Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Разработка и исследование эффективных технологий комплексного воздействия кислотными составами при эксплуатации залежей в юрских отложениях

ВАК РФ 25.00.17, Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений

Автореферат диссертации по теме "Разработка и исследование эффективных технологий комплексного воздействия кислотными составами при эксплуатации залежей в юрских отложениях"

003449275

На правах рукописи

ДУБКОВ ИГОРЬ БОРИСОВИЧ

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ КОМПЛЕКСНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ КИСЛОТНЫМИ СОСТАВАМИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЗАЛЕЖЕЙ В ЮРСКИХ ОТЛОЖЕНИЯХ

Специальность 25 00 17 - Разработка и эксплуатация нефтяных

и газовых месторождений

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 6 OUT 200В

Тюмень - 2008

003449275

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Тюменский государственный нефтегазовый университет» (ТюмГНГУ) Федерального агентства по образованию

Научный консультант

- доктор технических наук, профессор Телков Александр Прокофьевич

Официальные оппоненты

■ доктор технических наук, профессор Нехорошее Виктор Петрович

■ кандидат технических наук Соколов Вадим Сергеевич

Ведущая организация

■ Общество с ограниченной ответственностью «Когалымский научно-исследовательский и проектный институт нефти» (ООО «КогалымНИПИнефть»)

Защита состоится 25 октября 2008 года в 11 00 часов, на заседании диссертационного совета Д 212 273 01 при Тюменском государственном нефтегазовом университете (ТюмГНГУ) по адресу 625039, г Тюмень, ул 50 лет Октября, 38

С диссертацией можно ознакомиться в библиотечно-информационном центре ТюмГНГУ, по адресу 625039, г Тюмень, ул Мельникайте, 72, каб 32 Автореферат разослан 25 сентября 2008 г

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212 273 01, Л —

доктор технических наук, профессор --' Г.П. Зозуля

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Эффективность разработки нефтяных месторождений во многом определяется состоянием прискважинной зоны пласта (ПЗП) добывающих и нагнетательных скважин Эта область пласта наиболее подвержена различным физико-химическим и термодинамическим изменениям, колебаниям температур и давлений, возникающим при повышенных скоростях фильтрации многофазных систем При этом ПЗП является той частью пласта, о которой специалисты имеют наибольшую информацию, и на которую можно наиболее эффективно воздействовать с целью улучшения ее состояния В настоящее время на месторождениях Западной Сибири для улучшения работы скважин применяются многочисленные технологии обработок прискважинных зон (ОПЗ) Однако, многие технологии, в том числе применяемые в промышленном масштабе, не отвечают всем технологическим и экономическим требованиям

Особенно мало информации накоплено по результатам воздействий на ПЗП скважин, вскрывших низкопроницаемые, с трудноизвлекаемыми запасами, продуктивные пласты юрских отложений, характеризующихся специфическими геолого-физическими, петрофизическими и термобарическими особенностями В то же время юрские пласты, в частности, пласты тюменской свиты, в которых сосредоточены сотни миллионов тонн геологических запасов нефти, пригодны для промышленной эксплуатации на большинстве уже обустроенных месторождений Шаимского ИГР и других регионов Следует отметить, что за последние 10 лет доля добычи нефти из юрских отложений Западной Сибири выросла более, чем в 2 раза В связи с тем, что основные по запасам пласты меловых отложений находятся на поздних стадиях разработки, и доля трудноизвлекаемых запасов в структуре как старых, так и достаточно молодых месторождений, увеличилась, весьма актуальной задачей является интенсификация эксплуатации продуктивных пластов тюменской свиты юрских отложений

Цель работы

Повышение производительности скважин и добычи нефти из юрских отложений месторождений Шаимского НГР созданием методической основы применения и совершенствованием методов и технологий кислотных обработок ПЗП

Основные задачи исследований

1 Анализ эффективности апробированных методов обработки ПЗП нефтедобывающих скважин, эксплуатирующих продуктивные пласты тюменской свиты юрских отложений в Шаимском НГР

2 Установление специфических особенностей геолого-физических, литолого-петрофизических и фильтравдонно-емкостных свойств пород-коллекторов тюменской свиты применительно к решению задачи оптимизации кислотного воздействия и определения направлений совершенствования кислотных составов и технологий их применения для интенсификации добычи нефти

3 Разработка модифицированных кислотных составов и технологий для ОГО, отвечающих требованиям специфических геолого-физических, литолого-петрофизических и термобарических условий пород-коллекторов тюменской свиты юрских отложений

4 Промысловые испытания технологии ОГО продуктивных пластов тюменской свиты с применением модифицированных кислотных составов

Научная новизна

1 Установлены и обоснованы факторы и критерии применения химического и физико-химического воздействия на ПЗП, влияющие на эффективность обработки сложнопостроенных низкопроницаемых коллекторов тюменской свиты юрских отложений месторождений Шаимского НГР

2 Впервые выявлены специфические особенности вещественного состава пород-коллекторов и цемента продуктивных пластов тюменской свиты юрских отложений, определяющие процессы вторичного осадкообразования при кислотном воздействии, и решены методические задачи оптимизации кислотных обработок, и направлений совершенствования кислотных составов и технологий их применения

3 Обоснованы и разработаны требования к компонентному составу модифицированных кислотных композиций, времени и технологии проведения обработок, наиболее потаю удовлетворяющих геолого-физическим, петрофизическим, фильтрациошю-емкостным и термобарическим условиям пород-коллекторов тюменской свиты юрских отложений

Практическая ценность и реализация работы

Установленные факторы низкой эффективности кислотных обработок пород-коллекторов тюменской свиты учитываются при приготовлении кислотных композиций и осуществлении технологий обработки ПЗП Рекомендованы модифицированные кислотные составы и технологии их применения, максимально удовлетворяющие сложным условиям юрских пластов месторождений Шаимекош НГР

Разработанные в диссертации рекомендации приняты добывающими предприятиями 11111 «Урайнефгегаз» и «Когалымнефтегаз» к практическому применению, модифицированные составы и технология динамической ОПЗ внедрены в производство Основные положения диссертационной работы реализованы в следующих документах «Инструкция ОПЗ юрских коллекторов высокотемпературными кислотными составами», ООО «КогалымНИПИнефть», г Когалым, 2004 г, и СТП 02-20-05 «Гидроимпульа юс репрессионно-депрессионное воздействие на призабойную зону скважин Методические указания по применению ДКВС при химической очистке ПЗП», ООО «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь», г Когалым, 2005 г

Дополнительная добыча нефти составила 16,8 тысяч тонн Экономический эффект от применения авторских разработок на месторождениях 11111 «Урайнефгегаз» и «Когалымнефтегаз» составил более 180 млн рублей Апробация работы

Основные положения диссертационной работы докладывались на научной конференции «Основные направления научно-исследовательских работ в нефтяной промышленности Западной Сибири» (Тюмень, 2002), НТС ООО «КогалымНИПИнефпъ» (Когалым, 2005,2006,2007), расширенном заседании кафедры «Разработка и эксплуатация нефтяных месторождений», ТюмГНГУ, 2008

Публикации

Основные положения диссертации изложены в 9 печатных работах, 3 из них опубликованы в изданиях, входящих в Перечень ВАК Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, трех разделов, основных выводов

и рекомендаций Работа изложена на 160 страницах машинописного текста, включая 25 рисунков, 8 фотографий, 23 таблицы и одно приложение

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении кратко охарактеризованы актуальность темы диссертации, цель работы, основные задачи исследования, научная новизна и практическая ценность

В первом разделе приведены сведения о геологическом строении Ловинского месторождения Шаимского НГР, характеристики продуктивных пород-коллекторов, свойства и состав нефти, газа и воды, краткий анализ текущего состояния разработки, данные исследований по влиянию закачки пресной воды на фильтрационную характеристику коллекторов и эффективности применяемых на месторождении методов обработки ПЗП, с целью интенсификации добычи нефти, и результаты геолого-физических и петрофизических исследований пород-коллекторов тюменской свиты

Промышленная нефтеносность Ловинского месторождения установлена в отложениях тюменской свиты (пласты Ю2а и Ю5_б) Месторождение имеет сложное строение Характеризуется невыдержанностью толщин и коллекторских свойств по площади и разрезу, литологическим замещением коллекторов слабопроницаемыми породами

Пласты характеризуются низкой песчанистостью 0 15 для пласта К>м и 0 18 для пласта К^,, высокой расчлененностью 8 3 для пласта Ю24 и 5 3 для пласта Ю5-6 Фильтрационные свойства пласта Ю2а характеризуются низкой проницаемостью

по керну - 21 103 мкм2, по ГИС - 4 6 103 мкм2 Почти половина изученных пород продуктивного пласта 1СЫ (48%) относится к 5 классу проницаемости (по А А Ханину), часто развиты породы 4-го класса (26%) Более проницаемые коллекторы встречаются редко Фильтрационные свойства пласта Ю5_б несколько выше - коэффициент проницаемости по керну составляет в среднем 49 10"3 мкм2, по ГИС-19 7 10° мкм2

При анализе разработки Ловинского месторождения установлено отставание в добыче нефти Одним из факторов, определяющих это отставание, является низкая текущая продуктивность и недостаточная отдача добывающих скважин, связанные с резкими падениями дебитов, как по нефти, так и по жидкости, при их обводнении

Фильтрационными исследованиями на естественных кернах в условиях, максимально приближенных к пластовым, установлено, что закачка пресной воды приводит к резкому снижению фильтрационной характеристики коллекторов тюменской свиты Наименьшее снижение проницаемости по пласту получено в коллекторе 3-го класса - в 4 2 раза, в коллекторах 4-5-го классов - в 27 8 и 51 0 раз Проницаемость коллектора 4-го класса пласта Ю2-4 снизилась в 1 5-14 3 раз, а коллектора 5-го класса - в 16 5 раз Таким образом, закачка пресной воды песет существенные негативные последствия, наиболее сильно проявляющиеся в коллекторах пониженной и низкой проницаемости 4-5-го классов, причем особенно сильно в пласте Ю5_6 (рисунок 1)

Последующая закачка подтоварной воды не восстанавливает первоначальную проницаемость пласта Особенно ярко это выражено в коллекторах 4-5-го классов, где происходит снижение проницаемости в 11 0-21 8 раз

Столь резкое кратное снижение проницаемости пород при замещении пластовой воды на пресную выглядит аномальным, но в целом объясняет причину резких падений дебитов жидкости с ростом обводнения скважин на Ловинском месторождении Снижение проницаемости образцов в экспериментах сопоставимо с кратным снижением дебитов скважин, особенно на начальном этапе разработки при использовании для заводнения пресной воды

Большая доля скважин Ловинского месторождения с дебитами ниже проектных ставит в число актуальных и первостепенных задачу увеличения их продуктивности и интенсификации притока нефти

различной минерализации (образец №116-10410-87, пласт ЮИ))

При анализе эффективности применяемых на Ловинском месторождении методов обработок ПЗП с целью интенсификации добычи нефти использовались основные технологические параметры (начальное и конечное давление закачки реагентов, их объем, концентрации компонентов, методы освоения скважин после воздействия и т д), а также данные по дебитам и обводненности скважин до и после ОПЗ, полученным приростам дебитов и накопленной дополнительной добыче нефти, продолжительности полученного эффекта

Проанализировано 178 ОПЗ добывающих скважин Помимо обычной солянокислотной (НС1) и солянокислотной обработки с добавлением гидрофобизатора (НС1+ИВВ1), широко использованы следующие методы

- глинокислотная обработка (НС1+НР),

- глинокислотная с добавлением гидрофобизатора (НС1+НР+ИВВ1), -глинокислотная с добавлением катионоактивных и неионогенных ПАВ

(технология «Синол-Кам», состав реагентов НС1+НР+Синол-Кам),

- обработка фосфорной кислотой с добавлением в состав плавиковой кислоты (Н3Р04+НР),

- обработка нефтекислотными эмульсиями («Нефтеэмульсия») Основными критериями оценки эффективности методов ОПЗ приняты

достигнутый прирост дебита нефти и ее дополнительная добыча При этом условно принята, что обработки считаются эффективными в случае прироста дебита нефти не менее 2 т/сут Данный прирост соответствует среднему значению по всем анализируемым методам ОПЗ на Ловинском месторождении за три года анализируемого периода

В результате обобщения сведений, полученных при проведении анализа промысловых данных, можно констатировать следующее:

-все разновидности солянокислотных обработок имеют прирост дебита по нефти выше, чем аналогичные разновидности глинокислотных обработок Разница в увеличении дебита в большинстве случаев примерно одинакова - 1 т/сут Такое положение хорошо согласуется с теоретическими представлениями о механизме действия плавиковой кислоты на карбонатосодержащие пласты Наличие в пластовой воде и в легко растворимых карбонатных породах ионов кальция и магния приводит к немедленному образованию нерастворимого осадка фторидов кальция и магния, что исключает участие ионов фтора в последующем взаимодействии с минералами, при этом глинокислотная обработка превращается в обычную солянокислотную Образовавшийся осадок закупоривает поровое пространство, особенно на фронтальной плоскости фильтрации, в результате эффективность ГКО ниже, чем СКО при равной концентрации соляной кислоты Данный факт подтверждает известное положение, что при кислотных обработках карбонатных коллекторов нет смысла использовать плавиковую кислоту,

-применение катионоактивного ПАВ ИВВ1 в кислотных составах незначительно (01-02 т/сут) снижает прирост дебита как при СКО, так и при ГКО Никакого положительного влияния данного щцрофобизатора на результат кислотных ОПЗ в условиях Ловинского месторождения не обнаружено,

- применение смеси невдногенных и катионоактивных ПАВ марки «Синол-Кам» в условиях Ловинского месторождения также никакого ощутимого практического влияния на результат СКО и ГКО не оказывает,

-результаты проведенного анализа говорят о недостаточной эффективности применяемых методов кислотных ОПЗ и о целесообразности проведения комплекса научно-исследовательских работ по разработке более эффективных составов и технологий их применения, учитывающих литологические особенности и вещественный состав пород (в первую очередь - цементирующих материалов) продуктивных пластов тюменской свиты юрских отложений

На основании исследования литолого-петрофизических и фильтрационно-емкостных свойств продуктивных пластов и Ловинского месторождения можно заключить, что коллекторы пласта характеризуются более высокими фильтрационно-емкостными свойствами по сравнению с коллекторами пласта Ю2_4 (таблица 1)

Коллекторы 3-го класса (100-500 10"3 мкм2) характеризуются относительно невысоким содержанием цемента в среднем 9,5% по пласту Юм и 7,0% по пласту Цемент кварцево-регенерационный, порово-пленочный - пленочно-поровый В коллекторах пласта Юм поровый цемент глинистого и карбонатно-глинистого состава, пласта - преобладает глинистый поровый цемент Глинистый цемент представлен кристаллическим каолинитом (4-10%) и каолинит-гидрослюдистой массой (до 6%) В изученных шлифах коллекторы 3-го класса пласта Юм в большей степени сидеритизированы по сравнению с коллекторами 3-го класса пласта В коллекторах 3-го класса выбор методов ОПЗ, в том числе кислотных составов и технологий их применения, также не вызывает особенных затруднений При выборе кислотных составов следует лишь учитывать карбонатность породы

Таблица 1 - Обобщенные ФЕС, состав обломочной части и цемента низкопроницаемых пород-коллекторов пластов

и Ю5-6 4 и 5 классов коллекторов Новинского месторождения

Класс коллектора (по Ханину) Основные ФЕС Состав обломочной части, % Состав цемента Потери от НС1, % вес

Кпр (по газу), 10 Змкм2 Кпор, (насыщ), % К ВОД (центриф ), % Кварц ПШ Обломк и пород Слюда

Пласт Ю2-4

4 11.3-67.8 32,5 (22) 12,1-21,9 18,6 (21) 29.7-46.7 36,0 (20) 30-62 44,3(9) 15-33 25,6(9) 11-37 27,3(9) 1-5 2,8(9) Поровыи цемент глинистого (каолинит, гидрослюда) и глинисто - карбонатного (преимущественно сидерит) состава Пленочный представлен сидеритом, хлоритом и лейкоксеном Каолинит 2-9%, Гидрослюда до 6% Карбонаты 0-3%, в т ч сидерит до 3% 0.2-5,4 2,8(10)

18.7-64.8 29.0 (51 19.0-25.0 22,4 (5) 22.5-35,1 29,0 (5) 0-1,2 0,6 (2)

5 1.0-9.3 3,1 (103) 11,6-22.8 16,6(106) 34.9-70,4 49,4 (98) 27-68 39,0(26) 14-36 26,3(26) 12-45 33,0(26) М 1,7(26) Поровый цемент глинистого (каолинит, гидрослюда) и карбонатно (сидерит, кальцит) - глинистого состава Пленочный представлен сидеритом, лейкоксеном иногда хлоритом Каолинит 2-9%, Гидрослюда до 7% Карбонаты 0-8%, в т ч сидерит - до 6%, кальцит - до 4% 1.0-19.2 4,2 (38)

1.0-2.4 1,7 (5) 10.8-16.7 14,7 (5) 46.7-67.2 57,7 (4) 5.0-9.8 7,4 (3)

Пласт Ю5-6

4 10.0-99.5 35,5 (47) 15,3-26,2 18,1 (53) 25.3-48.5 37,6 (34) 44-73 54,8(4) 18-27 22,7(4) 6-30 20,5(4) Ы 2,0(4) Поровый цемент глинистого (каолинит и гидрослюдистый материал) состава, пленки хлорита и лейкоксена Каолинит 4-7% Гидрослюда - до 3% 0,2-2,2 1,3 (3)

11.8-40.3 26,1 (2) 14,8-25,5 19,1 (4) 30.9-38,5 34,7 (2) 0.7-8,7 3,5 (12)

5 1,0-10.0 3,3 (39) 12,4-21.7 15,7 (50) 37.2-74,1 51,8(35) 27-57 21-37 17-28 Ы 2,8(9) Поровый цемент глинистого (каолинит и гидрослюдистый материал) и карбонатно (кальцит, сидерит) - глинистого состава, пленки хлоритовые Каолшшт 6-10% Кальцит 10-12% 5,0(1)

1,7-4.1 2,7 (3) 22,8-24,1 23,4 (3) 45.8-54,1 51,3 (3) 45,3(9) 29,9(9) 22,0(9) 1,0-4,9 2,9 (2)

*> Мин-макс

Сред (кол-во обр)

В коллекторах пониженной (4 класс 10-100 10"3 мкм2) и низкой проницаемости (5 класс 1-10 103 мкм2) отмечается более высокое содержание порового цемента в среднем 10,3 - 15,9% по пласту Ю24 и 11,0 -19,3% по пласту Ю5_б Цемент кварцево-регенерационный, отмечаются конформные (те уплотненные) участки, поровый и пленочно-поровый Состав цемента во всех пластах глинистый и карбонатно-глинистый В глинистом цементе также преобладает каолинит (2-10%) и каолинит-гидрослюдистая масса (3-7%) В качестве отличительных особенностей коллекторов 4-5-го классов следует отметить наличие невысокой, но стабильной карбонатности пород В породах отмечается наличие пирита и сидерита Коллекторы 4-5-го классов преобладают в нефтенасыщенной части пластов тюменской свиты Ловинского месторождения, поэтому именно их литолого-петрофизические особенности определяют выбор методов и составы кислотного воздействия

Коллекторы с весьма низкой проницаемостью (6 класс 0,1-1 10"3 мкм2) характеризуются высоким содержанием порового цемента до 46% (в среднем 24,2%) по пласту Ю24, и до 42% (в среднем 20,8%) по пласту Ю5_б Тип цемента поровый до базального, пленочно-поровый Поровый цемент глинистого и карбонатно-глинистого состава, а в пластах иногда полностью карбонатного состава Литолого-петрофизические особенности пород-коллекторов 6-го класса, такие как наличие большого количества порового цемента, незначительного количества открытых пор (1-4%) - дают основание для заключения, что применение в них кислотных ОПЗ нецелесообразно, так как достижение ощутимых приростов дебитов в отмеченных условиях нереально В качестве более радикального метода в данных условиях может рекомендоваться ГРП, в том числе с последующей кислотной обработкой

Продуктивные пласты тюменской свиты юрских отложений представлены терригенными образованиями, по составу обломочной части полимикговые, в меньшей степени - олигомиктовые Главными породообразующими компонентами являются кварц (преобладает) и полевые шпаты (преимущественно калиевые) В отложениях присутствует значительное количество (более 25%) обломков горных

пород Карбонаты отмечаются преимущественно в качестве цементирующего материала и представлены кальцитом (СаСОз), доломитом (СаС03 М§£03) и сидеритом (БеСОз) Породы участками пиритизированы В среднем значения карбонатности невелики - до 4-5%, однако, в коллекторах 4-5-го классов в отдельных случаях они достигают значений 15-30%, при этом карбонатный цемент полностью замещает глинистый Отмеченную особенность необходимо учитывать при применении и разработках кислотных составов для ОПЗ указанных коллекторов

С точки зрения поставленных перед ОПЗ задач необходимо акцентировать внимание на практически повсеместном содержании в коллекторах пласта Ю24, а также в коллекторах 4-5-го классов пласта Ю5_б сидерита (РеС03) Он присутствует в виде отдельных включений, концентрируется по напластованию в виде микрослойков, часто совместно с пиритом (Т^), развивается по глинистому и карбонатному цементу, отмечается в виде сидеритовых пленок, выполняет поровое пространство Воздействие на сидерит и пирит кислотами может привести к образованию объемных гелеобразных осадков щцратных соединений оксидов железа При этом может быть получен негативный эффект - фильтрационная способность (продуктивность) обработанной зоны снизится Присутствие плавиковой кислоты может привести к дополнительному образованию в карбонатной среде осадков фтористого кальция (СаР2), что также приведет к негативному эффекту

СаС03+2НР = СаР2 + Н20 + С02Т (1)

Учитывая вышеизложенное, базовой кислотной обработкой для воздействия на продуктивные пласты тюменской свиты юрских отложений месторождений Шаимского ИГР должна быть солянокислотная обработка Совершенствование технологии должно быть направлено на увеличение проникающей способности состава, замедление скорости реакции с породой, проведение процесса обработки в несколько этапов с удалением продуктов реакции после каждого, поиск и испытание добавок, позволяющих снизить или предупредить вторичное осадкообразование (нерастворимые карбонаты, объемные гелеобразные осадки гидратных соединений оксидов железа при кислотных реакциях с сидеритом и пиритом)

Во втором разделе приведены результаты исследований основных направлений модификации кислотных составов с учетом особенностей пластов тюменской свиты юрских отложений

В целом, несмотря на общую изученность механизма взаимодействия кислот с горными породами, в литературе практически отсутствуют данные, рассматривающие специфику воздействия на низкопроницаемые высокоглинистые коллекторы Особенно остро этот вопрос обозначен в жестких термобарических условиях юрских пластов К числу недостатков массово применяемых в Западной Сибири кислотных составов, в том числе при ОПЗ юрских пластов, следует отнести низкую проникающую способность водных растворов кислот в слабопроницаемые нефтенасыщенные пласты, высокую скорость химического взаимодействия и растворяющую способность при повышенных температурах, особенно глинокислотных составов с высокой концентрацией кислот, резкое негативное влияние на результаты обработки вторичного осадкообразования продуктов реакции

Как было отмечено выше, отличительными негативными факторами в условиях продуктивных пластов тюменской свиты месторождений Шаимского ИГР могут служить процессы вторичного осадко- и гелеобразования при взаимодействии кислот с карбонатами и железосодержащими минералами - сидеритом и пиритом

Для повышения эффективности кислотных ОПЗ юрских пластов необходимо совершенствование кислотных составов в направлениях

- повышения проникающей способности в низкопроницаемый коллектор,

- снижения скорости химического взаимодействия с породой при повышенных температурах,

- предупреждения или существенного замедления процессов вторичного осадкообразования, в том числе при взаимодействии минеральных кислот с карбонатами и железосодержащими минералами,

- улучшения условий выноса из обработанной зоны отработанной кислоты и продуктов реакции

Увеличение проникающей способности кислотных составов достигается снижением их поверхностного натяжения на границе с нефтью Наиболее распространенное применение с этой целью должны иметь неионогенные ПАВ, а также анионоактивные ПАВ и их смесь с неионогенными Термобарические условия продуктивных пластов тюменской свиты юрских отложений не способствуют проявлению положительных качеств известных ПАВ, поскольку при повышенных температурах (75°С и более) происходит их «высаливание» или термическая деструкция

Снижение поверхностного натяжения и повышение проникающей способности кислотных растворов может быть достигнуто введением в их состав взаимных растворителей (ВЗР), то есть растворителей, одинаково хорошо смешивающихся с нефтью и водой К ВЗР относятся кислородсодержащие полярные растворители В условиях юрских пластов месторождений Широтного Приобья были апробированы кислотные составы и технологии их применения, включающие использование из ряда взаимных растворителей изопропилового спирта, гликолей, целлозольвов Промысловые испытания данных составов и технологий последовательных закачек реагентов в пласт показали достаточно высокие результаты, но широкого промышленного внедрения эти методы не получили Это обусловлено достаточно сложными и продолжительными операциями при осуществлении обработок, а также необходимостью использования нескольких многореагентных композиций -специальных буферных реагентов, рабочих кислотных составов, продавочных жидкостей

Наиболее простым и эффективным способом повышения проникновения реагентов в низкопроницаемую пористую среду является повышение давления их нагнетания в пласт при использовании пакера Данный прием получает все большее распространение в настоящее время, что обусловлено улучшением конструкций и повышением надежности работы пакерующих устройств Промысловый опыт показывает, что проникновение реагентов, в том числе кислотных

составов, при закачке через пакер значительно улучшается при знакопеременных репрессионно-депрессионных давлениях

Решение задачи снижения скорости реакции кислоты с породой достигается, в основном, двумя путями Первый - это уменьшение активности кислоты за счет снижения ее концентрации в растворе, что вполне приемлемо при выборе кислотных композиций как для юрских, так и для любых других пластов Второй - это создание на поверхности породы адсорбционной защитной пленки

Задача улучшения выноса из обработанной зоны отработанной кислоты и продуктов реакции может решаться, во-первых, своевременным освоением и отработкой скважины на приток после закачки кислоты (при остаточной кислотности раствора не менее 0 3-0 5 %), и, во-вторых, динамическим безостановочном режимом закачки кислоты и вызова притока из скважины на максимально возможных депрессиях Последнее решение может быть осуществлено применением специальных устройств для закачки кислотных реагентов в пласт и последующего освоения скважин, например, виброструйного декольмататора или струйных насосов, используемых в процессах депрессионной очистки и освоения скважин, в том числе - в специальных устройствах (УГИС) Последние показали достаточно высокую эффективность при кислотных обработках продуктивных пластов тюменской свиты Ловинского месторождения

С учетом особенностей коллекторов тюменской свиты юрских отложений Ловинского месторождения, на основании результатов анализа промысловых материалов и литературных публикаций, нами разработаны требования, обоснованы и выбраны основные направления совершенствования кислотных составов и технологических приемов кислотных обработок продуктивных пластов В дальнейшем на керновом материале в термобарических условиях продуктивных пластов тюменской свиты и на скважинах проведены детальные исследования кислотных составов с пониженной концентрацией минеральных кислот, модифицированных добавками борной и уксусной кислот Апробирована многоступенчатая обработка породы путем закачки сначала низкоконцентрированной

соляной, а затем более агрессивной, модифицированной добавками кислоты, и метода динамической непрерывной обработки, включая гидроимпульсную закачку кислоты в породу при знакопеременных (репрессия-депрессия) давлениях и удаление отработанной кислоты и продуктов реакции без выдержки породы на реакции

В третьем разделе приводится методика и результаты лабораторных исследований растворяющей способности базовых и модифицированных кислотных составов и их влияния на фильтрационные характеристики пород-коллекторов

Исследования выполнены совместно с Центром исследования кернов и пластовых флюидов ООО «КогалымНИПИнефть» с использованием рентгеноструктурного анализа Цель исследований растворяющей способности кислотных составов заключалась в количественном определении растворения породы при пластовой температуре во времени за 15 мин, 30 мин, 1, 2, 3 и 6 час В исследованиях использовалась размолотая порода кернового материала из разных скважин пластов Ю2-4 и Ю5.6 Ловинского месторождения По полученным результатам строили графические зависимости в координатах «продолжительность обработки - убыль в весе» Для примера на рисунках 2 и 3 приведены результаты исследований растворимости породы соляной кислотой концентрации 6 и 12%, глинокислотным раствором, содержащим 12% соляной и 2% плавиковой кислот, и аналогичным раствором, модифицированным добавкой 2% борной кислоты По приведенным на рисунках данным можно сделать выводы увеличение концентрации соляной кислоты с 6 до 12% практически не увеличивает степень растворения породы, тк по истечении одинакового времени 12%-ная кислота растворяет породу больше лишь на 0,3-0,5%, введение в 12%-ный раствор соляной кислоты только 2% плавиковой увеличивает растворимость более чем в 3 раза, а добавка в этот раствор 2% борной кислоты позитивно замедляет скорость реакции и растворимость компонентов породы, предотвращая тем самым вторичное осадкообразование

Продолжительность воздействия, ч

-НС16 % -НС1 12 %

Рисунок 2 - Зависимость убыли в весе от концентрации соляной кислоты

Продолжительность воздействия, ч

— НС1 12% —НС1 12%, НР 2% —НС1 12%, ОТ 2%, борная кислота 2%

Рисунок 3 - Зависимость убыли в весе от добавки борной кислоты в составах на основе 12%-нойНС1

Фильтрационные исследования проводились для оценки эффективности базовых кислотных составов и технологии воздействия на естественные образцы пород-коллекторов, проверки эффективности модифицированных кислотных составов и уточнения оптимального соотношения ингредиентов в составах, а также для определения эффективности использования при кислотном воздействии гигроскопических (водоосушающих) агентов и отработки элементов технологии обработки ПЗП с применением модифицированных составов Образцами породы служили естественные керны продуктивных пластов Ю24 и Ю5_б Ловинского месторождения

Рентгеноструктурный анализ образцов и исследования шлифов кернов до и после кислотных воздействий выполнены совместно с Центром исследования кернов и пластовых флюидов ООО «КогалымНИПИнефть»

При моделировании процессов ОПЗ воспроизводили условия максимально близкие к пластовым температура 79±1°С, внутрипоровое давление 14 0 МПа, градиенты давления при закачках реагентов от 0 07 до 20 30 МПа/м Последняя и близкие к ней величины использованы при моделировании гидроударов в процессе закачки кислот в ПЗП (рисунки 4,5,6)

Рисунок 4 - Динамика фильтрации кислот различных концентраций (образец №10650-28, пласт Ю24)

Объем прокачанной жидкости, Упор

Рисунок 5 - Динамика давления (1) и проницаемости (2) при фильтрации кислот и буферной жидкости (модель из образцов №10291-36 и №10291-35, пласт Ю2_,)

0 40

0 30

х

О)

ш 0 20

(О

ч

I 010

0 00

нефть

ИС16% + УК 2% Гидроудары

н-

14,9

Г

ипс

Гидроу, |ары

IV]

нефть 19,5

5 10 15 20 25 30 35 Объем прокачанной жидкости, Упор

25

20

г

о

15 т-

-- 5

40

10

Рисунок 6 - Динамика давления (1) и проницаемости (2) при фильтрации кислоты и осушающей буферной жидкости (образец

№10650-22, пласт Ю24)

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

На основании анализа состояния добычи нефти на Ловинском месторождении Шаимского НГР, теории и современной отечественной и зарубежной практики эксплуатации нефтяных месторождений с труда юизвлекаемыми запасами из низкопроницаемых коллекторов, поставленные в диссертационной работе задачи решены По результатам выполненной работы сформулированы и предложены основные выводы и рекомендации по дальнейшей эксплуатации скважин и разработке месторождения в части кислотаого воздействия на ПЗП для интенсификации добьгчи нефти

1 В результате анализа апробированных методов обработки ПЗП установлена низкая эффективность кислотных обработок пород-коллекторов тюменской свиты Достигнутый прирост дебита в результате ОПЗ составил менее 2 т/сут

2 Выполнены широкомасштабные геолого-физические, петрофизические и фильтрационные исследования пород-коллекторов тюменской свиты юрских отложений, выявлены и разработаны методические предпосылки физико-химического воздействия на ПЗП и технологии, повышающие эффективность кислотных обработок и добычу нефти

3 Установлены специфические особенности вещественного состава пород-коллекторов и цемента (значения карбонатное™ в цементе достигают 15-30%, повсеместное содержание сидерита (ТеСОз)) продуктивных пластов тюменской свиты юрских отложений, определяющие процессы вторичного осадкообразования при кислотном воздействии

4 Экспериментально доказано, что многократные кислотные обработки эффективны в условиях юрских пластов Установлено, что обработка породы даже слабо концентрированными растворами соляной кислоты приводит к значительному увеличению ее проницаемости При трех-четырехразовых обработках, с увеличением концентрации кислот в каждом цикле воздействия, существенно возрастают пористость и абсолютная проницаемость породы Значительным негативным следствием при этом

является увеличение водонасыщенности породы при закачивании в нее водного раствора кислоты, и, соответственно, снижение фазовой проницаемости для нефти

5 Петрографическими исследованиями, на примере Новинского месторождения, впервые показаны вторичные изменения вещественного состава пород юрских пластов при кислотном воздействии, включая негативные последствия образования вторичных осадков в виде новообразований в поровом пространстве аморфного (гелеобразного) «техногенного цемента» На основании этих исследований, базовой кислотной обработкой для воздействия на юрские пласты тюменской свиты выбрана солянокислотная обработка с технологией, направленной на увеличение проникающей способности состава и замедления скорости реакции с породой Проведение процесса обработки должно идти в несколько этапов с удалением продуктов реакции после каждого, при этом кислотные композиции должны содержать добавки, позволяющие снизить или предупредить возможное осадкообразование, происходящее в результате реакции кислот с породами продуктивного пласта. Установлено, что использование низкоконценгрированных соляно-и глинокислогных растворов (НС1 3-6%, ОТ 0,5-2%), модифицированных добавками уксусной (1-3%) и борной кислот (0,5-2%), приводит к значительному подавлению процессов вторичного осадкообразования

6 Фильтрационными исследованиями показана эффективность комбинированной технологии воздействия в условиях юрских пластов тюменской свиты применение на первой стадии соляной кислоты пониженной концентрации, на второй стадии - более агрессивных модифицированных кислотных составов, и на заключительной - закачивание влагопоглощающей буферной жидкости В качестве последней необходимо использовать осушающие призабойную зону агенты, предпочтительно - маловязкие взаимные растворители, например, изопропиловый спирт Эффективность воздействия повышается при гидроимпульсных закачках кислот и вытесняющих буферных жидкостей

7 В промысловых условиях при ОПЗ добывающих скважин юрских пластов тюменской свиты Ловинского месторождения, а также юрских пластов вартовской и сургутской свит месторождений Когалымского НГР апробированы

- разработанные солянокислотные составы с концентрацией НС1 от 6 до 9%, и глинокислотные составы с концентрацией НС1 от 8 до 9% и НР от 0,5 до 2%, модифицированные добавкой уксусной кислоты в количестве 2-3%,

- комбинированная технология воздействия с закачкой в пласт на первой стадии указанных выше модифицированных кислотных составов и на второй стадии влагогоглощающей буферной жидкости - изопропиловош спирта,

- проведение процесса воздействия в динамическом безостановочном режиме с отработкой скважины на приток для вымывания продуктов реакции сразу по окончанию закачки реата ггов в ПЗП,

- технология воздействия указанными выше реагентами в гидроимпульсном режиме закачки

8 Практическим результатом внедрения предложенных кислотных составов и технологии воздействия на ПЗП юрских пластов является увеличение успешности работ и их эффективности, дополнительная добыча нефти в объеме 16,8 тыс тонн Апробированные модифицированные кислотные составы, влагопоглощающая буферная жидкость и технология гидроимпульсной обработки ПЗП рекомендуются к внедрению на других месторождениях Западной Сибири, эксплуатирующих пласты тюменской свиты юрских отложений

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1 Гузеев В В Влияние фильтрационной неоднородности продуктивных пластов Талинской плошади на динамику обводнения скважин / В В Гузеев, И Б Дубков, Д О Адамчук // Сб статей «Проблемы геологии и разработки нефтяных месторождений Западной Сибири» - Тюмень, СибНИИНП, 1989 - С 144-149

2 Гарипов ОМ Условия развития вторичных преобразований и их влияние на процесс разработки пласта ЮК-10 Талинской площади / ОМ Гарипов, И Б Дубков // Сб ст «Проблемы геологии и разработки нефтяных месторождений Западной Сибири» - Тюмень, СибНИИНП, 1991 -С 21-32

3 Телков АП Пространственная фильтрация и прикладные задачи разработки нефтегазокоцденсатных месторождений и нефтегазодобычи / АП Телков, СИ Грачев, ЕИ Гаврилов,ИБ Дубков,ТЛ Краснова-Тюмень,ООО«НИПИКБС-Т»,2001 -460с

4 Телков АП Особенности разработки нефтегазовых месторождений / АП Телков, С И Грачев, И Б Дубков, Т Л Краснова, С К Сохошко - Тюмень, ООО «НИПИКБС-Т», 2001 -482 с

5 Белевич Г К К вопросу оптимального объема закачки воды для поддержания пластового давления в нефтегазовые пласты / Г К Белевич, И Б Дубков, Л А Акманаева, А А Гринько, В М Ивченко // Сб статей «Основные направления научно-исследовательских работ в нефтяной промышленности Западной Сибири» - Тюмень, СибНИИНП, 2002 -С 152-157

6 Дубков И Б Новые технологии ОПЗ юрских пластов /И Б Дубков, И И Краснов // Науч -техн журнал «Интервал Передовые нефтегазовые технологии» - Самара, 2007, №12 -С 6-7

7 Дубков И Б Эффективность гидрофобных кислотных составов при ОПЗ юрских пластов Ловинскош месторождения / И Б Дубков, Ю В Земцов // «Бурение и нефть», 2008,№2 -С4445

8 Дубков И Б Влияние закачки пресной воды на продуктивность юрских коллекторов //«Бурение и нефть», 2008, №2 - С 14-16

9 Дубков И Б Анализ факторов, влияющих на эффективность методов ОПЗ пород-коллекторов тюменской свиты юрских отложений / И Б Дубков, И И Краснов, С В Минаков,К.В Ярославцев//«Бурение и нефть», 2008, №3 -С 17-19

Соискатель

И Б Дубков

Подписано в печать 22 09 2008 г Формат 60x84/16 Бумага Ballet Печать цифровая Уел изд л 1,0 Уел печ л 1,0 Тираж 100 Заказ 448

«Издательство Вектор Бук» 625004, г Тюмень, ул Володарского, 45 Отпечатано с готового набора в типографии ООО «Вектор Бук» Тел (3452) 46-54-04,46-90-03

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Дубков, Игорь Борисович

ВВЕДЕНИЕ.

1 ГЕОЛОГО-ФИЗИЧЕСКИЕ И ПЕТР ОФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОРОД-КОЛЛЕКТОРОВ ТЮМЕНСКОЙ СВИТЫ ЮРСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ ШАИМСКОГО ИГР С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ КИСЛОТНЫХ ОБРАБОТОК.

1.1 Краткое геологическое строение Ловинского нефтяного месторождения Шаимского нефтегазоносного района.

1.2 Основные геолого-физические и литолого-петрофизические характеристики продуктивных пластов тюменской свиты Ловинского месторождения.

1.3 Исследование литолого-петрофизических особенностей и ФЕС пород-коллекторов тюменской свиты Ловинского месторождения.

1.3.1 Литолого-петрофизические характеристики и особенности пласта Ю2-4.

1.3.2 Литолого-петрофизические характеристики и особенности пласта Ю5-6.

1.4 Свойства и состав нефти, газа и воды Ловинского месторождения.

1.5 Краткий анализ текущего состояния разработки месторождения

1.6 Исследование влияния закачки пресной воды на проницаемость пород-коллекторов.

1.7 Анализ эффективности применения методов интенсификации добычи нефти.

ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ 1.

2 ИССЛЕДОВАНИЕ ОСНОВНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ МОДИФИКАЦИИ КИСЛОТНЫХ СОСТАВОВ С УЧЕТОМ ОСОБЕННОСТЕЙ ПРОДУКТИВНЫХ ПЛАСТОВ ТЮМЕНСКОЙ СВИТЫ ЮРСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ ШАИМСКОГО НГР.

2.1 Механизм химического взаимодействия кислот с горными породами.

2.2 Способы увеличения проникающей способности кислотных составов в обрабатываемые продуктивные пласты.

2.3 Способы снижения скорости реакции кислоты с породой.

2.4 Методы предотвращения вторичного осадкообразования и улучшения выноса продуктов реакции из пласта.

2.5 Комплексные обработки прискважинных зон пород-коллекторов. 77 ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ 2.

3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КИСЛОТНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПОРОДЫ-КОЛЛЕКТОРЫ ТЮМЕНСКОЙ СВИТЫ.

3.1 Исследования растворяющей способности кислотных составов.

4.1.1 Растворимость пород в базовых кислотных составах.

4.1.2 Растворимость пород в модифицированных кислотных составах.

3.2 Исследования фильтрационных характеристик пород-коллекторов после обработки кислотными составами.

3.2.1 Оценка эффективности воздействия на породы базовой технологии обработки на основе глинокослоты.

3.2.2 Оценка эффективности воздействия на породы глинокослоты со сниженным содержанием плавиковой кислоты.

3.2.3 Оценка эффективности воздействия на породы соляной кислоты.

3.2.4 Оценка эффективности воздействия на породы плавиковой кислоты с вытесняющей буферной жидкостью и модифицированной глинокислотной композиции.

3.2.5 Технология двухступенчатой обработки пород-коллекторов с имитацией гидроударов.

3.2.6 Промысловые испытания модифицированных кислотных составов и технологии гидроимпульсного воздействия на породы-коллекторы

ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ 3.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Разработка и исследование эффективных технологий комплексного воздействия кислотными составами при эксплуатации залежей в юрских отложениях"

Актуальность проблемы

Эффективность разработки нефтяных месторождений во многом определяется состоянием прискважинной зоны пласта (ПЗП) добывающих и нагнетательных скважин. Эта область пласта наиболее подвержена различным физико-химическим и термодинамическим изменениям, колебаниям температур и давлений, возникающим при повышенных скоростях фильтрации многофазных систем. При этом ПЗП является той частью пласта, о которой специалисты имеют наибольшую информацию, и на которую можно наиболее эффективно воздействовать с целью улучшения её состояния. В настоящее время на месторождениях Западной Сибири для улучшения работы скважин применяются многочисленные технологии обработок прискважинных зон (ОПЗ). Однако, многие технологии, в том числе применяемые в промышленном масштабе, не отвечают всем технологическим и экономическим требованиям.

Особенно мало информации накоплено по результатам воздействий на ПЗП скважин, вскрывших низкопроницаемые, с трудноизвлекаемыми запасами, продуктивные пласты юрских отложений, характеризующихся специфическими геолого-физическими, петрофизическими и термобарическими особенностями. В то же время юрские пласты, в частности, пласты тюменской свиты, в которых сосредоточены сотни миллионов тонн геологических запасов нефти, пригодны для промышленной эксплуатации на большинстве уже обустроенных месторождений Шаимского НГР и других регионов. Следует отметить, что за последние 10 лет доля добычи нефти из юрских отложений Западной Сибири выросла более, чем в 2 раза. В связи с тем, что основные по запасам пласты меловых отложений находятся на поздних стадиях разработки, и доля трудноизвлекаемых запасов в структуре как старых, так и достаточно молодых месторождений, увеличилась, весьма актуальной задачей является интенсификация эксплуатации продуктивных пластов тюменской свиты юрских отложений.

Цель работы

Повышение производительности скважин и добычи нефти из юрских отложений месторождений Шаимского НГР созданием методической основы применения и совершенствованием методов и технологий кислотных обработок ПЗП.

Основные задачи исследований

1. Анализ эффективности апробированных методов обработки ПЗП нефтедобывающих скважин, эксплуатирующих продуктивные пласты тюменской свиты юрских отложений в Шаимском НГР.

2. Установление специфических особенностей геолого-физических, литолого-петрофизических и фильтрационно-емкостных свойств пород-коллекторов тюменской свиты применительно к решению задачи оптимизации кислотного воздействия и определения направлений совершенствования кислотных составов и технологий их применения для интенсификации добычи нефти.

3. Разработка модифицированных кислотных составов и технологий для ОПЗ, отвечающих требованиям специфических геолого-физических, литолого-петрофизических и термобарических условий пород-коллекторов тюменской свиты юрских отложений.

4. Промысловые испытания технологии ОПЗ продуктивных пластов тюменской свиты с применением модифицированных кислотных составов.

Научная новизна

1. Установлены и обоснованы факторы и критерии применения химического и физико-химического воздействия на ПЗП, влияющие на эффективность обработки сложнопостроенных низкопроницаемых коллекторов тюменской свиты юрских отложений месторождений Шаимского НГР.

2. Впервые выявлены специфические особенности вещественного состава пород-коллекторов и цемента продуктивных пластов тюменской свиты юрских отложений, определяющие процессы вторичного осадкообразования при кислотном воздействии, и решены методические задачи оптимизации кислотных обработок, и направлений совершенствования кислотных составов и технологий их применения.

3. Обоснованы и разработаны требования к компонентному составу модифицированных кислотных композиций, времени и технологии проведения обработок, наиболее полно удовлетворяющих геолого-физическим, петрофизическим, фильтрационно-емкостным и термобарическим условиям пород-коллекторов тюменской свиты юрских отложений.

Практическая ценность и реализация работы

Установленные факторы низкой эффективности кислотных обработок пород-коллекторов тюменской свиты учитываются при приготовлении кислотных композиций и осуществлении технологий обработки ПЗП. Рекомендованы модифицированные кислотные составы и технологии их применения, максимально удовлетворяющие сложным условиям юрских пластов месторождений Шаимского НГР.

Разработанные в диссертации рекомендации приняты добывающими предприятиями TILL! «Урайнефтегаз» и «Когалымнефтегаз» к практическому применению, модифицированные составы и технология динамической ОПЗ внедрены в производство. Основные положения диссертационной работы реализованы в следующих документах: «Инструкция ОПЗ юрских коллекторов высокотемпературными кислотными составами», ООО «КогалымНИПИнефть», г. Когалым, 2004 г., и СТП 02-20-05 «Гидроимпульсное репрессионно-депрессионное воздействие на призабойную зону скважин. Методические указания по применению ДКВС при химической очистке ПЗП», ООО «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь», г. Когалым, 2005 г.

Дополнительная добыча нефти составила 16,8 тысяч тонн. Экономический эффект от применения авторских разработок на месторождениях ТПП «Урайнефтегаз» и «Когалымнефтегаз» составил более 180 млн. рублей.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы докладывались на: научной конференции: «Основные направления научно-исследовательских работ в нефтяной промышленности Западной Сибири» (Тюмень, 2002); НТС ООО «КогалымНИПИнефть» (Когалым, 2005, 2006, 2007); расширенном заседании кафедры «Разработка и эксплуатация нефтяных месторождений», ТюмГНГУ, 2008.

Публикации

Основные положения диссертации изложены в 9 печатных работах, 3 из них опубликованы в изданиях, входящих в Перечень ВАК.

Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, трех разделов, основных выводов и рекомендаций. Работа изложена на 160 страницах машинописного текста, включая 25 рисунков, 8 фотографий, 23 таблицы и одно приложение.

Заключение Диссертация по теме "Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений", Дубков, Игорь Борисович

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

На основании анализа состояния добычи нефти на Ловинском месторождении Шаимского НГР, теории и современной отечественной и зарубежной практики эксплуатации нефтяных месторождений с трудноизвлекаемыми запасами из низкопроницаемых коллекторов, поставленные в диссертационной работе задачи решены. По результатам выполненной работы сформулированы и предложены основные выводы и рекомендации по дальнейшей эксплуатации скважин и разработке месторождения в части кислотного воздействия на ПЗП для интенсификации добычи нефти.

1. Выполнены широкомасштабные геолого-физические, петрофизические и фильтрационные исследования пород-коллекторов тюменской свиты юрских отложений, выявлены и разработаны методические предпосылки физико-химического воздействия на ПЗП и технологии, повышающие эффективность кислотных обработок и добычу нефти.

2. Исследованиями процесса многократных кислотных воздействий на породы-коллекторы тюменской' свиты юрских отложений установлено, что обработка ПЗП даже слабо концентрированными растворами соляной кислоты, приводит к значительному увеличению ее проницаемости. Трех-четырехразовые обработки с увеличением при каждом следующем воздействии концентрации кислот дают положительные результаты - пористость и абсолютная проницаемость породы существенно возрастают в каждом цикле воздействия, однако негативным следствием при этом является увеличение водонасыщенности породы при закачке в нее водного раствора кислоты и, соответственно, некоторое снижение фазовой проницаемости для нефти.

3. Базовой кислотной обработкой для воздействия на продуктивные пласты тюменской свиты юрских отложений должна быть солянокислотная обработка с технологией, направленной на увеличение проникающей способности состава, замедления скорости реакции с породой. Проведение процесса обработки должно идти в несколько этапов с удалением продуктов реакции после каждого, при этом кислотные композиции должны содержать добавки, позволяющие снизить или предупредить возможное осадкообразование, происходящее в результате реакции кислот с породами продуктивного пласта.

4. Необходимо отметить высокую эффективность двухступенчатой обработки ПЗП путем закачки сначала низкоконцентрированной соляной, а затем более агрессивной, модифицированной добавкми плавиковой кислоты и метода динамической непрерывной обработки, включая гидроимпульсную закачку кислоты в ПЗП при знакопеременных (репрессия-депрессия) давлениях и удаления отработанной кислоты и продуктов реакции без выдержки породы на реакции.

5. Фильтрационные исследования показали высокую эффективность комбинированной технологии воздействия: применение на первой стадии соляной кислоты пониженной концентрации, на второй стадии — более агрессивных модифицированных глинокислотных составов, и на заключительной — закачку влагопоглощающей буферной жидкости. В качестве последней необходимо использовать осушающие ПЗП агенты, предпочтительно - маловязкие взаимные растворители, например, изопропиловый спирт. Эффективность воздействия повышается при гидроимпульсных закачках кислот и вытесняющих буферных жидкостей.

6. К дальнейшим промысловым испытаниям и внедрению для обработки ПЗП добывающих нефтяных скважин, вскрывших пласты тюменской свиты юрских отложений месторождений Шаимского НГР, рекомендуются:

- солянокислотные составы с концентрацией НС1 от 3 до 12%-тов, модифицированные добавкой уксусной кислоты от 1 до 3%;

- глинокислотные составы с концентрацией НС1 от 6 до 12%-тов и HF от 0,5 до 2%, модифицированные добавкой борной кислоты от 0,5 до 2%;

- комбинированная технология воздействия с закачкой в пласт на первой стадии указанных выше модифицированных солянокислотных составов, на второй стадии - модифицированных глинокислотных композиций, и на заключительной - закачку влагопоглощающей буферной жидкости, в частности, изопропилового спирта;

- технология воздействия в динамическом безостановочном режиме с отработкой скважины на приток для вымыва продуктов реакции сразу по окончанию закачки реагентов в ПЗП;

- технология воздействия указанными выше реагентами в гидроимпульсном режиме закачки.

7. Апробированные модифицированные кислотные составы, влагопоглощающая буферная жидкость и технология гидроимпульсной обработки ПЗП рекомендуются к внедрению на других месторождениях Западной Сибири, эксплуатирующих пласты тюменской свиты юрских отложений.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Дубков, Игорь Борисович, Тюмень

1. Павлов Н.Е. Анализ разработки Ловинского месторождения // Отчет

2. НИР ООО ТФ «КогалымНИПИнефть». Тюмень, 2005.

3. Земцов Ю.В. Анализ эффективности и разработка рекомендаций по оптимизации применяемых методов ОПЗ в нефтедобывающих скважинах ТПП «Лангепаснефтегаз» // Отчет о НИР по договору №23.9.170/50-69 ООО «КогалымНИПИнефть». Тюмень 2000 г.

4. Ибрагимов Г.З., Сорокин В.А., Хисамутдинов Н.И. Химические реагенты для добычи нефти. — М.: «Недра», 1986.

5. Кристиан М., Сокол С., Константинеску А. Увеличение продуктивности и приемистости скважин: Перевод с румынского. — М.: «Недра», 1985.- 184 с.

6. Nenitescu C.D. Chimie Generala. Ed. a 11-a Bucuresti, Editura tehnica,1993, p.254.

7. Smith F.C., Hendrickson R.A. Hydrofluorie acid stimulation of sandstone reservoirs. In: SPE-J.P.T., febr. 1965.i

8. Poolen van, H.K. Mecanismul de actiune al acizilor in solutii. In: O.G.J. Sept. 25, 1967, p. 100.

9. Lund К., Pogler H.S. Me. Cune C.C. Prevederea curgerii si reactiei amestecurilor de HCI/HF in carote de gresie poroaca. In: SPF of AIMF 5646,1975.

10. Cristian, Miron s.a. Tehnologii si produsi noi sau imbunatatiti pentru stimularea sondelor si marirea productivitatii. Tema ICPPG, 8 Nc., 1975.

11. Hall B.E. A new technique for generating in situ hydrofluorie asid for deep clay damage removal. In: J.P.T., sept., 1978, p. 1220.

12. Williams B.B., Gidley L.J., Schlechter R.S. Acidizing Fundamentals. In: SPE AIME, New-York, Dallas, 1979.

13. Sanduleseu D. Chimie Fizica. Bucuresti. Ed. stiintifica si enciclopedica, 1979, p. 553.

14. Turbo Chemicals-Tarflo. Solutii de acionzare cu acid fosforie (instructiuni de utilizare). Calgary, Canada, 1980.

15. Дубков И.Б., Земцов Ю.В. Эффективность гидрофобных кислотных составов при ОПЗ юрских пластов Ловинского месторождения. // «Бурение и нефть» 2008, № 2. с.44-45.

16. Дубков И.Б. Влияние закачки пресной воды на продуктивность юрских коллекторов. // «Бурение и нефть» 2008, № 2. с. 14-16.

17. Дубков И.Б., Краснов И.И., Минаков С.В., Ярославцев К.В. Анализ факторов, влияющих на эффективность методов ОПЗ пород-коллекторов тюменской свиты юрских отложений // «Бурение и нефть» 2008, № 3. с. 17-19.

18. Дубков И.Б. и др. Технологическая схема разработки Присклонового, Губкинского и Центрально-Пурпейского месторождений Усть-Пурпейского лицензионного участка.// Отчет о НИР ООО НПФ «Бинар». — Тюмень, 2003.

19. Дубков И.Б. и др. Анализ разработки Ван-Еганского месторождения (пласты групп АВ, БВ, ЮВ).// Отчет о НИР ООО НПФ «Бинар». Тюмень, 2004.

20. Дубков И.Б. и др. Дополнение к технологической схеме разработки Известинского месторождения.// Отчет о НИР ООО НПФ «Бинар». — Тюмень, 2007.

21. Дубков И.Б. и др. Авторский надзор за реализацией проектного документа «Проект пробной эксплуатации Восточно-Известинского месторождения».// Отчет о НИР ООО НЦ «Нефтепроект». Тюмень, 2007.

22. Дубков И.Б. и др. Технологическая схема разработки Южно-Тарасовского месторождения.// Отчет о НИР ООО НПФ «Бинар». — Тюмень, 2006.

23. Дубков И.Б. и др. Авторский надзор за разработкой Ван-Еганского месторождения.// Отчет о НИР ООО НПФ «Бинар». — Тюмень, 2007.

24. Соколов С.В., Киприянов А.А. и др. Технологическая схема разработки Песчаного месторождения// ООО «НПО СибТехНефть», г. Тюмень, 2007, 408с.

25. Абдулин Ф.С. Повышение производительности скважин. — М.: Недра, 1975.-262 с.

26. Ягафаров А.К., Курамшин P.M., Демичев С.С. Интенсификация притоков нефти из скважин на месторождениях Западной Сибири. Тюмень, «Слово», 2000.-224с.

27. Телков А.П., Грачев С.И., Гаврилов Е.И., Дубков И.Б., Краснова Т.Д. Про-странственная фильтрация и прикладные задачи разработки нефтегазоконденсатных месторождений и нефтегазодобычи. — Тюмень, ООО НИПИКБС-Т, 2001. 460 с.

28. Телков А.П., Грачев С.И., Дубков И.Б., Краснова T.JL, Сохошко С.К. Особенности разработки нефтегазовых месторождений. Тюмень, ООО НИПИКБС-Т, 2001. - 482 с.

29. Кагарманов И.И, Дмитриев А.Ю. Ремонт нефтяных и газовых скважин. Томск, ТПУ, 2007. - 323 с.

30. Паникаровский В.В., Паникаровский Е.В., Клещенко И.И., Петрофизические исследования пород-коллекторов с целью повышения продуктивности скважин. — М.: ИРЦ Газпром, 2006. — 100 с.

31. Паникаровский В.В., Сокошко С.К., Романов В.К., Клещенко И.И., Гейхман М.Г., Кислотная обработка скважин с помощью колтюбинговой установки. М.: ИРЦ Газпром, 2003. - 43 с.

32. Горбунов А.Т. «Литолого-петрофизическое обоснование технологий интенсификаций добычи нефти из низкопроницаемых коллекторов месторождений АО «ЛУКОЙЛ Лангепаснефтегаз». // Отчет о НИР, Институт углеводородов и окружающей среды при РАЕН, М., 1998.

33. Коробов А.Д., Калинин В.Ф. и др. Вторичные изменения терригенных коллекторов в процессе эксплуатации нефтяных и газовых месторождений (на примере Западной Сибири). — Самара: Изд-во Самарского Государственного Университета, 2002. 172 с.

34. Harri О., Leod Jr. Matrix acidizing. "J. of Petrol. Technol.", 1984, XII, vol. 36, № 13, pp. 2055-2069. // Перевод статьи в «Экспресс-информации» серии «Бурение», 1985 г., № 19, С. 8-11.

35. Пат. РФ № 2023143. Кл. Е 21 В 43/22, 43/27. Опубл. 15.11.94.

36. Авт. св. СССР № 1571224. Кл. Е 21 В 43/27. Опубл. 15.06.90.

37. Авт. св. СССР № 1758218. Кл. Е 21 В 43/27. Опубл. 30.08.92.

38. Авт. св. СССР № 1682543. Кл. Е 21 В 43/27. Опубл. 07.10.91.

39. Пат США № 4696752. МКИ Е 21 В 43/27. Опубл.29.09.89.

40. Пат США № 4919827. МКИ Е 21 В 43/27. 0публ.24.04.90.

41. Пат. РФ № 1834460. Кл. Е 21 В 43/27. Опубл. 07.08.93.

42. Пат. РФ № 1834459. Кл. Е 21 В 43/27. Опубл. 07.08.93.

43. Пат. РФ № 2186962 Е21В 43/27. Опубл. 2002 г.

44. Пат. РФ № 2187634 Е21В 43/27. Опубл. 2002 г.

45. Пат. РФ № 2191260 Е21В 43/27. Опубл. 2002 г.

46. Сергиенко В.Н., Земцов Ю.В. Вопросы интенсификации притока нефти в юрских коллекторах // Сб. докладов V научно-произв. конференции «Состояние и перспективы работ по повышению нефтеотдачи пластов». — Самара, ОАО «Ойл Технолоджи Оверсис», 2002 г.

47. Сергиенко В.Н., Земцов Ю.В. и др. Использование взаимных растворителей при обработке призабойной зоны скважин юрских пластов. // Известия вузов «Нефть и газ», № 3, 2002 г. г. Тюмень, ТГНГУ.

48. Сергиенко В.Н. и др. Репрессионно-депрессионная технология реагентной обработки ПЗП // Науч.-техн. журнал «Интервал. Передовые нефтегазовые технологии»-Самара, № 8, 2007, С. 57-59.

49. Авт. св. СССР № 1459308. Кл. Е 21 В 43/27. Опубл. 10.04.89.

50. Авт. св. СССР № 1166543. Кл. Е 21 В 43/27. Опубл. 21.10.84.

51. Авт. св. СССР № 1505959. Кл. Е 21 В 43/27. Опубл. 07.09. 89.

52. Авт. св. СССР № 1160775. Кл. Е 21 В 43/27. Приор, от 12.03.84.

53. Авт. св. СССР № 1166543. Кл. Е 21 В 43/27. Приор, от 12.03.84.

54. Пат. США №3962101. Кл. 252-8.55С.Опубл.08.06.76.

55. Пат. РФ № 2061860. Кл. Е 21 В 43/27. Опубл. 10.06.96.

56. Есипенко А.И., Петров Н.А., Калашнев В.В. Комплексный подход к решению проблем кислотных обработок на месторождениях Западной Сибири. // «Нефтепромысловое дело», № 7, 1995, С.28-32.

57. Есипенко А.И., Калашнев В.В., Петров Н.А., Ветланд M.JI. Промысловые испытания комплексной технологии кислотных воздействий на месторождениях АО «Ноябрьскнефтегаз». // «Нефтепромысловое дело», № 5, 1996, С.12-15.

58. Клещенко И.И. Комплексное воздействие на прискважинную зону низкопроницаемых коллекторов. // ЭИ «Нефтепромысловое дело», 1997, № 10, С. 18-19.

59. Горбунов А.Т., Широков В.А., Крянев Д.Ю. Применение катионоактивных ПАВ для повышения продуктивности скважин. // «Нефтяное хозяйство», 1992, №9, С.20-22.

60. Глущенко В.Н. К вопросу обработки призабойных зон скважин катионными ПАВ. // «Нефтяная и газовая промышленность», № 1, 1995, С. 50-53.

61. Пат. РФ № 2039237. Кл. Е 21 В 43/27. Опубл. 09.07.95.

62. Пат. РФ № 2047756. Кл. Е 21 В 43/27. Опубл. 10.11.95.

63. Логинов Б.Г. и др. Руководство по кислотным обработкам скважин, М., «Недра», 1966.

64. Пат. РФ № 2013530. Кл. Е 21 В 43/27. Опубл. 30.05.94.

65. Даровских С.В. «Обобщить опыт применения кислотных обработок ПЗП на месторождениях Главтюменнефтегаза и определить область их применения». // Отчет о НИР. СибНИИНП, г.Тюмень. 1986.

66. Стрелко В.В. Механизм полимеризации кремневых кислот. // «Коллоидный журнал», № 3, 1970, С. 32.

67. Фролов Ю.Г., Шабанов Н.А., Попов В.В. Влияние температуры и рН на поликонденсацию кремниевой кислоты в водной среде. // «Коллоидный журнал», 1983, том XLV, вып. 1, С. 179-182.

68. Пат. РФ№ 2095559. Кл. Е 21 В 43/27. Опубл. 10.11.97.

69. Земцов Ю.В. и др. Разработка технологии реагентно-ударного воздействия на призабойную зону пласта добывающих скважин // Труды 12-го Европейского симпозиума «Повышение нефтеотдачи пластов. Освоение трудноизвлекаемых запасов нефти». — г. Казань, 2003 г.

70. Сергиенко В.Н., Земцов Ю.В., Газаров А.Г. Технология ОПЗ низкопроницаемых коллекторов устройством гидроимпульсно-виброструйного воздействия. // Науч-техн. журнал «Интервал. Передовые нефтегазовые технологии» — Самара,, № 6, 2005, С. 19-23.

71. Афанасьев В.А., Захаров В.А. и др. Освоение и повышение продуктивности скважин Западной Сибири высокими многократными депрессиями. // Обзорная информация, серия «Нефтепромысловое дело», — М.: ВНИИОЭНГ. 1987. - 49 с.

72. Хоминец З.Д., Печеркин М.Ф., Веремко Н.А. Результаты и перспективы применения компоновки ЭМПИ-УГИС при ремонте и освоении скважин. // «Нефтяное хозяйство», 2004, № 6. С. 32-35.

73. Пат. РФ № 2070287. Кл. Е 21 В 43/27. Опубл. 10.12.96.

74. Пат. РФ№ 2095558. Кл. Е 21 В 43/25. Опубл. 10.11.97.

75. Пат. РФ № 2135755. Кл. Е 21 В 43/22. Опубл. 27.08.99.

76. Пат. РФ № 1327594. Кл. Е 21 В 43/25. 0публ.20.03.95.

77. Тульбович Б.И. Коллекторские свойства и химия поверхности продуктивных пород — г. Пермь, Пермское книжное издательство, 1975.

78. Добрынин В.М., Вендельштейн Б.Ю., Кожевников Д.А. Петрофизика. // Учебник для вузов М.: «Недра», 1991.

79. Глущенко В.Н. К вопросу обработки призабойных зон скважин катионными ПАВ // РНТС «Нефтяная и газовая промышленность», 1995, № 1, С.50-53.

80. Фахретдинов Р.Н., Земцов Ю.В., Новоселова Т.С., Сергиенко В.Н. Гидрофобизация призабойной зоны гидрофильных коллекторов. // «Нефтяное хозяйство», № 4,1999, С. 29-30.

81. Носов В.Н., Зайцев Г.С. Интенсификация притока нефти акустическим воздействием на продуктивные пласты. // ЭИ «Нефтепромысловое дело», серия «Отечественный опыт», 1987, № 5, С.3-8.

82. Хоминец З.Д., Печеркин М.Ф., Веремко Н.А. Результаты и перспективы применения компоновки ЭМПИ-УГИС при ремонте и освоении скважин. // «Нефтяное хозяйство», 2004, № 6, С.32-35.

83. Симкин Э.М. Волновые и вибросейсмические методы воздействия на нефтяные пласты // Обзорная информация, серия «Нефтепромысловое дело», — М. ВНИИОЭНГ. - 1989. - 34 с.

84. Афанасьев В.А., Захаров В.А., Овчинников В.И., Сашнев И.А. Освоение и повышение продуктивности скважин Западной Сибири высокими многократными депрессиями. // Обзорная информация, серия «Нефтепромысловое дело», М. - ВНИИОЭНГ. - 1987. - 49 с.

85. Мамедов P.M. Повышение производительности скважин гидроипульсным воздействием на призабойную зону // Азербайджанское нефтяное хозяйство. 1991. - № 3. - С.37-40.

86. Сергиенко В.Н., Земцов Ю.В., Газаров А.Г., Павлов Е.Г. Технология ОПЗ низкопроницаемых коллекторов гидроимпульсно-виброструйного воздействия // Науч.-техн. журнал «Интервал. Передовые нефтегазовые технологии» -Самара, 2005, № 6, С. 19-23.

87. Сергиенко В.Н., Земцов Ю.В. и др. Репрессионно-депрессионная технология реагентной обработки ПЗП // Науч.-техн. журнал «Интервал. Передовые нефтегазовые технологии»—Самара, 2007 — № 8.

88. Дубков ИБ., Краснов ИИ Новые технологии ОПЗ юрских пластов. // Науч.-техн. журнал «Интервал. Передовые нефтегазовые технологии» — Самара, 2007, № 12. — С.6-7.