Разработка и совершенствование осадкогелеобразующих технологий увеличения нефтеотдачи пластов

Шувалов, Анатолий Васильевич

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Разработка и совершенствование осадкогелеобразующих технологий увеличения нефтеотдачи пластов
ВАК РФ 25.00.17, Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений

Автореферат диссертации по теме "Разработка и совершенствование осадкогелеобразующих технологий увеличения нефтеотдачи пластов"

На правах рукописи

ШУВАЛОВ АНАТОЛИИ ВАСИЛЬЕВИЧ

РАЗРАБОТКА И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ОСАДКОГЕЛЕОБРАЗУЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ УВЕЛИЧЕНИЯ НЕФТЕОТДАЧИ ПЛАСТОВ

Специальность 25.00.17 Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Уфа-2005

Работа выполнена в Обществе с ограниченной ответственностью «Нефтегазодобывающее управление Уфанефть» ОАО «АНК Башнефть»

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Уметбаев В иль Гайсович

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Алмаев Рафаиль Хатмуллович

кандидат технических наук Шарафутдинов Ирек Гафурович

Ведущая организация: Уфимский государственный нефтяной технический университет

Защита состоится "23" июня 2005 г в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 520 020 01 при открытом акционерном обществе научно-производственная фирма (ОАО НПФ) «Геофизика» по адресу: 450005, Республика Башкортостан, г.Уфа, ул. 8-е Марта, 12.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОАО НПФ «Геофизика».

Автореферат разослан 21 мая 2005 г. Ученый секретарь

диссертациошюго совета ^ -■ Д А. Хисаева

1ЙВь-Ч ИбЧОЪЧ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В последнее десятилетие сырьевая база нефтедобывающей отрасли России пополняется в основном трудноизвлекае-мыми залежами. Поэтому наблюдается тенденция выборочной интенсификации добычи нефти из активных, относительно легких для извлечения запасов. Это, в свою очередь, приводит к предельному или близко к нему обводнению основных высокопродуктивных пластов повышенной проницаемости и уменьшению коэффициента извлечения нефти (КИН)

Указанные условия в разной степени присутствуют и при разработке месторождений республики Башкортостан, в том числе Арланского, Сергеевского, Бузовьязовского и Волковского. Сложность геологического строения продуктивных пластов, повышенная и высокая вязкость пластовой нефти, значительное содержание АСПО на указанных месторождениях обеспечивают невысокие КИН (0,38-0,45 доли ед.) при применении традиционных методов заводнения. Причем надо отметить, что традиционные технологии заводнения сопровождаются значительным отбором попутной воды и ведут к росту энергетических затрат Широкое внедрение водоограничивающих технологий сдерживалось отсутствием достаточно эффективных и доступных по экономическим соображениям химреагентов, что не позволяло постоянно совершенствовать потокооткло-няющие и водоограничивающие технологии. Поэтому исследования по повышению эффективности заводнения на поздних и завершающих стадиях разработки месторождений путем разработки и широкой реализации осадкогелеобразующих технологий увеличения нефтеотдачи продуктивных пластов являются востребованными практикой и актуальными.

Цель работы. Разработка и совершенствование осадкогелеобразующих технологий увеличения нефтеотдачи пластов путем удешевления и повышения эффективности композиций химических реагентов. Основные задачи исследований.

1. Анализ особенностей геологического строения и состояния разработки Арланского, Сергеевского, Вожовскогс рождений и постановка задачи исследования.

аУ есто-БИБЛИОТЕКА I

>■ I 11М<

2. Изучение эффективности применяемых осадкогелеобразующих технологий увеличения нефтеотдачи и обоснование создания более дешевых составов для реализации их в методах увеличения нефтеотдачи (МУН).

3. Лабораторные исследования физико-химических и фильтрационных характеристик композиций на основе гидроксохлористого алюминия, лигносульфонатов и маточных растворов цеолитов, разработка и совершенствование на их основе технологий увеличения нефтеотдачи и ограничения отбора воды в продукции скважин.

4. Испытание и внедрение усовершенствованных и разработанных технологий МУН в терригенных и карбонатных коллекторах на месторождениях республики Башкортостан.

Методы исследований.

1. Геолого-промысловый анализ

2. Лабораторные исследования

3. Гидродинамические и геофизические исследования

4. Использование методов математической обработки состояния вы-работанносги пласта.

Научная новизна работы.

1. Исследован в лабораторных условиях и установлен механизм осадкогелеобразования при совместном взаимодействии отдельных составов более дешевых исходных реагентов для увеличения нефтеотдачи пластов:

гидроксохлористого алюминия (ГХА) в смеси с карбонатными составляющими (СаС03) за счет повышения рН среды до значений более 4,0 при определенных концентрациях алюминия и гидроксид ионов в смеси;

смеси гидроксохлористого алюминия и лигносульфонатов (ЛГС) за счет непосредственного участия ЛГС в образовании гелей и осадков, способствующего увеличению объемов последних по сравнению с объемом, образующимся при механизме сшивки полимеров ионами многовалентных металлов;

- маточных растворов цеолитов (МРЦ) и хлористого алюминия, со-

провождающегося процессом гидролизации последнего с образованием сильной соляной кислоты, протекающего с процессом гелеобразования МРЦ под воздействием кремнефтористоводородной и соляной кислот

2. Разработаны технологии увеличения нефтеотдачи пластов и уменьшения объемов попутно добываемой воды на основе новых более дешевых осадкогелеобразующих химических реагентов, отличающихся высоким эффектом закупоривания высокопроницаемых промытых про-пластков, возможностью применения в карбонатных и терригенных пластах и меньшей дефицитностью в сравнении с известными технологиями (патенты РФ 216083, 2224879, 2250369)

3. Разработана технология увеличения нефтеотдачи карбонатного пласта, заключающаяся в комплексировании циклической закачки воды в системе заводнения и ограничении проводимости промытых пропластков (трещин) путем повышения фильтруемости нагнетаемого агента.

Основные защищаемые положения.

1. Обоснование необходимости разработки и совершенствования технологий увеличения нефтеотдачи и уменьшения объемов попутно добываемой воды на основе геолого-промыслового анализа состояния разработки месторождений.

2. Методические основы и результаты лабораторных исследований по обоснованию составов композиций реагентов для использования в технологиях увеличения нефтеотдачи пластов в зависимости от их геолого-физических характеристик.

3. Результаты внедрения новых технологий увеличения нефтеотдачи пластов и уменьшения объемов попутно добываемой воды с использованием гвдроксохлористого алюминия, лигносульфонатов и маточных растворов цеолитов.

4. Новая комплексная технология увеличения нефтеотдачи пластов.

Практическая значимость и реализация результатов работы.

и обеспечившие дополнительную добычу нефти в количестве 151 тыст и уменьшение добычи попутной воды в количестве 2313,75 тыст в период 1994—2004г г

Экономический эффект за последний год внедрения диссертационных исследований составляет 19054,0 тысруб

Разработана и введена в действие временная инструкция «Технология по ограничению водопритока и выравниванию профиля приемистости пласта на основе растворов маточных МР-Х. МР-У для месторождений ОАО АНК «Башнефть»(Уфа, 2005 г).

Апробация работы Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на международной конференции «Новые технологии для нефтяной промышленности» (г Уфа. 2003 г); на технических советах НГДУ и АНК «Багннефть, школе-семинаре главных инженеров на тему «Закачка гелеобразующих технологий на Сергеевском месторождении» (г Уфа, 2004 г): XVI межотраслевой НПК НПО «Бурение» по «Проблемам строительства и ремонта скважин» (г.Анапа, 2004 г); научно-практической конференции «60 лет девонской нефти» (г Октябрьский, 2004 г)

Публикации По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ, в том числе получено 5 патентов РФ В них автору принадлежит постановка задач, методические вопросы их решения, анализ, обобщение и испытание разработанных рекомендаций на объектах

Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и списка использованных источников Содержит 156 страниц машинописного текста, 68 рисунков, 37 таблиц, 99 библиографических ссылок

Работа выполнена под руководством доктора технических наук, профессора Уметбаева В Г, которому автор выражает глубокую благодарность Искреннюю признательность за постоянную помощь, поддержку и консультации автор выражает сотрудникам ООО «ИПЦ Интех» Ема-летдиновой Л Д. Камалетдиновой Р М . Базекиной Л В , кандидату технических наук Галлямову И М, а также сотрудникам ООО «НГДУ Уфа-нефть».

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, представлены цель и задачи исследований, научная новизна, основные защищаемые положения и практическая значимость работы.

В первой главе приведены характеристики разрабатываемых нефтяных месторождений республики Башкортостан, в результате анализа состояния выработанности запасов нефти и геолого-физических характеристик определены критерии выбора объектов для увеличения нефтеотдачи пластов и выбора нефтевытесняющих составов в соответствии с кол-лекгорскими характеристиками пласта.

Так, на Арланском месторождении наибольшей и по размерам (около 45%), и по запасам (35,24%) является Ново-Хазинская площадь. На ней в терригенной толще нижнего карбона (ТТНК) выделяются пласты CI, CII, CIII, CIV, CV, CVI0 и CVI. Наибольшей толщиной, запасами нефти и лучшими коллекторскими свойствами обладают пласты CII и CVI. Они по существу являются двумя самостоятельными объектами разработки. Остальные пласты маломощные, отличаются худшими коллекторскими свойствами и меньшими запасами нефти. На площади развиты не только песчаные коллекторы, но и плотные алевролитовые породы - аналоги продуктивных пластов. Последние отделены друг от друга непроницаемыми прослоями аргиллитов, хорошо прослеживаемых по площади всего месторождения

Особенностями строения залежей нефти ТТНК являются' наличие мощной толщины песчаников, высокие расчлененность разреза и неоднородность пластов по разрезу и площади, неравномерность развития промежуточных пластов песчаников и резкие изменения толщины основных песчаных пластов CII и CVI, в которых по данным гидродинамических исследований (ГДИС) и ГИС выделяются обобщенные объекты, разделенные на низко и высокопроницаемые пропластки

Совместная эксплуатация пластов ТТНК Ново-Хазинской площади Арланского нефтяного месторождения различной проницаемости и высокой степени неоднородности, повышенная вязкость нефти являются определяющими факторами первоочередного обводнения наиболее проницае-

мых пластов и пропластков. Неравномерная выработка пластов при общей высокой их обводненности (более 90 %) обосновывает необходимость разработки и широкого внедрения технологий ограничения отбора воды и увеличения нефтеотдачи

Сергеевское месторождение открыто в 1961 г. в центральной части РБ Месторождение многопластовое, в геологическом отношении является сложным, по запасам нефти - крупным Промышленная нефтеносность установлена в песчаниках терригснной толщи нижнего карбона (пласты СУ11 и СУ12 бобриковского горизонта) и девона (пласты Дкн, Д1, ДН, Д1У), а также в карбонатных отложениях турнейского яруса (пласты СТ1, СТ2, СТ4 и СТ5) и аскьшско-мендымского (Даск-мдм) горизонта

Разработка залежей нефти в терригснных и карбонатных отложениях осуществляется с поддержанием пластового давления путем закачки воды Водоносные пласты, встречаются по всему вскрытому разрезу. Минерализация вод среднего и верхнего девона, нижнего карбона 238-301 г/л, воды - хлоркальциевого типа.

По состоянию на 01.01.05 г. накопленная добыча нефти - 20214 тыс.т, текущий КИН - 0,45; обводненность - 80,3 %, в том числе по терри-генному девону - 18893 тыс.т; 0,47; 82 % соответственно.

Аналогичную характеристику имеют Волковское, Бузовьязовское месторождения, принятые в качестве объектов исследования Анализ состояния выработки Арланского, Сергеевского, Бузовьязовского и Волков-ского месторождений показал, что при высокой неоднородности коллекторов, по разрезу вскрытых единой сеткой, степень выработанности высокопроницаемой части пласта составляет 70-86 %, а по низкопроницаемой -12-18 % Таким образом установлено, что текущая обводненность продукции скважин по указанным месторождениям на отдельных выработанных участках колеблется от 82 до 94%.

На основании вышеизложенного в качестве оценки состояния выработанности пласта может служить анализ и наличие остаточных запасов общих и разделенных на высокопроницаемую и низкопроницаемые частей пласта Более целесообразно пользоваться удельными запасами, отнесенными к единице мощности

енизк — ост •

высок

(2)

енизк /~1вЫСОК

ост ' & ост ' остаточные запасы в низко и высокопроницаемои зонах, тыс.т

к/, /г2 - мощность низко и высокопроницаемой зон, м

— К.

Сопоставление их приводят как отношение К/ к К2 или К =-. При

Кг

выборе конкретных технологий необходимо дополнительно использовать кривые относительных фазовых проницаемостей (ОФП), определенные для каждого объекта разработки в лабораторных условиях или по данным истории разработки Указанные показатели являются определяющими параметрами для выбора участков под увеличение нефтеотдачи пластов и выбору нефтевытссняющих составов в соответствии с коллекторскими характеристиками пласта.

Вторая глава диссертации посвящена краткому анализу известных осадкогелеобразующих технологий увеличения нефтеотдачи пластов на основе работ РХ.Алмасва. АШГазизова. Ш С Гарифуллина, А Т.Горбунова, Ю.В.Зешмана, Г.З.Ибрагимова, РХ Муслимова, М.К.Рогачева, ЕН Сафонова, АГТелина. МА Токарева, Р Н.Фахретдинова, Н И Хисамутдинова, И А.Швецова, и других Указанные технологии относятся к физико-химическим методам воздействия на обводненные продуктивные пласты и направлены в основном на увеличение коэффициента охвата пласта заводнением путем ограничения движения воды по высокопроницаемым обводненным пропласткам за счет создания в них фильтрационного сопротивления.

Одна из таких технологий реализуется путем применения гелеобра-зующих систем (ГОС) на основе полиакриламида (ПАА) Основным не-

достатком последнего является зависимость от минерализации пластовой воды Известно также применение ГОС на основе неорганических химических реагентов Перспективность их использования связана с технологичностью приготовления раствора и закачки в пласт, высокой прочностью и стабильностью во времени образующегося геля, способностью разрушаться под действием щелочного реагента, устойчивостью по отношению к минерализованной воде и температуре. Описываются также составы, содержащие жидкое стекло и щелочной реагент Их готовят путем смешения углещелочного реагента (УЩР), жидкого стекла и пресной воды Взаимодействие силиката натрия с УЩР приводит к формированию силикатно-гуматных комплексов При смешении с минерализованной водой происходит коагуляция силикатно-гуматных комплексов, далее образование гелей и гелеобразных составов, которые снижают проницаемость обводненных пропластков Недостатком данного ГОС является малая глубина проникновения в пласт

К неорганическим же ГОС относится композиция на основе водорастворимого силиката натрия (Ка25Ю3) и активатора, то есть любой водорастворимой органической и неорганической кислоты В промысловой практике, в основном, в качестве активатора используется соляная кислота. Недостаточная прочность геля может быть повышена путем добавки полимеров и бентонитовой глины или древесных опилок

Преимуществом ГОС на основе силикатов натрия является возможность регулирования времени гелеобразования и прочности геля В то же время силикат натрия остается дефицитным и дорогим реагентом

Наиболее сложными по составу гелеобразующими реагентами являются алюмосиликаты (АС) Исследование природных АС было начато под руководством профессора Р Н Фахретдинова. Далее химизм процесса гелеобразования и фильтрационные характеристики композиций изучались В.Н Хлебниковым Установлено снижение способности АС к геле-образованито с увеличением содержания в их составе оксида кальция, что. в свою очередь, снижает растворимость АС в кислотах Последнее ограничивает промысловое применение природных АС (нефелина) и других кальцийсодержахцих АС в качестве гелеобразующих композиций

В то же время известна хорошая растворимость в кислотах синтетических АС - цеолитов марки №А, выпускаемых Ишимбайским катализатор ным заводом Свойства гелей на основе цеолитов исследовались проф Ф А. Селимовым, а А А Рамазановой с соавторами предложен ГОС для технологии увеличения добычи нефти. Существенным недостатком гелеобразующих композиций на основе цеолитов является их высокая стоимость.

На месторождениях АНК «Башнефть» достаточно широкое применение нашли многокомпонентные композиции осадкогелеобразующих реагентов (КОГОР) В их состав входят жидкое стекло, щелочь, глинистый порошок, гивпан и другие компоненты. Как видно, многокомпо-нентность усложняет технологию приготовления данной композиции.

В результате подробного анализа технологии увеличения нефтеотдачи пластов с применением органических ГОС установлены недостатки, связанные с деструкцией гелей в определенных геолого-физических условиях Технологии на основе неорганических гелеобразующих реагентов характеризуются недостаточным обеспечением глубины проникновения в пласт, дефицитностью и высокой стоимостью отдельных компонентов.

Технологии увеличения нефтеотдачи на основе природных алюмосиликатов - нефелинов не находят широкого применения из-за низкой растворимости их в кислотах. В то же время перспективными могли бы быть синтетические цеолиты, однако они обладают высокой стоимостью

Отмечено, что одним из путей совершенствования технологий увеличения нефтеотдачи пластов и ограничения отбора воды является улучшение изолирующих свойств осадкогелеобразующих технологий в зависимости от конкретных геолого - физических характеристик продуктивных пластов девона и карбона, удешевление стоимости и исключение дефицитности химических реагентов.

В 1ре1ьей (лаве представлены результаты лабораторных исследований осадкогелеобразующих композиций и разработанных на их основе технологий увеличения нефтеотдачи пластов и ограничения отбора воды. В качестве критериев определения эффективности исследуемых композиций были приняты время осадкообразования и гелеобразования, коэффи-

циент гелеобразования. численно равный отношению гелеобразующего состава к общему объему, и коэффициент осадкообразования Кроме того, исследовалось время устойчивости геля и его вязкостные характеристики Коэффициент гелеобразования имел пределы 0<КГ<1, то есть больше нуля но намного меньше 1 В первую очередь исследовались возможности гидроксохлористого алюминия (ГХА), представляющего собой отход производства химической промышленности, получаемый в процессе ал-килирования бензола пропиленом путем отмывки реакционной массы от отработанного катализаторного комплекса растворами хлористого аммония ГХА представляет собой жидкость с массовой концентрацией основного вещества в пересчете на А1С13 200-300 г/дм3. рН = 0,8-2.0 Потенциал его производства около 2 тыс т в год, низкая стоимость и температура замерзания (- 40°С) и др позволили остановиться на ГХА как на наиболее перспективном осадкообразователе. Исследования проводились для условий карбонатных и карбонизированных коллекторов нефти, в которых содержание карбонатного материата (солей угольной кислоты) составляет 3 - 100% В этом случае технологический процесс прост и заключается в закачке в пласт только одного ГХА с последующей выдержкой на реакцию Для условий терригенных коллекторов исследовался процесс осад-когелеобразования при смешении солей алюминия с щелочными растворами

Поскольку пластовые воды месторождений республики Башкортостан содержат соли угольной кислоты в количестве 80 - 200 мг/л, а в закачиваемых на некоторых месторождениях промышленных стоках (дистил-лерная жидкость) суммарная концентрация карбонатов и бикарбонатов достигает 400 мг/л, изучалась возможность осадкообразования при смешении ГХА с указанными типами вод Было установлено, что осадкообразование наблюдается лишь при смешении ГХА и дистиллерной жидкости и только в пределах отношения количеств А1203/соли угольной кислоты 0 17-0,38 объемных долей Максимальное количество этого осадка составляет только 7 % объема смеси вод Поэтому исследования были продолжены без введения в ГХА дополнительных реагентов, а лишь при контакте его с породой Процесс изучался на мраморных пластинах Пер-

воначально происходит растворение карбонатов в ГХА с выделением углекислого газа По мере протекания химической реакции повышается рН среды и при его значен™ более 4,0 может наблюдаться осадко-гелеобразование при определенных концентрациях алюминия и гидро-ксид-ионов в смеси. В результате было установлено следующее: с уменьшением диаметра каналов пористой среды индукционный период гелеоб-разования снижается при постоянной исходной концентрации алюмохло-рида При постоянном же объеме ГХА на единицу поверхности карбонатной породы или для одних и тех же диаметров пор разбавление ГХА увеличивает индукционный период. Было также установлено, что максимальное количество осадка образуется при добавлении в ГХА 15 %-го (мае.) раствора соляной кислоты в количестве 33% об В зависимости от типа, концентрации реагентов, их компонентного соотношения и времени взаимодействия объемное содержание осадка возрастает от 0 до 100 %

Также описаны результаты исследования взаимодействия композиции на основе ГХА (КХА) с образцами кернов терригенных коллекторов. Полученные данные показали значительное возрастание индукционного периода гелеобразования КХА. Оценку коррозионной активности ГХА производили по общепринятой методике с использованием пластин из отрезка НКТ (сталь Д) и ГХА с содержанием основного вещества 20,6 % и разбавленного водой до 16% при температуре 20°С Было показано, что скорость коррозии пластин при этом снижается на 23,4 %. Сравнительная серия опытов с содержанием в ГХА 20,6% основного вещества в диапазоне времени испытания от 2 до 24 ч показала, что по сравнению с соляной кислотой коррозионная активность ГХА ниже в 72-77 раз.

Результаты лабораторных исследований подтвердили возможность применения ГХА в качестве осадко-гслеобразующего реагента для снижения проницаемости водопроводящих каналов.

Для дальнейшего повышения эффективности технологий на основе растворов солей алюминия предложен способ, сущность которого заключается в следующем. При смешении оторочек растворов солей алюминия (хлорид, сульфат, или нитрат или алюминийсодержащие водные растворы - отходы производства) и щелочи в высокопроницаемых обводненных

пропластках и зонах пласта происходит образование гелей и гелеобразных осадков, снижающих их проницаемость Введение же в данный состав растворов лигносульфонатов (Л ГС) позволяет значительно увеличить объем гелей и осадков в области избытка солей алюминия (кислотной области), так как ЛГС вступают в реакцию с основными солями алюминия с образованием гелей и осадков Следовательно, механизм взаимодействия ЯГС с солями алюминия отличается от механизма сшивки полимеров ионами поливалентных металлов. В данном случае происходит не сшивка молекул ЛГС, а непосредственное участие ЛГС в образовании гелей и осадков

Исследованиями также показано, что совместное действие ЛГС и рассола (минерализованная вода или хлорид кальция) увеличивает объем и плотность образующих гелей и гелеобразных осадков, а это приводит к повышению эффективности воздействия на неоднородные обводненные пласты.

Сравнительное исследование гелеобразования с использованием композиции ГХА + ЛГС и ГХА + ПАА показало, что в первом случае объем тампонажной массы увеличивается в 1.1-4] раза, расширяется область соотношений растворов примерно в 2 раза По мере увеличения концентрации ЛГС (коэффициент гелеобразования) в системе наблюдается увеличение объема гелей и осадков В то же время при концентрации ЛГС (в пересчете на сухое вещество), равной 2,5 % и выше, процесс гелеобразования перестает заметно зависеть от этого параметра (рисунок 1)

ЛГС хорошо растворяется в щелочах и растворах ГХА В связи с этим было проведено сравнительное исследование осадкогелеобразова-ния в системах ГХА + ЛГС + №ОН и (ГХА + рассол) + (Гч'лОН 4 ЛГС) Полученные данные показывают, что этот процесс практически одинаков в обеих системах

Фильтрационные исследования композицией ГХА + ЫаОН + ЛГС и ГХА + КаОН + ПАА с использованием общепринятых методик покачало, что при применении первой композиции проницаемость пористой среды снижается в 2 0-2.5 раза по сравнению со второй

Объемнаядоля в смеси щелочиогораствор9%

70 60 ">0 40 30

$ К\

йе ' Ь! /1 1 \\ \ V

/ / 5 \ Л 4

Е / > ! !

/< \ ! 1

п ! / \ \

/У г

^.. — Н 5—

20 30 АО 50 60 70

Обитая доля в смеси раствора сот алюммия. %

Рисунок 1 - Влияние концентрации ЛГС на геле- и осадкообразование

По результатам лабораторных исследований для практического применения рекомендован следующий состав композиции' ГХА - 30 % объемных товарной формы + 70 % объемных минерализованной воды, МаОН - 6 %, ЛГС - 6 %в пересчете на сухое вещество и пресная вода остальное

Исследовались также жидкие отходы цеолитов марок ИаХ и МаУ в качестве неорганических гелеобразующих реагентов Они выпускаются ОАО «Салаватнефтеоргсинтез». являются недорогими и доступными реагентами В своем составе они содержат силикат, алюминат натрия и цеолит Присутствие их в маточном растворе обусловлено технологическим процессом получения цеолитов Плотность и рН маточных растворов цеолитов (МРЦ) марок КаХ и N.4У составляют, соответственно, 1030-1060 и 12-13; 1060-1120 кг/м3 и 12 - 13.

Результаты лабораторных исследований взаимодействия МРЦ с пластовой водой плотностью 1180 кг/м\ ГХА и 10%-ным раствором хлористого аммония (МНдСТ) представлены на рисунке 2

Видно, что МРЦ N8У. по сравнению с NaX, обладает большей способностью к осадкообразованию при взаимодействии со всеми исследуе-

мыми растворами солей Это обусловлено присутствием в нем двух осад-кообразующих ионов 8042" и ЭЮз2. При взаимодействии МРЦ с пластовой водой, содержащей катионы кальция и магния, образуется два вида нерастворимых солей: силикаты и сульфаты двухвалентных металлов и Са2+.

120

100

«Г Й

В 80

о о

1 ©

12 3 4

Количество маточного раствора цеолита, об.ч.

МРЦ ЫаУ и пласт вода

МРЦЫаУиГХА

МРЦЫаУи 10%-ный р-р Ш4С1

МРЦ ИаХ и пласт вода

МРЦЫаХиГХА

МРЦЫаХи 10%-ный р-р Ш4С1

Рисунок 2 - Зависимость объема осадка от количества маточного раствора цеолита

В то же время МРЦ ИаХ образует только силикаты. Раствор N1^01, в отличии от пластовой воды и ГХА, образует более объемные осадки с обоими МРЦ. Это, очевидно, связано с гидролизацией хлористого аммония с образованием сильной соляной кислоты Последняя, при взаимодействии с силикатом натрия и цеолитом, находящимся в МРЦ, выделяет слабую кремневую кислоту, которая образует гель, связывая при этом большее количество свободной воды. Поэтому взаимодействие МРЦ с растворами

НН4С1 более правильно считать гелеобрпзованием. а не осадкообразованием

Процесс преобразования МРЦ исследовался под влиянием сильных кислот водного раствора кремнефтористоводородной кислоты (КФК) и соляной кислоты в виде 22 %-ного водного раствора, разбавленного пресной водой до 11 и 8 %-ной концентрации С увеличением количества 8 %-ной соляной кислоты до 0,7объемных время гелеобразования МРЦ заметно снижается (с 24 до 4ч) в зависимости от плотности раствора При этом наблюдается существенное снижение рН растворов цеолита с 12 до 3-2 Отмечено, что при этих значениях рН МРЦ образуются наиболее плотные гели Увеличение концентрации соляной кислоты до 11% способствует ускорению процесса гелеобразования.

Таким образом МРЦ №)У. не разбавленный (плотность 1110 кг/м3) и разбавленный пресной водой в соотношении 21 и 1:1, может быть использован в качестве гелеобразующего реагента в смеси с 11 или 8 % -ной соляной кислотой Оптимальное время гелеобразования их составляет 3 ч при добавлении кислоты указанных концентраций в количестве 0,5 и 1,0 объемных соответственно

Аналогичные исследования гелеобразования МРЦ ИаУ были проведены и с использованием КФК Результаты исследования показали, что кривые зависимости времени гелеобразования МРЦ №У от количества КФК имеют максимум, соответствующий разному количеству кислоты при разной плотности МРЦ Полученные зависимости отражают два разных процесса, протекающих при взаимодействия МРЦ и КФК Первоначально, при малых добавках кислоты в МРЦ. когда рН его составляет 12 -9 (щелочная срсда), образуется мелкокристаллический осадок фторсили-ката натрия (№ь8гГ6) Дальнейшее увеличение количества КФК приводит к резкому скачку рН МРЦ в киезую область, что соответствует, как известно, образованию геля кремниевой кислоты (Н28Ю3). Для исследуемых МРЦ плотностью 1035, 1055 и 1074 кг/м3 этот процесс наступает при добавлении соответственно 0,4. 0,6' 0,8 объемных КФК

Прочность образующихся гелей определяли по предельному напряжению разрушения (максимальное значение динамической вязкости при

минимальной скорости сдвига, равной 0,9 об/мин) с помощью прибора «FANN» Наиболее прочные гели (105 спз) образуются на основе МРЦ NaY и КФК при их объемном соотношении 11 и 12 Дальнейшее увеличение кислоты приводит к снижению прочности гелей на основе МРЦ NaY.

Водоизолирующую способность гелей оценивали по снижению проницаемости искусственной модели пласта Наибольший закупоривающий эффект 99,8 % достигается на основе МРЦ NaY плотностью 1074 кг/м3 и 6 %-ной КФК (объемное соотношение 1.1).

Разработаны гелеобразующие составы на основе МРЦ NaY плотностью 1110, 1074, 1055 и 1035 кг/м3 с добавлением 8 %-нок соляной кислоты и 6 %-ной КФК при объемном соотношении МРЦ и кислоты 1:1; 1:2, что обеспечивает оптимальное время (4 - 2 ч) гелеобразования, высокую устойчивость и моно дисперсность геля при использовании которого эффект изоляции составляет 96-99%.

В четвертой главе приведены критерии выбора участков для внедрения разработанных технологий воздействия на обводненные продуктивные пласты, основанные на применении осадкогелеобразующих реагентов для закачки в нагнетательные и добывающие скважины

Технология последовательной закачки в скважину щелочи (NaOH), пресной воды объемом 0,5-1,0 м3 в качестве буферной жидкости и ГХА в соотношении 1:1 предусматривает использование смеси перечисленных реагентов в количестве 2-4 м3 на 1м перфорированной толщины пласта Процесс закачки реагентов осуществляется без привлечения ремонтной бригады с использованием обычного оборудования Опытные работы были начаты в 1994 г на Ново-Хазинской площади Арланского месторождения НГДУ «Южарланнефть». Объектом воздействия в большинстве случаев были пласты CII, С-VI ТТНК Выбирались отдельные очаги заводнения с двумя или более нагнетательными скважинами Технологический эффект определялся по реагирующим добывающим скважинам путем адаптации и анализа применимости известных характеристик вытеснения,

в результате которых за основу принят метод Г. С Камбарова (Зина^фпС^нж) Качественно результаты обработок оценивались путем построения графиков разработки опытных участков

10000000 О/О нак "♦"факт энач баз знач *™™°расч знач • даты воздействия

Рисунок 3 - Характеристика вытеснения участка нагн. скв. №№ 3134-3137 Бузовьязовского месторождения до и после закачки ГХА+ЛГС

В период 1994-2002 гг данная технология внедрена путем проведения 92 скважино-обработок, в результате чего дополнительная добыча нефти составила 59,7 тыс т. или 640 т. на одну скважино-обработку, а ограничение добычи попутной воды более 1млн т. Эта же технология внедрялась на пяти месторождениях (Саитовское. Менеузовское. Чекмагу-шевское, Абдуллинское. Арланское (Юсуповская площадь)) НГДУ «Чек-магушнефть» Всего проведено 74 скважино-обработок. что обеспечило добычу 77 тыс т дополнительной нефти На данную технологию получен патент №2126083

Механизм осадкогелеобразования и возможность ограничения проводимости высокопроницаемых промытых и обводненных пролластков. обоснованные автором диссертационной работы, подтверждались прове-

дением гидродинамических (снижение величин гидропроводности и пье-",о про водности) и геофизических (увеличение охвата) исследований.

Технология, основанная на использовании ГХА и ЛГС, имеет свои особенности в зависимости от типа коллектора Так, в терригенных пластах последовательно закачиваются' буферная жидкость из пресной воды, смесь ЫаОН+ЛГС, пресная вода и раствор ГХА в минерализованной воде При обработке карбонатного пласта вначале закачивается пресная вода, затем раствор ГХА+ЛГС. продавливание композиции водой в количестве 1,5 объема НКТ Объем композиции выбирается из расчета 1м3 на 1м перфорированной толщины обрабатываемого пласта На данную технология получен патент №>2224879.

Технология внедрена на Ново-Хазинской площади (24 скважино-обработки) Закачка реагентов осуществлялась в нагнетательные скважины отдельных очагов Технологический эффект определялся аналогично вышеописанной технологии За 2003-2004 гг дополнительно добыто 8,4 тыс.т не(|>ти или 340т на одну скважино-обработку. Рассматриваемая технология также испытана и внедрена в девонских пластах Сергеевского месторождения. За 2003-2004г г объем внедрения составил 7 скважино-обработок с технологическим результатом 4,2 тыс.т дополнительно добытой нефти и 37 тыст ограниченной попутной воды Процесс внедрения технологии сопровождался гидродинамическими и геофизическими исследованиями

Технология закачки ГХА+ЛГС также успешно испытана в карбонатном турнейском пласте Бузовьязовского месторождения в сочетании с циклической закачкой воды в системе ППД (рисунок 3) За счет применения разработанной автором комплексной технологии дополнительно добыто Г>,3 тыс т нефти, в том числе от закачки ГХА+ЛГС 0,9 тыс.т нефти (эффеи продолжается). Технология с использованием маточного растворов цеолитов (МРЦ) реализуется через различные способы закачивания реагентов Первый способ (гелеобразование) осуществляется путем одновременно - раздельной закачки МРЦ и соляной кислоты 8-11%-ной кон-

ценграции через устьевой тройник Второй способ осуществляется аналогично первому, но после времени реагирования гелеобразующей смеси производится ОПЗ путем закачки в пласт соляной или глинокислоты обычных концентраций в зависимости от типа коллектора Объем закачиваемого состава составляет 1-1,5 м3/м для добывающих и 2м3/м - для нагнетательных скважин В третьем способе вместо КФК используется пластовая вода плотностью 1180кг/м3 Объем закачиваемого состава составляет 2-4 м3/м перфорированной толщины пласта в зависимости от характеристик и приемистости объекта изоляции.

Технология с использованием первого способа закачки реагентов испытана в трех нагнетательных скважинах Сергеевского месторождения В результате обработок по всем окружающим реагирующим скважинам наблюдается уменьшение обводненности, увеличение дебита нефти на 2 т/сут и улучшение характеристики вытеснения. Первый способ закачки реагентов также успешно испытан в добывающей скважине 1552 Волков-ского месторождения, где объектом воздействия являлся карбонатный турнейский пласт.

Второй способ 5акачки реагентов успешно испытан в одной из скважин Сергеевского (терригенный девон) и одной скважине (карбонатный коллектор) Волковского месторождений. В первом случае ОПЗ осуществлена путем закачки в пласт Зм3 глинокислоты 6%-ной концентрации, во втором Зм3 соляной кислоты 12% концентрации Результаты геофизических исследований ГД, термометрии и влагометрии показали, что до и после закачки МРЦ произошло перераспределение притока из пластов, увеличился дебит жидкости и охват пласта дренированием изменился состав притока (уменьшитась обводненность). Результаты диссертационных исследований и созданные технологии внедряются на объектах «АНК Башнефть», технико-экономические показатели по которым за последний год внедрения приведены в таблице 1

Таблица 1 - Экономическая эффективность от внедрения технологий на основе ГХА и МРЦ в НГДУ «АНК Бапгнефть»

Технология/ НГДУ ГХА Технология по патенту Х<в12б083 ГХА+ЛГС Усовершенствованная техно чогия по пленту № 224879 МРЦ Т ехнология по патенту № 2250369 ВСЕГО

Южарла и нефть Чекма-гушефть ИТОГО Южарлан нефть Уфа нефть ИТОГО Уфа НСфГ!

1 Количество обработок 12,0 15 27 12,0 5,0 17,0 8,0 52 0

2 Доп. добыча нефти, тыс т 3,5 29,526 33,026 4,3 2,9 7,2 3,5 43,7

3 Снижение ГЩВ, тыс м3 116 872,2 988 2 282,5 58,85 341,35 17,2 1346,8

4 Период анализа, мес 12 12 12 8 3 5,5 8

5 Затраты на дополнительную добычу нефти, тыс руб 1599,5 6926,209 8525,709 1965,1 1476,3 3441,35 984 17 12951,2

6 Затраты на метод, тыс руб 1039,7 480,157 1519,857 1500,9 225 1725,9 1694,47 4940,2

7 В т ч среднемесячные затраты, тыс руб 86,6 40.0 126,7 187,6 75,0 313,8 211,8 -

8 Всего затрат, тыс руб 2639,2 7406,366 10045,57 3466 1701,3 5167,25 2678,64 178915

9 Чистая прибыль тыс руб 1357,5 9328,028 10685,53 2590,3 3315 5905,32 2463,193548 19054,0

10 Среднемесячная чистая прибыль ты;: руб 113,1 777,3 890,5 323,8 1105,0 1073,7 307,9 -

11 К\-гх|>фициелгт доходности, доли. Ел 1,31 19,43 7,03 1,73 14,73 3,42 1,45 -

Основные выводы

1 На основании анализа и обобщения геолого-физических характеристик нефтяных месторождений Башкортостана и состояния их разработки на участках с интенсивным обводнением высокопроницаемых зон коллекторов выявлены и обоснованы критерии выбора участков для соз-

дания новых технологий ограничения отбора воды и повышения нефтеотдачи пластов

2 Экспериментальными исследованиями в лабораторных условиях научно обоснован механизм осадкогелсобразования при взаимодействии различных химических реагентов между собой, с породами и пластовыми флюидами (гидроксохлористого алюминия, лигносульфонатов и маточных растворов цеолитов) Разработаны пять рецептур новых композиций химических реагентов для ограничения отбора попутной воды и технологий повышения нефтеотдачи пластов применительно к терригенным и карбонатным коллекторам

3 Разработаны новые осадкогелеобразующие технологии увеличения нефтеотдачи терригенных и карбонатных пластов, основанные на использовании гидроксохлористого алюминия и щелочи (патент РФ 2126083). смеси щелочи и лигносульфонатов с гидроксохлористым алюминием (патент РФ 2224879) и маточных растворов цеолитов (патент РФ 2250369).

4 Разработана комплексная технология воздействия на обводненный карбонатный пласт путем одновременной реализации циклического заводнения и ограничения проводимости промытых пропластков (трещин) в конце периода прекращения закачки воды в нагнетательную скважину

5 По результатам внедрения разработанных рекомендаций на 203 скважинах восьми месторождений республики Башкортостан обеспечена дополнительная добыча 151 тыст нефти и ограничена добыча попутной воды в объеме 2314 тыс т За последний год внедрения получена чистая прибыль в сумме 19054,0 тыс руб

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах

1 .Богданова О Ю Губайду длина Е А , Шувалов AB и др. Циклическое заводнение как метод регулирования процесса выработки запасов нефти многопластового объекта разработки// Геология и разработка нефтяных месторождений Башкортостана -Уфа, 1999 -Вьш 99 - С 70-80. -(Тр Башнипинефть).

2.Гарифуллин Ш.С , Галлямов И. М., Шувалов А.В и др. Гелеобра-

зующие технологии на основе алюмохлорида //Нефт хоч-во. - 1996. -№2 -С 32-35.

3.Патент РФ №2126083, МКИ Е 21 В43/22 Состав для регулирования проницаемости пласта / Гарифуллин III.С. Галлямов И.М, Шувалов А В и др №96104543/03/ Бюл Открытия Изобретения - 1999. - № 4

4.Патент РФ №2162936, МКИ Е 21 В43/22 Состав для регулирования разработки неоднородной нефтяной залежи / Хлебников В Н., Базеки-на Л В, Шувалов А В. и др № 99115053/03/ Бюл Открытия Изобретения -2001. -№4-С294.

5.Патенг РФ №2215131, МКИЕ21В43/22 Гелеобразующий состав для увеличения добычи нефти /Рамазанова А. А , Абызбаев И И . Шувалов AB идр №2002132767103//Бюл Открытия Изобретения,-2003 -№30 -С.423.

6.Патент РФ №2224879, МКИ Е 21 В43/22. Способ регулирования проницаемости неоднородной нефтяной залежи /Галлямов И М , Вагапов Р Р , Плотников И.Г., Шувалов А.В и др №2002122598/03/ Бюл. Открытия Изобретения - 2004. - № 6.

7.Патент РФ №2250369, МКИ Е 21 В43/32 Состав для регулирования проницаемости пласта /A.B. Шувалов, JI Д. Емалетдинова и др №2003131839/03 //Бюл. Открытия. Изобретения - 2005. - № 11

8.Шувалов А В., Галлямов И.М. Технологии на основе алтомохло-рида и осадкогелеобразующих реагентов// Сборник докл. научно-практической конференции, посвященной 60-летию девонской нефти /Башнипинефть - 2004. - С.68-69.

9.Шувалов A.B., Емалетдинова Л Д., КамалетдиноваР.М. Гелеобра-зующие технологии РИР, применяемые на месторождениях Республики Башкортостан // Пути повышения эффективности техники и технологии строительства, эксплуатации и ремонта нефтегазовых скважин - Краснодар, 2005 - Вып 13. - С.232-241 - (Труды)

10. Шувалов А В., Емалетдинова Л. Д., Камалетдинова P.M., и др Исследование возможности использования жидких отходов производства цеолитов в ремонтно-изоляционных работах / Технологии бурения и эксплуатации скважин. - Уфа. 2004 - Вып 116 - С 120-131. - (Тр. Башнипинефть).

11. Шувалов A.B., Емалетдинова Л.Д, Камалетдинова P.M. Исследование возможности использования маточных растворов MP-Y, МР-Х в качестве осадкогелеобразующих реагентов// Сборник докл НГЖ «60 лет девонской нефти»,- Уфа, 2004.- С.61 -62

12. Ягафаров Ю.Н., Рамазанова А А., Гильмутдинов Р С , Шувалов A.B. Применение дистиллерной жидкости для повышения нефтеотдачи пластов//Неф.хоз-во. - 2003.-№5.-С.70-74.

ШУВАЛОВ АНАТОЛИЙ ВАСИЛЬЕВИЧ

РАЗРАБОТКА И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ОСАДКОГЕЛЕОБРАЗУЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ УВЕЛИЧЕНИЯ НЕФТЕОТДАЧИ ПЛАСТОВ

Специальность 25 00.17 - Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Издательская лицензия № Б848184 от 21 04 99 г Сдано в набор 12 05 2005 г Подписано в иечагь 18.05.2005 г Формат 60x84 Vie У л неч. л 1,34 Бумага офсетная Гарнитура Times. Тираж 100 -ж? Заказ № 25 05. Печагь методом ризографии

Типография ГУЛ НИИБЖД РБ 450005, Уфа, ул. 8 Марта, 12/1

P1101*

РНБ Русский фонд

2006-4 10649

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Шувалов, Анатолий Васильевич

Введение.

1. Геологическое строение и состояние разработки нефтяных месторождений Республики Башкортостан.

1.1. Обобщенная геолого-физическая характеристика нефтяных месторождений РБ.

1.2. Ново-Хазинская площадь Арланского месторождения.

1.3. Сергеевское месторождение.

1.4. Бузовьязовское месторождение.

1.5. Волковское месторождение.

2. Краткий анализ применения осадкогелеобразующих технологий увеличения нефтеотдачи пластов.

3. Лабораторные исследования осадкогелеобразующих композиций, совершенствование и разработка на их основе новых технологий МУН.

3.1. Исследование свойств композиции на основе гидроксохлористого алюминия.

3.2. Исследование свойств композиции на основе раствора соли алюминия с добавкой водорастворимого лигносульфоната.

3.3. Лабораторные исследования возможности использования маточных растворов цеолитов (МРЦ) марок и

4. Внедрение осадкогелеобразующих технологий увеличения нефтеотдачи пластов на месторождениях Республики Башкортостан и оценка их технико-экономической эффективности.

4.1 Осадкогелеобразующие технологии увеличения нефтеотдачи пластов.

4.2. Внедрение технологии на основе гидроксохлористого алюминия (ГХА).

4.3. Опытно-промышленные испытания технологий на основе гидроксохлористого алюминия и лигносульфоната.

4.4. Промысловые испытания жидких отходов производства цеолитов марки ЫаУ.

4.5 Основные критерии, определяющие эффективность применения ОГОТ на основе ГХА и МРЦ.

4.6 Оценка экономической эффективности внедрения технологий на основе ГХА и МРЦ.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Разработка и совершенствование осадкогелеобразующих технологий увеличения нефтеотдачи пластов"

В последнее десятилетие сырьевая база нефтедобывающей отрасли России пополняется в основном трудноизвлекаемыми залежами. Поэтому наблюдается тенденция выборочной интенсификации добычи нефти из активных, относительно легких для извлечения запасов. Это, в свою очередь, приводит к предельному или близко к нему обводнению основных высокопродуктивных пластов повышенной проницаемости и уменьшению коэффициента извлечения нефти (КИН).

Указанные условия в разной степени присутствуют и при разработке месторождений республики Башкортостан, в том числе Арланского, Сергеевского, Бузовьязовского и Волковского. Сложность геологического строения продуктивных пластов, повышенная и высокая вязкость пластовой нефти, значительное содержание АСПО на указанных месторождениях обеспечивают невысокие КИН (0,38-0,45 доли ед.) при применении традиционных методов заводнения. Причем надо отметить, что традиционные технологии заводнения сопровождаются значительным отбором попутной воды и ведут к росту энергетических затрат. Широкое внедрение водоограничивающих технологий сдерживалось отсутствием достаточно эффективных и доступных по экономическим соображениям химреагентов, что не позволяло постоянно совершенствовать потокоотклоняющие и водоограничивающие технологии. Поэтому исследования по повышению эффективности заводнения на поздних и завершающих стадиях разработки месторождений путем разработки и широкой реализации осадкогелеобразующих технологий увеличения нефтеотдачи продуктивных пластов являются востребованными практикой и актуальными.

Основные задачи исследований.

1. Анализ особенностей геологического строения и состояния разработки Арланского, Сергеевского, Волковского и Бузовьязовского месторождений и постановка задачи исследования.

Методы исследований.

1. Геолого-промысловый анализ

2. Лабораторные исследования

3. Гидродинамические и геофизические исследования

4. Использование методов математической обработки состояния выработанности пласта.

Научная новизна работы.

- гидроксохлористого алюминия (ГХА) в смеси с карбонатными составляющими (СаСОз) за счет повышения рН среды до значений более 4,0 при определенных концентрациях алюминия и гидроксид ионов в смеси;

- смеси гидроксохлористого алюминия и лигносульфонатов (ЛГС) за счет непосредственного участия ЛГС в образовании гелей и осадков, способствующего увеличению объемов последних по сравнению с объемом, образующимся при механизме сшивки полимеров ионами многовалентных металлов;

- маточных растворов цеолитов (МРЦ) и хлористого алюминия, сопровождающегося процессом гидролизации последнего с образованием сильной соляной кислоты, протекающего с процессом гелеобразования МРЦ под воздействием кремнефтористоводородной и соляной кислот.

2. Разработаны технологии увеличения нефтеотдачи пластов и уменьшения объемов попутно добываемой воды на основе новых более дешевых осадкогелеобразующих химических реагентов, отличающихся высоким эффектом закупоривания высокопроницаемых промытых пропластков, возможностью применения в карбонатных и терригенных пластах и меньшей дефицитностью в сравнении с известными технологиями (патенты РФ 216083, 2224879, 2250369).

3. Разработана технология увеличения нефтеотдачи карбонатного пласта, заключающаяся в комплексировании циклической закачки воды в системе заводнения и ограничении проводимости промытых пропластков (трещин), путем повышения фильтруемости нагнетаемого агента.

Основные защищаемые положения.

3. Результаты внедрения новых технологий увеличения нефтеотдачи пластов и уменьшения объемов попутно добываемой воды с использованием гидроксохлористого алюминия, лигносульфонатов и маточных растворов цеолитов.

4. Новая комплексная технология увеличения нефтеотдачи пластов.

Практическая значимость и реализация результатов работы.

Разработаны эффективные технологии увеличения нефтеотдачи пластов и уменьшения объемов попутно добываемой воды, которые внедрены в 203 скважинах восьми месторождений республики Башкортостан и обеспечившие дополнительную добычу нефти в количестве 151 тыс.т и уменьшение добычи попутной воды в количестве 2313,8 тыс.т в период 1994 - 2004г.г.

Экономический эффект за последний год внедрения диссертационных исследований составляет 19054,0 тыс.руб.

Разработана и введена в действие временная инструкция «Технология по ограничению водопритока и выравниванию профиля приемистости пласта на основе растворов маточных МР-Х, МР-У для месторождений ОАО АНК «Башнефть»(Уфа, 2005 г.).

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на международной конференции «Новые технологии для нефтяной промышленности» (г.Уфа, 2003г.); на технических советах НГДУ и АНК «Башнефть; школе семинаре главных инженеров на тему «Закачка гелеобразующих технологий на Сергеевском месторождении» (г.Уфа, 2004г.); XVI межотраслевой НПК НПО «Бурение» по «Проблемам строительства и ремонта скважин» (г.Анапа, 2004г.); научно-практической конференции «60 лет девонской нефти» (г. Октябрьский, 2004г.)

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ, в том числе получено 5 патентов РФ. В них автору принадлежит постановка задач, методические вопросы их решения, анализ, обобщение и испытание разработанных рекомендаций на объектах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и списка использованных источников. Содержит 156 страниц машинописного текста, 68 рисунков, 37 таблиц, 99 библиографических ссылок.

Заключение Диссертация по теме "Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений", Шувалов, Анатолий Васильевич

Основные выводы

1. На основании анализа и обобщения геолого-физических характеристик нефтяных месторождений Башкортостана и состояния их разработки на участках с интенсивным обводнением высокопроницаемых зон коллекторов выявлены и обоснованы критерии выбора участков для создания новых технологий ограничения отбора воды и повышения нефтеотдачи пластов.

2. Экспериментальными исследованиями в лабораторных условиях научно обоснован механизм осадкогелеобразования при взаимодействии различных химических реагентов между собой, с породами и пластовыми флюидами (гидроксохлористого алюминия, лигносульфонатов и маточных растворов цеолитов). Разработаны пять рецептур новых композиций химических реагентов для ограничения отбора попутной воды и технологий повышения нефтеотдачи пластов применительно к терригенным и карбонатным коллекторам.

3. Разработаны новые осадкогелеобразующие технологии увеличения нефтеотдачи терригенных и карбонатных пластов, основанные на использовании гидроксохлористого алюминия и щелочи (патент РФ 2126083), смеси щелочи и лигносульфонатов с гидроксохлористым алюминием (патент РФ 2224879) и маточных растворов цеолитов (патент РФ 2250369):

4. Разработана комплексная технология воздействия на обводненный карбонатный пласт путем одновременной реализации циклического заводнения и ограничения проводимости промытых пропластков (трещин) в конце периода прекращения закачки воды в нагнетательную скважину.

5. По результатам внедрения разработанных рекомендаций на 203 скважинах восьми месторождений республики Башкортостан обеспечена дополнительная добыча 151 тыс.т нефти и ограничена добыча попутной воды в объеме 2314 тыс.т. За последний год внедрения получена чистая прибыль в сумме 19054,0 тыс.руб.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Шувалов, Анатолий Васильевич, Уфа

1. Gasisov A. Sh. Enchained oil recovery frorn watered at the latest stage of field exploration. Scientific research institute for oil production chemistry //World Petroleum, 1998.-P.10-20.

2. Адлер М.Г., Яруллин K.C. Характеристика и распространение песчаных коллекторов девона Башкирии. Сб. Тектоника, литология и нефтеносность Башкирии. ИПГФАИ СССР. Уфа. 1974. Вып 28.- с 44-58.

3. Айлер Р. Химия кремнезема. -М.: Мир, 1982.-416 с.

4. Алеев Ф.И., Кириллов С.А. и др. Опыт и перспективы применения методов повышения нефтеотдачи на месторождениях АО "Оренбург-нефть" //Нефт. Хоз-во. 1995.- № 8.- С. 20-22.

5. Алмаев Р.Х. Научные основы и практика применения водоизоли-рующих нефтевытесняющих химреагентов на обводненных месторождениях: Докторская диссертация. М.: ВНИИ им. ак. А.П. Крылова, 1994.- с.

6. Алмаев Р.Х., Базекина JI.B., Мурзагулов Д.Р., Фархиева И.Т. Во-доизолирующие термостойкие составы на основе лигнина для повышения нефтеотдачи пластов/Уфа: НИИнефтеотдача, 1993. 11 с. Деп. Во ВНИИОЭНГ.

7. Алмаев Р.Х., Фархиева И.Т., Шишин К.А. Лигнинсодержащие во-доизолирующие системы для ограничения водопритоков // Нефтепромысловое дело. 1994. - №2. - С. 35-37.

8. Алтунина А.К. Опыт применения неорганических гелеобразую-щих составов для увеличения нефтеотдачи пластов //Нефть России. 1998.-№8.-С.30-35.

9. Алтунина Л.К., Кувшинов В.А. Неорганические гели для увеличения нефтеотдачи неоднородных пластов с высокой температурой //Нефт. хоз-во. 1995. - №4. - С.36-38.

10. Алтунина Л.К., Кувшинов В.А. и др. Повышение нефтеотдачи системами, генерирующими в пласте гель и С02 при тепловом воздействии// Нефт. хоз-во.- 1994.- № 4.- С. 45-48.

11. Ангелопуло O.K., Подгорнов В.М., Аваков В.З. Буровые растворы для осложненных условий. М.: Недра, 1988. - 135 с.

12. Арушанов М.П. Регулирование подвижности вытесняющего агента при помощи внутрипластового осадкообразования /Арушанов М.П., Бу-ченков Л.В.//С6. науч. тр. /ВНИИ. 1981. - Вып. 75.- С. 180-188.

13. Баймухаметов К.С., Викторов П.Ф., Гайнуллин К.Х., Сыртланов А.Ш. Геологическое строение и разработка нефтяных и газовых месторождений Башкортостана. Уфа: РИЦ АНК «Башнефть», 1997.-424с.

14. Баймухаметов К.С., Гайнуллин К.Х., Сыртланов А.Ш., Тимашев Э.М. Геологическое строение и разработка Арланского нефтяного месторождения. Уфа: РИЦ АНК «Башнефть», 1997. 368с.

15. Баранов Ю.В. Технология применения волокнисто-дисперсной системы новое перспективное средство повышения нефтеотдачи неоднородных пластов с трудноизвлекаемыми запасами нефти //Нефтепромысловое дело. - 1995. - № 2-3.-С.65-71.

16. Валиуллин P.A., Ярулин Р.К. «Регламент проведения ГИС и ГДИ при контроле за разработкой месторождений АНК «Башнефть». НПФ «ГеоТЭК» Уфа.-2004г.- С.

17. Газизов А. Ш. Повышение нефтеотдачи пластов ограничением движения вод химическими реагентами //Нефт. хоз-во. 1972.- №1.- С. 4448.

18. Газизов А.Ш., Галактионова Л.А., Геуюзов A.A. Повышение нефтеотдачи пластов на поздней стадии разработки месторождений с применением полимердисперсных систем и других химреагентов //Нефтепромысловое дело. 1995. - № 2-3. - С.29-34.

19. Газизов А.Ш., Муслимов Р.Х. Научно-технические основы повышения нефтеотдачи пластов на месторождениях Татарстана //Тез. докл. конференции. — Альметьевск. 1966. - С.36-37.

20. Газизов А.Ш. Полимердисперсные композиции для повышения охвата пластов воздействием /Газизов А.Ш., Николаев В.И. //Сб. науч. тр.//Название организации. 1987. - Вып. . - С.74-83.

21. Гарифуллин Ш.С., Галлямов И. М., Шувалов А.В и др. Гелеобра-зующие технологии на основе алюмохлорида //Нефт. хоз-во. 1996. -№2 -С.32-35.

22. Горбунов А.Т., Бученков Л.Н. Щелочное заводнение. М.: Недра, 1989.- 160 с.

23. Дворкин В.И. Методика контроля за выработкой запасов нефти //Геофизический вестник. 2002. - №11. - С.8-11.

24. Девятов В.В., Алмаев Р.Х., Пастух П.И., Санкин В.М. Применение водоизолирующих химреагентов на обводненных месторождениях Шаимского района. М.: ВНИИОЭНГ, 1995.- 100с.

25. Добрынин В.М., Городнов A.B., Черноглазов В.Н. Новые возможности геофизики при оценке извлекаемых запасов на поздней стадии разработки месторождений //Нефт. хоз-во. 2004. -№11.- С.53-55.

26. Добрынин В.М. Городнов A.B., Черноглазов В.Н. Опыт применения технологии обработки и интерпритации волнового акустического каротажа для изучения нефтяных и газовых скважин //Геофизика. 2001.-№4. - С.58-65.

27. Желтов Ю.В., Хавкин А.Я. Вопросы доразработки заводненных залежей /РНТС. Сер. Нефтепромысловое дело. М.: ВНИИОЭНГ. - 1982.-№9.- С. 9-10.

28. Ибрагимов Г.З., Фазлутдинов К.С., Хисамутдинов Н.И. Применение химических реагентов для интенсификации добычи нефти. Справочник. М.: Недра, 1991.- 384 с.

29. Ибрагимов Н.Г., Хисамутдинов Н.И., Газиев М.З. и др. Современное состояние технологий нестационарного циклического заводнения продуктивных пластов и задачи их совершенствования // М.: ОАО ВНИИОЭНГ 2000. - С.90- 95.

30. Иванова. М.М. Динамика добычи нефти из залежей. М.: Недра, 1976.-244 с.

31. Канн К.А., Поддубный Ю.А., Сидоров И.А., Чекалина Г.И. Гидрогели из растворов силиката натрия// Нефт. хоз-во. 1984. - № 10. - С.44-46.

32. Клещенко И.И. Гелеобразующие составы на основе силиката щелочного металла//Нефтепромысловое дело. 1997. - №8-9. - С. 15-16.

33. Комиссаров А. И., Газиев К. Ю. Применение силикатных составов для ограничения водопритоков //Нефт. хоз-во. 1992,- № 8.- С. 13-15.

34. Кристиан М. и др. Увеличение продуктивности и приёмистости скважин. М.: Недра, 1985, - 185 с.

35. Кунин В.В., Швецов И.А., Горбатова А.Н. и др. О выравнивании профиля приемистости нагнетательных скважин //Нефтепромысловое дело. 1967. - №18. - С.30-35.

36. Леви Б.И. Расчет показателей разработки при применении методов увеличения нефтеотдачи //Нефт. хоз-во. 1982.- № 4.- С. 15-18.

37. Лозин Е.В. Эффективность доразработки нефтяных месторождений. Уфа: Башкнигоиздат, 1987. - 150с.

38. Лозин Е.В., Гафуров О.Г., и др. Разработка и внедрение осадкоге-леобразующих технологий //Нефт. хоз-во. 1996. - №2. - С.39-41.

39. Маляренко А. И., Земцов Ю. В. Методы селективной изоляции водопритоков в нефтяных скважинах и перспективы их применения на месторождениях Западной Сибири //Обзорная информ. Сер. Нефтепромысловое дело. М.: ВНИИОЭНГ. - 1987. - С.ЗЗ.

40. Муслимов Р.Х. Современные методы управления разработкой нефтяных месторождений с применением заводнения: Учебное пособие -Казань. Изд-во Казанск. Ун-та, 2003.- с. 306-323.

41. Муслимов Р.Х., Газизов А.Ш. Научно технологические основы повышения нефтеотдачи заводненных коллекторов //Материалы совещания: «Концепция развития методов увеличения нефтеизвлечения» г. Бу-гульма, 27- 28 мая 1996 //Казань, 1997.-С.92-115.

42. Мухаметзянов Р.Н., Каюмов J1.X. и др. Разработка составов, увеличивающих гидродинамическое сопротивление в пласте /Нефтепромысловое дело. 1994. - № 3-4.- С. 20-21.

43. Некрасов В.И., Глебов A.B., Ширгазин Р.Г., Андреев В.Е. Научно-технические основы промышленного внедрения физико-химических методов увеличения нефтеотдачи на Лангепасской группе месторождений Западной Сибири. Уфа: Белая река, 2001. - 285с.

44. Овсюков A.B., Гарифуллин М.Г., Максимова Т.Н. Возможность применения гелеобразующих композиций на основе цеолитсодержащего компонента //Нефтепромысловое дело. 1997. - №1. - С.28-31.

45. Орлов Г.А., Кендис Р. Применение обратных эмульсий в нефтеотдаче. М.: Недра, 1991. - 250 с.

46. Патент РФ 1750289, МКИ Е 21 В 43/22. Состав для вытеснения нефти /Р.Х. Алмаев, Р.Н. Фахретдинов и др. №4789791/03 //Бюл. Открытия. Изобретения. 1994. - №12.-С.228.

47. Патент РФ 2039224, МКИ Е 21 В 43/22, 33/138. Способ разработки обводненной нефтяной залежи /А.Ш. Газизов, Р.Р. Рахматуллин, Л.А. Галактионова и др. №5061007/03 //Бюл. Открытия. Изобретения. 1995. -№19.-С.192

48. Патент РФ 2055167, МКИ Е 21 В 43/22. Состав для повышения нефтеотдачи пластов /Л.К. Алтунина, В.А. Кувшинов, Л.А. Стасьева №92008839/03 //Бюл. Открытия. Изобретения. 1996. - №6. - С Л 87

49. Патент РФ 2058479, МКИ Е 21 В 43/22. Гелеобразующий состав для увеличения добычи нефти из неоднородных пластов /Т.А Исмагилов, А.Г. Телин, И.Н. Галанцев и др. № 93035317/03 //Бюл. Открытия. Изобретения. 1996.-№11.-С.198

50. Патент РФ 2061856, МКИ Е 21 В 43/24, 33/138. Способ регулирования разработки нефтяного месторождения с разно проницаемыми пластами /JT.K. Алтунина, В.А. Кувшинов, и др. №5050101/03 //Бюл. Открытия. Изобретения. 1996. - №16. - С.234

51. Патент РФ 2066743 , МКИ Е 21 В 43/22. Состав для повышения нефтеотдачи пластов /JT.K. Алтунина, В.А. Кувшинов, JT.A. Стасьева. №93007659/03 //Бюл. Открытия Изобретения. 1996. - №26. - С. 177

52. Патент РФ 2089723, МКИ Е 21 В 43/22. Способ разработки нефтяных месторождений /P.C. Мухаметзянова, P.M. Еникеев, Р.Н. Фахретди-нов. №92011347/03 //Бюл. Открытия. Изобретения.- 1997. №25. - С.291.

53. Патент РФ 2123104, МКИ Е 21В 43/22. Способ разработки обводнённой нефтяной залежи./ А.Ш. Газизов, J1.A. Галактионов и др. №97105013/03 //Бюл. Открытия. Изобретения.- 1998. №34. - С.363.

54. Патент РФ 2125647, МКИ Е 21 В 43/22. Состав для добычи нефти и способ его приготовления /Т.Н. Позднышев, В.Н. Манырин и др. №97105229/03 //Бюл. Открытия. Изобретения.-1999.-№ 3.- С.497.

55. Патент РФ №2126083, МКИ Е 21 В43/22. Состав для регулирования проницаемости пласта / Гарифуллин Ш.С., Галлямов И.М., Шувалов A.B. и др. №96104543/03/ Бюл.Открытия.Изобретения 1999. - № 4.

56. Патент РФ 2131513, МКИ Е 21 В 43/22, 43/32. Состав для изоляции водопритоков в нефтяные скважины /С.В. Абатуров, Д.Ш. Рамазанов и др. №97120434/03 //Бюл. Открытия. Изобретения.-1999.-№ 16.- С.465.

57. Патент РФ 2138629, МКИ Е 21 В 43/22. Способ добычи нефти /Ш.Ф. Тахаутдинов и др. №98115617/03 //Бюл. Открытия Изобретения. -1999. №27. - С.308

58. Патент РФ 2148160, МКИ Е 21 В 43/22, 43/132. Способ регулирования проницаемости пласта /Г.Х. Якименко, В.П. Давыдов, Ю.Н. Ягафа-ров и др. №99111481/03 //Бюл. Открытия Изобретения.-2000.-№12 С.376

59. Патент РФ 2153067, МКИ Е 21 В43/32. Состав для регулирования проницаемости пласта /Я.Г. Мухтаров, О.Г. Гафуров, Н.С. Волочков и др. (Россия). №99119604-03 //Бюл. Открытия. Изобретения. -2000.-№20.-С.368

60. Патент РФ 2167285, МКИ Е 21 В 43/27, 43/22. Состав для регулирования проницаемости неоднородного коллектора. /Я.Г. Мухтаров, О.Г. Гафуров, Ф.М. Якупов и др. (Россия). №99124478-03 //Бюл. Открытия. Изобретения.-2001 -№14.-С. 441

61. Патент РФ 2215131, МКИ Е 21 В 43/22. Гелеобразующий состав для увеличения добычи нефти /A.A. Рамазанова и др. №2002132767103 //Бюл. Открытия. Изобретения-2003. № 30. -С.423.

62. Патент РФ №2224879, МКИ Е 21 В43/22. Способ регулирования проницаемости неоднородной нефтяной залежи /Галлямов И.М., Вагапов P.P., Плотников И.Г., Шувалов A.B. и др. №2002122598/03/ Бюл. Открытия. Изобретения 2004. - № 6.

63. Патент РФ 2250369, МКИ Е 21 В43/32. Состав для регулирования проницаемости пласта /A.B. Шувалов, Л.Д. Емалетдинова и др. №2003131839/03 //Бюл. Открытия. Изобретения.- 2005. № 11.

64. Персиянцев М.Н., Кабиров М.М., Ленченкова Л.Е. Повышение нефтеотдачи пластов. — Оренбург: Оренбургское книжное издательство, 1999.-224с.

65. Позднышев Г.Н. Новые эмульсионно-дисперсные системы для добычи нефти на основе реагента РДН //Материалы 2-й научной конференции «Состояние и перспективы работ по повышению нефтеотдачи пластов» г. Самара, 14-16июня 1998//Самара, 1998.-С.19-22.

66. Прянишников В.П. Химия кремнезема. JL: Химия, 1971. - 230 с.

67. РД 39-0147035-232-88 Инструкция по совершенствованию технологии циклического заводнения и изменения направления фильтрационных потоков. Москва, Бугульма: Татнипинефть, 1988. - 122 с.

68. РД 153-39.1-004-96 Методическое руководство по оценке технологической эффективности применения методов увеличения нефтеотдачи.- М: ОАО АНК Башнефть, 1996. 22 с.

69. Редькин И.И. Лабораторные и промысловые исследования процесса кольматации проводящих каналов порово-трещиноватых коллекторов Куйбышев, 1984.-С.70-77. -(Тр. Гипровостокнефть).

70. Румянцева Е.А., Козупица Л. М. Исследование физико-химических и реологических свойств силикатных гелей на основе растворимого стекла //«НТЖ Интервал». 2002. - №5(40). - С.67-74.

71. Сафонов E.H., Алмаев Р.Х. Методы извлечения остаточной нефти на месторождениях Башкортостана.- Уфа: РИЦ АНК «Башнефть», 1997.- 247с.

72. Сафонов E.H., Исхаков И.А., Гайнуллин К.Х., Лозин Е.В., Алмаев Р.Х. Эффективные методы увеличения нефтеотдачи на месторождениях Башкортостана // Нефт. хоз-во. 2001. - №11. - С. 18-19.

73. Сафонов E.H., Исхаков И.А., Гайнуллин К.Х., Лозин Е.В., Алмаев Р.Х. Применение новых методов увеличения нефтеотдачи на месторождениях Башкортостана// Нефт. хоз-во. 2002. - №4. - С.38-40.

74. Селимов Ф.А., Кононова Т.Г., Блинов С.А., Чупров Н.М. Гелеоб-разующие композиции на основе кислых растворов алюмосиликатов //«НТЖ Интервал». 2003 - №5 (52). - С.38-41.

75. Тарасюк A.B., Галанцев И.Н., Суханов В.Н. и др. Гелеобразую-щие композиции для выравнивания профиля приемистости и селективной изоляции водопритоков //Нефт. хоз-во. 1994. - № 2. - С.64-68.

76. Фахретдинов Р.Н., Еникеев P.M., Мухаметзянова P.C. и др. Перспективы применения гелеобразующих систем для повышения нефтеотдачи пласта на поздней стадии разработки месторождений// Нефтепромысловое дело. 1994. - №5. - С.12-13.

77. Фахретдинов Р.Н., Мухаметзянова P.C., Берг A.A. и др. Гелеобра-зующие технологии на основе нефелина для увеличения нефтеотдачи пластов// Нефт. хоз-во. 1995. - №3. - С.41-43.

78. Хисамутдинов Н.И., Тахаутдинов Ш.Ф., Телин А.Г. и др. Проблемы извлечения остаточной нефти физико-химическими методами.- М.: ОАО «ВНИИОЭНГ». 2001. - 184с.

79. Хлебников В.Н. Исследование гелеобразующих композиций на основе кислотных растворов алюмосиликатов //«НТЖ интервал». 2003.-№1 (48). - С.73-77.

80. Хлебников В.Н., Алмаев Р.Х., Базекина Л.В. и др. Влияние минерализации на гелеобразование в солянокислотных растворах нефелина //Башкирский химический журнал. 2001.-Т.8. №1. - С.58-61.

81. Хлебников В.Н., Лукьянова Н.Ю., Гафуров О.Г. и др. Исследование гелеобразования в солянокилотных растворах алюмосилика-та//Башкирский химический журнал. 1998. - Т.5. №1. - С.48-52.

82. Храмов P.A., Персиянцев М.Н., Ленченкова Л.Е., Ганиев P.P. Применение гелеобразующих составов на основе алюмосиликатов на Красноярском месторождении// Нефт. хоз-во. 1998. - №11. - С.44-46.

83. Швецов И.А., Кабо В.Я. и др. Состояние и перспективы применения полимерного воздействия на пласт// Нефт. хоз-во. 1994.- № 4. - С. 3740.

84. Шенфельд П. Поверхностно-активные вещества на основе оксида этилена. М.: Химия, 1972.- 758 с.

85. Шувалов A.B., Галлямов И.М. Технологии на основе алюмохло-рида и осадкогелеобразующих реагентов// Сборник докл. научно-практической конференции, посвященной 60-летию девонской нефти /Башнипинефть. 2004. - С.68-69.

86. Шумилов В.А., Юсупов И.Г., Санников С.Г. Применение гипана для ограничения обводнения скважины и регулирования заводнения коллекторов // Нефт. хоз-во. 1973. - №3. - С.60-63.

87. Ягафаров Ю.Н., Рамазанова A.A., Гильмутдинов P.C., Шувалов A.B. Применение дистиллерной жидкости для повышения нефтеотдачи пластов //Нефт. хоз-во. 2003. - №5. - С.70-74.

Информация о работе

Шувалов, Анатолий Васильевич
кандидата технических наук
Уфа, 2005
ВАК 25.00.17

Диссертация

Разработка и совершенствование осадкогелеобразующих технологий увеличения нефтеотдачи пластов - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы