа 2000. - 85 с.

84. Хисамутдинов Н. И. Справочное пособие по применению химических реагентов в добыче нефти /Н. И. Хисамутдинов М. - 1983. 312с.

85. Civan F. Effect of Clay Swelling and Fines Migration on Formation Permeability /F. Civan SPE Productions Operation Mart - 1987. p. 8 - 10.

86. Mario Germino. The Keys to Successfully Acidizing Horizontal Injection Wells in the Marlim Sul Field /Mario Germino, Ferreira Da Silva SPE 90158, September 2004. 5 p.

87. Mark P. A. Description of Chemical precipitation mecha-nisms and their role in formation damage during stimulation by hydrofluoric acid. /Р. Mark Walsh, Larry W. Lake, Robert S. Schechter //SPE U. of Texas, Sep. 1982. p. 65 -71.

88. Martin A. N. New HF Acid System Produces Significant Benefits in Nigerian Sandstones /А. N. Martin, K.L Smith., SPE SPE 38595, 1997 - p. 41 -43.

89. Martin A. N. Stimulating Sandstone Fomations with Non-HF Treatment Systems /A.N Martin Texas, USA., September 2004. - p. 26 - 29.

90. Mcleod H. O. Matrix acidizing /Н. O. Mcleod Л>Т Dec. 1984. p. 42-44.

91. Meyers К. O. Conrol of Formation Damage at Prudhoe Bay, Alaska by Inhibitor Squeeze Teatment /К. O. Meyers, H.L. Skilman, G.D Herring.-Copyright 1985 Society of Petrolium Enginers, 1996. p. 42-46.

92. Michael M. Chelating Agents in Sour Well Acidizing: Methodology or Mythology /М. Michael, Brezinski SPE 54721 1999. - p. 51 - 53.

93. Moore E. W. Fornmation, Effect and Prevention of Asphaltene Sludges During Stimulation Treatments //E. W. Moore, C. W. Crowe, A. R. Hendickson, SPE 1168, Production Operation J., Ceptember, 1965, p. 34 - 37.

94. Nasr-El-Din H. A. Aluminum Scaling and Formation Damage Caused by Regular Mud-Acid Treatment /Н.А. Nasr-El-Din, SPE, J.A. Hopkins, T. Wilkinson SPE, Halliburton Energy Services, March 1998. - p. 24 - 27.

95. Perthuis H. Fluid Selection Guide for Matrix Treatment /Н. Perthuis, R. Thmas USA, Dowell Schlumberger,1991, p. 62-65.

96. Phil Rae. Matrix Acid /Stimulation, Gino di Lullo //BJ Services Co.-SPE 82260, 2003.-72p.

97. Reed M. G. Formation Permeability Damage by Alteration and Carbonate Dissolution /М. G. Reed JPT 1977. - 25 p.

98. Roland F. An. Overview of Formation Damage and Well Productivity in Oilfield Operation /F. Roland, Krueger SPE, 1986. - 125 - 128.

99. Ross D. HV: HF Acid Treatments, Proven Successful in South America /D. Ross, G. Di. Lullo BJ Services, October 1998. - p. 5 - 8.

100. Scheuerman R. F. Regulated HF Acid For Sandstone Acidizing to 550 OF/R. F. Scheuerman SPE Production Engineering, Feb. 1988. - p. 14 - 16.

101. Sim S.S.K. Asphaltene Induced Formation Damage: Effect of Asphaltene Particle Size and Core Permeability /S.S.K. Sim, K. Okatsu, D. Fisher, SPE 95515, October 2005. - p. 9 - 12.

102. Smith C. F. Hydroflouric Acid Stimulation of Sandstone Reservoirs /С. F. Smith, A.R Hendrickson.- Dowell Div. of Dow chemical Co, February 1965.-p. 45-49.

103. Tuedor E. F. A Breakthrough Fluid Technology in Stimulation of Sandstone Reservoirs, E. F. Tuedor, Xiao Z., Fuller M.J., Fu D., G. Salamat G., Davies S.N. and B. Lecerf SPE 98314, p. 23-25.

104. Vaidya R. N. Fines Migration and Formation Damage: Influence of pH and Ion Exchange /R. N. Vaidya, H.S. Fogler SPE 19413, Feb. 1990. - p. 2223.

105. Williams В. B. Hydroflouric Acid Reaction with Sandstone Formation /В. В Williams JPT February 1975. - p. 52 - 55.

106. Woj'tanowice A.K. Study on the Effect of Pore Blocking Mechanism on Formation Damage /A.K.Wojtanowice, Z. Krilov, J.P. Langlinais SPE 16233, Mar. 1987.-p. 8-10.

Информация о работе
  • Карпов, Андрей Александрович
  • кандидата технических наук
  • Уфа, 2010
  • ВАК 25.00.17
Диссертация
Разработка технологий освоения нефтенасыщенных объектов рифейских карбонатных отложений Восточной Сибири - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно
Автореферат
Разработка технологий освоения нефтенасыщенных объектов рифейских карбонатных отложений Восточной Сибири - тема автореферата по наукам о земле, скачайте бесплатно автореферат диссертации