Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Совершенствование гидроакустической технологии обработки призабойной зоны пласта для повышения продуктивности скважин

ВАК РФ 25.00.17, Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений

Автореферат диссертации по теме "Совершенствование гидроакустической технологии обработки призабойной зоны пласта для повышения продуктивности скважин"

На правах рукописи

Ои^«----

МАЛИКОВА ЭЛЬМИРА ФИДАВИСОВНА

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ГИДРОАКУСТИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ ОБРАБОТКИ ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ ПЛАСТА ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ПРОДУКТИВНОСТИ СКВАЖИН

Специальность: 25.00.17 - Разработка и эксплуатация нефтяных и

газовых месторождений

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2009

! О

003476246

Работа выполнена в Сургутском научно-исследовательском и проектном институте нефтяной промышленности «СургутНИПИнефть» ОАО «Сургунефтегаз»

Научный консультант:

доктор технических наук Федоров В.Н.

Официальные оппоненты: - доктор технических наук

Гилаев Г.Г.

- кандидат технических наук Курамшин Р.М.

Ведущая организация: - Государственное образовательное

учреждение высшего профессионального образования «Башкирский государственный университет» (БГУ) Федерального агентства по образованию

Зашита состоится «23» сентября 2009 года в 12.00 часов на заседании диссертационного совета ДМ 002.263.01 при Научном центре нелинейной волновой механики и технологии РАН (НЦ НВМТ РАН) по адресу: г. Москва, 119991, ул. Бардина, д. 4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НЦ НВМТ РАН по адресу: г. Москва, 119991, ул. Бардина, д. 4.

Автореферат разослан «22» августа 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета д-р техн. наук —А.П. Аверьянов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Настоящая работа основана на обобщении теоретических и практических исследований автора, результаты которых внедрены в ОАО «Татнефтепром».

Актуальность проблемы. Важнейшая научно-техническая задача в области разработки месторождений - достижение максимального коэффициента извлечения нефти (КИН) при высоких темпах добычи. Решение проблемы осложнено тем, что большинство нефтяных месторождений центральных районов находятся на поздней стадии разработки, что требует привлечения наибольших материально-технических и трудовых ресурсов. Широко применяемые в нефтяной промышленности и известные способы обработки призабойной зоны скважины не соответствуют новым требованиям. Создание новых эффективных методов воздействий на призабойную зону пласта и совершенствование уже имеющихся для наиболее полного извлечения нефти из недр при минимальных затратах было и остается одной из важнейших задач.

В последние десятилетия систематические и результативные исследования в области обработки призабойной зоны скважин велись такими известными научными центрами, как Российский государственный университет нефти и газа им. И.М.Губкина, Научный центр нелинейной волновой механики и технологии РАН, Уфимский государственный нефтяной технический университет, Ухтинский государственный технический университет, Санкт-Петербургский государственный горный институт (технический университет), БашНИПИнефть, СургутНИПИнефть, ВолгоградНИПИнефть и др.

В России и за рубежом в последние годы были разработаны различные технологии и конструкции забойных устройств,

предназначенные для обработки прискважинной зоны продуктивного пласта гидроакустическими волнами. В изучение различных методов волнового воздействия на ПЗП внесли большой вклад Р.Ф.Ганиев, М.Р.Мавлютов, Р.М.Нургалеев, Ю.С.Кузнецов, Ф.А.Агзамов, Р.Ш.Муфазапов, Э.А.Ахметшин, М.И.Балашканд, А.В.Валиуллин, С.М.Гадиев, М.И.Галлямов, О.Л.Кузнецов, Р.Я.Кучумов, Э.М.Симкин, А.К.Ягафаров, А.В.Шубин, и др. Задачи исследований:

- совершенствование гидроакустической технологии воздействия на прискважинную зону пласта;

- повышение эффективности обработки призабойной зоны скважины;

- уменьшение материальных и временных затрат на капитальный ремонт скважин.

Цель работы. Целью работы является разработка и создание техники и технологии эффективной очистки ПЗП с минимальными материальными и временными затратами без вредного воздействия на окружающую среду с высоким уровнем безопасности работ. Основные этапы исследований.

анализ тенденций развития и основных проблем технологий очистки ПЗП;

- классификация и исследование факторов, влияющих на проницаемость ПЗП;

- исследование влияния акустического воздействия на состояние ПЗП;

- определение амплитудно-частотных характеристик и разработка конструкции устройств гидроакустического воздействия на ПЗП;

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Разработана гидроакустическая технология воздействия на призабойную зону скважины с использованием водонефтяной эмульсии.

2. Разработано устройство для осуществления гидроакустического воздействия на прискважинную зону пласта.

3. Проведены стендовые испытания устройства для определения оптимальных величин амплитудно-частотных характеристик и технологических параметров (давление и расход жидкости), используемых для обеспечения режима параметрического усиления акустических волн.

Основные научные положения, защищаемые в диссертационной работе:

1. Устройство для осуществления гидроакустического воздействия на прискважинную зону пласта (патент РФ № 2296612).

2. Результаты стендовых испытаний устройства по определению технологических параметров (давления и расхода) для создания оптимальных амплитудно-частотных характеристик, которые реализуют режим параметрического усиления акустических волн.

3. Предложена гидроакустическая технология воздействия на призабойную зону пласта с использованием водонефтяной эмульсии (патент РФ №2280155).

Практическая значимость работы заключается в следующем: создана эффективная технология гидроакустического воздействия на прискважинную зону пласта;

- разработан метод повышения нефтеотдачи пластов, который позволяет увеличивать дебит скважин старого фонда, восстанавливать производительность действующих и осваивать новые скважины на основе повышения эффективности обработки ПЗП.

- разработан регламент применения новой технологии очистки призабойной зоны скважины в промышленных условиях; результаты,

полученные в диссертационной работе, использованы в ОАО «Татнефтепром».

снижены возможные капиталовложения за счет простой надежной и работоспособной конструкции предложенного гидроакустического генератора.

- сформулированы требования к конструкции устройства для осуществления гидроакустического воздействия.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на V Конгрессе нефтегазопромышленников России (Казань, 2004), Международной научной конференции (Казань, 2005), Международной научно - технической конференции (Уфа, 2006), Всероссийской научно - практической конференции «Большая нефть 21 века» (Альметьевск, 2006), научно-практической конференции «Новая техника и технология для геофизических исследований скважин» в рамках XVI международной специализированной выставки «Газ. Нефть. Технологии» (Уфа, 2008), научно-практической конференции «Новые технологии и безопасность при бурении нефтяных и газовых скважин». (Уфа, 2009), а также на конференциях молодых ученых и специалистов СургутНИПИнефть ОАО «Сургутнефтегаз».

Публикации. По теме диссертации автором опубликовано 20 печатных работ, в том числе 2 статьи в издании, рекомендованном ВАК, получено 2 патента Российской Федерации.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, основных выводов и рекомендаций, списка литературы включающего 119 наименований, изложена на 136 страницах машинописного текста, включает 12 рисунков, 11 таблиц.

Автор благодарит за оказанную помощь в работе над диссертацией научного консультанта, доктора технических наук В.Н.Федорова, выражает глубокую признательность кандидату технических наук Р.Ш.Муфазалову

за консультации в проведении исследований. Благодарен Р.К.Зарипову и Г.К.Мубаракшину за постоянное содействие в проведении производственных испытаний от ОАО «Татнефтепром», в практической реализации результатов работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении настоящей работы обосновывается актуальность темы диссертации, формулируется научная новизна, описывается реализация результатов исследований, приводятся данные ее структуры.

В первой главе выполнен анализ, научное обобщение и оценка современного состояния технологии воздействия на призабойную зону скважины. Изложены причины, влияющие на проницаемость ПЗП, рассмотрены способы воздействия и известные методы обработки ПЗП. Охарактеризованы устройства для акустической обработки.

Причинами ухудшения проницаемости ПЗП являются: механическое загрязнение, разбухание цементирующих составляющих породы при контакте с водой, физико-химическое и термохимическое воздействия на пластовый флюид и породу пласта-коллектора. Уменьшение или полное прекращение течения флюидов через малые проходные сечения происходит в результате разрушения защитных оболочек дисперсной фазы протекающих углеводородов и укрупнения отдельных микрочастиц в образования, соизмеримые с диаметром капилляра и зависят от состава породы, температуры и химического состава протекающей жидкости. Свойства корки из дисперсных частиц флюида, образующейся на стенках поровых каналов ПЗП зависят от состояния поверхностного натяжения на границе дисперсионная среда -поверхность минералов.

Значительную трудность при обработке скважин представляет удаление адсорбционных отложений из поровых каналов прискважинной зоны пласта (ПЗП), так как предельные углеводороды в тяжелых фракциях

нефти вступают в химический контакт с появлением валентных связей, происходит так называемый процесс хемосорбции. Для удаления адсорбционных отложений необходимо применение химических воздействий, например, таких как растворение, или, что эффективнее, декольматация ПЗП гидроакустической волной для отрыва отложений от стенок, с последующей промывкой скважины.

Восстановление и улучшение фильтрационных характеристик пласта может быть осуществлено с помощью гидроакустической технологии путем возбуждения в призабойной зоне волнового режима, который, способен не только восстановить изменившиеся вследствие загрязнения фильтрационные свойства пропластков, но и подключить новые, не работавшие ранее прослои, не нарушая структуры пласта. Воздействие акустической волны сопровождается созданием мощного потока жидкости, что приводит к повышению производительности скважин, и, как следствие, к увеличению нефтеотдачи пластов.

Большинство существующих высокопроизводительных способов воздействия на ПЗП нефтяной скважины связано со сложными и дорогостоящими технологическими операциями, требующими повышенного уровня безопасности (например, гидравлический разрыв пласта или способы термогазохимического воздействия).

Предлагаемая технология основана на создании процесса кавитации, при котором генерируется мощное резонансное волновое поле в многокомпонентной жидкой среде. Под действием этого поля происходит интенсивное диспергирование смешиваемых компонентов. Кроме того, предлагаемая волновая технология с успехом может применяться для увеличения приемистости нагнетательных скважин, получения различного рода высокодисперсных эмульсий, ингибиторов коррозии.

Преимуществом предлагаемой технологии является также невысокая стоимость работ и малая длительность проведения операции.

Благодаря применению этой технологии значительно уменьшаются затраты на ремонт скважин, достигается высокая степень безопасности работ отсутствует вредное воздействие на окружающую среду.

Во второй главе описаны теоретические исследования влияния акустического воздействия на физическое состояние ПЗП для разных типов породы при различных параметрах воздействия.

В коллекторах нефти и газа в общем случае могут одновременно распространяться волны трех типов: две продольные (первого и второго родов) и одна поперечная. Насыщенная пористая среда при распространении в ней звука находится в термодинамически неравновесном состоянии, вместе с тем, обладая большим значением потенциала внутренней энергии. Поэтому значительная часть акустической энергии затрачивается на восстановление первоначального равновесного состояния.

Анализ теоретических кривых показывает, что оптимальный диапазон частот для воздействия на прискважинную часть пласта находится в пределах 1—20 кГц. Проведенные исследования показали, что совместные тепловое и акустическое воздействия на запарафинированную и заглинизированную пористые среды приводят к восстановлению ее проницаемости на 40—50%.

Таким образом, акустическое воздействие на призабойную зону пласта может служить средством восстановления проницаемости пласта, а, следовательно, и повышения продуктивности скважин.

В третьей главе описан принцип работы гидроакустического генератора (рис.1). Рассмотрены особенности и рекомендации по выбору основных размеров вихревой камеры. Освещены результаты лабораторных экспериментов, направленных на изучение амплитудно-частотных характеристик гидроакустического генератора при различных режимах его работы по расходу рабочей жидкости и противодавлению. Целью

лабораторных исследований являлось определение пульсационных характеристик гидроакустического генератора, режимов работы (расход, перепад давления), при которых реализуется наибольшая интенсивность излучаемых акустических волн.

1 - приемная емкость , 2 - насос , 3 - гидроакустический генератор , 4 -сливная емкость, 5 -приемный патрубок, 6 - нагнетательная линия, которая соединяется с корпусом, 7 - выходной патрубок

6 14 9 13 12 11 В 7

(11=30 мм, с!2=40 мм, ¿3=50 мм, с!4=100мм, Ь=90 мм

6, 7 -нагнетательная линия, которая соединяется с корпусом, 8-корпус, 9-вихревая камера, 10-тенгенциальные входные каналы, 11-диафрагменный резонатор (в виде кольца), который начинает колебаться, 12-тороидальная камера (классический свисток), 13- резьбовое соединение, 14- камера предварительного закручивания потока, 15 - входной канал.

Рис. 1. Гидроакустический генератор, работающий в режиме параметрического усиления волн (патент РФ №2296612)

Используемый гидроакустический генератор (патент РФ №2296612) обладает свойством параметрического взаимодействия и усиления генерируемых волн, выходная волна обладает высокой направленностью и интенсивностью излучения. Кроме того, устройство обладает простотой и работоспособностью конструкции, надежностью в работе (отсутствуют подвижные детали и механические трения), технологичностью изготовляемых деталей.

Стенд для определения спектральных характеристик гидроакустического генератора показан на рис.2.

Рис. 2. - Стенд для изучения спектральных характеристик гидроакустического генератора

Испытания гидроакустического генератора на стендовом оборудовании проводились в следующей последовательности. Вода, отбираемая из бака, подавалась плунжерным насосом под высоким

давлением на вход в гидроакустический генератор, размещенный в трубной камере высокого давления. Из трубной камеры вода под избыточным давлением возвращалась обратно в бак. При постоянной частоте вращения привода насоса и, соответственно, расходе воды, давление на входе в гидроакустический генератор регулировалось краном, установленным в байпасной магистрали на выходе из насоса. Давление на выходе из гидроакустического генератора (противодавление) регулировалось краном, установленным в сливной магистрали на выходе из трубной камеры. При испытаниях измерялись пульсации давления в напорной магистрали на входе в гидроакустический генератор и на боковой поверхности, в средней и нижней частях трубной камеры гидроакустического генератора. Из анализа амплитудного спектра следует, что уровень пульсаций давления в нижней части трубной камеры на выходе из гидроакустического генератора на 10-15% выше по сравнению с уровнем пульсаций давления в верхней части. Значения колебаний давления, возбуждаемых гидроакустическим генератором при противодавлении 20, 18 и 40 атм. представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Значения колебаний давления, возбуждаемых гидроакустическим генератором

Датчик давления в нижней части трубной камеры Датчик давления в верхней части трубной камеры

Ргг(ср), атм Ргг(эф), атм 2Аргг, атм Ргг(ср), атм Ргг(эф), атм 2Аргг, атм

20 4,869 16 20 4,550 15

18 5,535 18 18 3,298 12

40 3,295 8 40 2,764 7

Результаты испытаний представлены в виде осциллограмм и амплитудного спектра пульсаций давления. Пример осциллограммы и амплитудный спектр пульсаций давления при противодавлении 20 атм. показан на рис.3.

0.Ю5 0.010 0,015 0,02

с,се 5 ¡дао о,он с,£е

Вр«»х, с

Ар, ЕГ 'СИ

1,5

0,003 0,010 0,015 0,02 Бре*ж,с

1,0 0.5

1

АЛ Г.* ■к! тм.

О 5000 10000 25000 20000 Частота, Га.

Ар, кГС-'СМ ^

0 5000 10000 15000 2СООО Частота, Га

Ар, ЕГС ' СМ

.

1000 2000 3000 4000 Частот». Ги

а - в нижней части трубной камеры на выходе из гидроакустического генератора (Ргг(эф)=4,869 кгс/см2);

б - в верхней части трубной камеры на выходе из гидроакустического генератора (Ргг(эф)=4,550 кгс/см2);

в - в напорной магистрали на входе в гидроакустическом генераторе при противодавлении 20 кгс/см2 (Рмг (ср)=195,8 кгс/см2, Рмг(эф)=1,429 кгс/см2)

Рис.3 - Осциллограмма и амплитудный спектр пульсаций давления

В качестве рабочей жидкости для проведения обработки призабойной зоны предлагается использовать водонефтяную эмульсию. Специфические свойства гидроакустического генератора, обеспечивающие высокую турбулентность в объеме, позволяют использовать его в качестве диспергатора для получения водонефтяной эмульсии.

Качественную и количественную оценку модели смешения водонефтяной эмульсии на основе применения гидроакустического генератора можно проводить на основе анализа закономерностей турбулентного переноса частиц в камере смешения. Для этого в лабораторных условиях Октябрьского филиала УГНТУ была разработана установка для моделирования процессов смешения многофазных сред

сливная емкость; 9 - краны; 10,11 - дифференциальные манометры

Рис. 4. Схема установки для исследования гидродинамики смешения

многофазных сред

В четвертой главе описаны операции очистки ПЗП, приведены результаты промышленных испытаний.

Гидроакустический генератор является источником мощных переменных волн импульсов давления. В зависимости от глубины скважины (статического давления) амплитуда волн достигает 2-5 МПа при частоте излучения 2-16 кГц. Эти волны проникают в ПЗП и способствуют ее очистке от загрязнений, отложений смол, асфальтенов, парафинов, частиц породы и глины.

Другим фактором, воздействующим на очистку ПЗП, является ускорение течения флюида по порам вследствие возбуждения условий нелинейного резонанса в пористой среде. При этом скорость фильтрации может увеличиваться в десятки, сотни раз за счет резонансного движения жидкости по капиллярам продуктивного пласта по сравнению со скоростью естественной фильтрации жидкости.

По данной технологии с использованием водонефтяной эмульсии произведена обработка скважин Шереметьевского и Ивинского месторождений ОАО «Татнефтепром». Результаты промысловых испытаний ПЗП показали высокую эффективность применения водонефтяной эмульсии для проведения обработки призабойной зоны пласта с использованием гидроакустической технологии. Среднесуточный дебит 6 скважин составлял в среднем - 1,62 т/сут, после обработки 4,6 т/сут при той же депрессии, т.е. в результате обработок коэффициент продуктивности скважин увеличился в 3 раза.

Положительные результаты обработок с применением гидроакустической технологии, полученные в различных геолого-физических условиях в скважинах, вскрывших карбонатные и терригенные пласты, свидетельствуют о высокой перспективности применения технологии в различных нефтеносных регионах (рис.5).

Основные выводы отражают обобщенные результаты исследований в соответствии с поставленными задачами.

В приложении приведены материалы, подтверждающие практическое внедрение и экономическую эффективность по изложенной в диссертационной работе технологии.

Рис.5. Технологическая схема проведения обработки призабойной зоны скважины гидроакустической технологии

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Причинами ухудшения проницаемости ПЗП, являются: механическое загрязнение, образование гидратов и отложение парафина и смолистых веществ, разбухание пластового цемента при контакте его с водой, физико-химическое воздействие на пластовый флюид и породу пласта-коллектора. С целью восстановления естественных фильтрационно-емкостных свойств и повышение нефтеотдачи пластов эффективными являются методы гидроакустического воздействия на призабойную зону скважины.

¡г

г

2. Анализ показывает, что оптимальный диапазон частот для воздействия на прискважинную часть пласта лежит в пределах 1—20 кГц.

3. Разработана конструкция гидроакустического генератора и описан его принцип работы в режиме параметрического усиления волн. Получен патент на полезную модель №2296612.

4. Проведены стендовые испытания гидроакустического генератора, из анализа амплитудного спектра следует, что имеются выраженные дискретные составляющие с частотами 3±0,2 кГц и с незначительно отличающимися амплитудами в диапазоне частот 11-16 кГц. Уровень пульсаций давления в нижней части на выходе из гидроакустического генератора на 10-15% выше по сравнению с уровнем пульсаций давления в верхней части.

5. Проведена оценка процесса смешения с применением гидроакустического генератора на основе моделирования и визуального мониторинга технологического процесса в лабораторных условиях. Наиболее интенсивное смешивание достигнуто при использовании гидроакустического генератора.

6. Перспективным направлением в развитии методов ограничения водопритока является применение высоковязких водонефтяных эмульсий, позволяющих бороться с обводнением продукции. Увеличение эффективности изоляционных работ достигается созданием водоизоляционного экрана из эмульсии, обладающей высокими структурно-механическими свойствами, адгезией к горным породам и хорошей фильтрующей способностью в пласт. Разработана и внедрена технологическая схема получения эмульсий для проведения ОПЗ.

7. Разработана методика воздействия на прискважинную зону пласта гидроакустической технологией с использованием водонефтяной эмульсией, получен патент РФ №2280155 на данную технологию.

Достоинством разработанной методики является то, что под действием упругих колебаний и градиентов давления происходит разрушение кольматирующих частиц, разупрочнение глинистых включений, ослабляется их сцепление с породой, ускоряется перенос частиц потоком жидкости по поровым каналам и вынос их в скважину, инициируется фильтрация флюидов в низкопроницаемых зонах, устраняется блокирующее влияние остаточных фаз (воды, нефти или газа), улучшаются фильтрационные свойства ПЗП. В результате акустического воздействия на кольматирующий материал и породу продуктивных пластов существенно повышается глубина проникновения реагентов в малопроницаемые зоны коллектора, что значительно повышает качество очистки ПЗП.

Основные положения диссертационной работы изложены в следующих публикациях:

1. Зарипов Р.К., Арсланов И.Г., Бадриев А.А., Маликова Э.Ф. Интенсификация процесса получения окисленного битума с использованием гидроакустической технологии // V Конгресс нефтегазопромышленников России: Тез. докл. - Казань, 2004.-е. 179.

2. Муфазалов Р.Ш., Арсланов И.Г., Зарипов Р.К. Зайдуллин А.И., Маликова Э.Ф. Глубинное устройство для регистрации волновых параметров гидроакустического генератора // Проблемы разработки и эксплуатации нефтяных месторождений. Межвузовский сборник научных трудов. Уфа, 2004.

3. Муфазалов Р.Ш., Арсланов И.Г., Зарипов Р.К. Зайдуллин А.И., Маликова Э.Ф. Измерительно-обрабатывающий комплекс для проведения испытаний гидроакустических генераторов колебаний давлений в стендовых условиях // Проблемы разработки и эксплуатации

нефтяных месторождений. Межвузовский сборник научных трудов. Уфа, 2004.

4. Муфазалов Р.Ш., Арсланов И.Г., Зарипов Р.К. Зайдуллин А.И., Маликова Э.Ф. Методика проведения испытаний гидроакустических генераторов, измерений характеристик и спектрального анализа пульсаций давления // Проблемы разработки и эксплуатации нефтяных месторождений. Межвузовский сборник научных трудов. Уфа, 2004.

5. Муфазалов P.III., Арсланов И.Г., Зарипов Р.К. Зайдуллин А.И., Маликова Э.Ф. Экспериментальное изучение спектральных характеристик гидроакустического генератора в стендовых условиях II Проблемы разработки и эксплуатации нефтяных месторождений. Межвузовский сборник научных трудов. Уфа, 2004.

6. Муфазалов Р. Ш., Арсланов И.Г., Бадриев A.A., Маликова Э.Ф. Гидроакустическая техника и технология для обработки и смешения многокомпонентных и многофазных систем // Проблемы разработки и эксплуатации нефтяных месторождений. Межвузовский сборник научных трудов. Уфа, 2004.

7. Муфазалов Р.Ш., Зарипов Р.К.Арсланов И.Г., Бадриев A.A., Маликова Э.Ф. Апробирование гидроакустической техники и технологии в промышленных условиях при получении жидких композиций // Проблемы разработки и эксплуатации нефтяных месторождений. Межвузовский сборник научных трудов. Уфа, 2004.

8. Маликова Э.Ф. Гидроакустическая технология получения многофазных композиций для вскрытия и освоения продуктивного горизонта. // Изд-во Казанского университета. Материалы международной научной конференции, 2005.

9. Муфазалов Р.Ш., Арсланов И.Г., Маликова Э.Ф. Научные основы применения гидроакустической технологии в нефтехимическом

комплексе. // Международная научно - техническая конференция. Уфа, 2006.

10. Арсланов И.Г., Суфиянов Р.Ш., Маликова Э.Ф. Интенсификация химико-технологических процессов с использованием гидроакустической технологии. // Всероссийская научно - практическая конференция. Большая нефть 21 века. Альметьевск, 2006.

11. Арсланов И.Г., Ситников Е.В., Маликова Э.Ф. Гидроакустическая интенсификация процесса диспергирования. // Всероссийская научно - практическая конференция. Большая нефть 21 века. Альметьевск, 2006.

12. Муфазалов Р.Ш., Арсланов И.Г., Маликова Э.Ф. Бадриев A.A. Практическое применение эмульсии, полученной гидроакустической технологией для обработки призабойной зоны пласта. Башкирский химический журнал. 2007 г. №5

13. Муфазалов Р.Ш., Мубаракшин Г.К., ЗариповР.Р. Маликова Э.Ф. Инновационные технологии для решения экологических проблем нефтегазохимического комплекса. Изд-во Казанского университета. Материалы международной научной конференции. Казань, 2008.

14. Маликова Э.Ф., Мубаракшин Г.К., Гайсин М.Р. Гидроакустическая техника для решения технологических и экологических задач в нефтегазодобывающей отрасли. Изд-во Казанского университета. Материалы международной научной конференции. Казань, 2008.

15. Федоров В.Н., Лушпеев В. А., Маликова Э.Ф. Термогидродинамические исследования сложнопостроенных коллекторов на стадии освоения НТЖ «Нефтяное хозяйство». - М.: 2009. - №1. -С. 64-65.

16. Маликова Э.Ф., Федоров В.Н., Мубаракшин Г.К. Гидроакустическая технология обработки призабойной зоны пласта для

повышения продуктивности скважин. Изд-во УГНТУ. Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Новые технологии и безопасность при бурении нефтяных и газовых скважин». Уфа, 2009.

17. Муфазапов Р.Ш., Тазиев ММ., Мубаракшин Г.К., Маликова Э.Ф., Рейнгард С.Р. Инновационные энергосберегающие технологии на волновых принципах для бурения, первичного вскрытия продуктивного горизонта и воздействия на пласт. Изд-во УГНТУ. Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Новые технологии и безопасность при бурении нефтяных и газовых скважин». Уфа, 2009.

18. Маликова Э.Ф., Федоров В.Н. Сбор, автоматизация и хранение результатов гидродинамических исследований в системе БДКД в компании ОАО «Сургутнефтегаз». Изд-во УГНТУ. Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Новые технологии и безопасность при бурении нефтяных и газовых скважин». Уфа, 2009.

19. Патент на изобретение №2280155 от 10 августа 2004 года. Способ воздействия на околоскважинное пространство продуктивного пласта. Муфазалов Р.Ш., Зарипов Р.К., Мубаракшин Г.К., Климова Л.Р. Маликова Э.Ф.

20. Патент РФ № 2296612 от 05 мая 2005 года. Гидроакустический гомогенизатор для многокомпонентных и многофазных сред. Муфазалов Р.Ш., Климова Л.Р., Арсланов И.Г., Зайдуллин А.И., Маликова Э.Ф., Бадриев A.A.

Соискатель

Э.Ф.Маликова

Подписано в печать 17.08.09 Тираж 100 экз Заказ 425

Отпечатано ООО «Авиаграфия» 628400, г. Сургут, ул. Профсоюзов, 31 офис 126 Тел. (3462) 32-33-32

Заключение Диссертация по теме "Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений", Маликова, Эльмира Фидависовна

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Причинами ухудшения проницаемости ПЗП являются механическое загрязнение, разбухание пластового цемента при контакте его с водой, физико-химическое и термохимическое воздействия на пластовый флюид и породу пласта-коллектора. С целью восстановления естественных фильтрационно-емкостных свойств и повышение нефтеотдачи пластов эффективными являются методы гидроакустического воздействия на призабойную зону скважины.

2. Анализ показывает, что оптимальный диапазон частот для воздействия на прискважинную часть пласта лежит в пределах 1—20 кГц.

3. Предложена конструкция гидроакустического генератора и описан его принцип работы в режиме параметрического усиления волн. Получен патент на полезную модель №2296612.

4. Проведены стендовые испытания гидроакустического генератора, из анализа амплитудного спектра следует, что имеются выраженные дискретные составляющие с частотами 3000±200 Гц и с незначительно отличающимися амплитудами в диапазоне частот 11000-16000 Гц. Уровень пульсаций давления в нижней части на выходе из гидроакустического генератора на 10-15% выше по сравнению с уровнем пульсаций давления в верхней части.

5. Проведена оценка процесса смешения с применением гидроакустического генератора на основе моделирования и визуального мониторинга технологического процесса в лабораторных условиях. Наиболее интенсивное смешивание достигнуто при использовании гидроакустического генератора.

6. Перспективным направлением на развитие методов ограничения водопритока является применение высоковязких водонефтяных эмульсий, позволяющих бороться с обводнением продукции, увеличение эффективности изоляционных работ достигается созданием водоизоляционного экрана из эмульсии, обладающим высокими структурно-механическими свойствами, адгезией к горным породам и хорошей фильтрующей способностью в пласт. Разработана и внедрена технологическая схема получения эмульсий для закачки в нефтяной пласт.

7. Разработана технология воздействия на призабойную зону пласта гидроакустической технологией с использованием водонефтяной эмульсией, получен патент РФ №2280155 на данную технологию. Под действием упругих колебаний и градиентов давления происходят разрушение кольматирующих частиц, тискотропное разупрочнение глинистых включений, ослабляется их сцепление с породой, ускоряются перенос частиц потоком жидкости по поровым каналам и вынос их в скважину, инициируется фильтрация флюидов в низкопроницаемых зонах, устраняется блокирующее влияние остаточных фаз (водя, нефти или газа), улучшаются фильтрационные свойства ПЗП. При акустическом воздействии на кольматирующий материал и породу продуктивных пластов существенно повышается глубина проникновения реагентов в малопроницаемые зоны коллектора, все это значительно повышает качество очистки ПЗП.

8. По данной технологии с использованием водонефтяной эмульсии обработали 2 скважины Шереметьевского и 4 скважины Ивинского месторождений ОАО «Татнефтепром». Среднесуточный дебит 6 скважин составлял в среднем - 1,62 т/сут, после обработки 4,6 т/сут, т.е. в результате обработок дебиты скважин возросли в 3 раза.

Положительные результаты обработок с применением гидроакустической технологии, полученные в различных геолого-физических условиях в скважинах, вскрывших карбонатные и терригенные пласты, свидетельствуют о высокой перспективности применения новой технологии в различных нефтеносных регионах.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Маликова, Эльмира Фидависовна, Сургут

1. Аветисов А.Г., Бондарев B.H., Булатов А.И. и др. Оптимизация процессов промывки и цементирования скважин. М.: Недра, 1980. 216с.

2. Азимов P.A., Коршунов Г.И., Приходько Ю.Н. Комплексная характеристика гидродинамических явлений с учетом особенностей геологической структуры / Народное хозяйство Республики Коми. № 2, 1998. С.23-26.

3. Аметов И.М., Байдиков Ю.Н., Рузин Л.И. и др. Добыча тяжелых и высоковязких нефтей. М.: Недра, 1995. 205с.

4. Амиров АД., Овнатанов С.Т., Яшин A.C. Капитальный ремонт нефтяных и газовых скважин М.: Недра, 1975.

5. Амиян В.А., Васильева Н.П. Вскрытия и освоение нефтегазовых пластов. М.: Недра, 1972. 306с.

6. Антониади Д.Г. Научные основы разработки нефтяных месторождений термическими методами. М.: Недра, 1995. 313с.

7. Бадиков Ю.В., Галиахметов Р.Н. Манойлов А.М.Об эффективности различных методов воздействия в химической технологии // Акустчиеская кавитация и применение ультразвука в промышленности: Сб. Славское, 1985. - С.69.

8. Бадиков Ю.В., Гарифуллина З.Н. Исследование гидроакустического воздействия на диспергирование твердой фазы препарата «Далур»// Новое в области разработки ХСЗР: Сб. Уфа: ВНИТИГ, 1985. - С.40.

9. Бадиков Ю.В., Галиахметов Р.Н., Курочкин А.К. Совершенствование технологии получения дифенилолпропана //Совершенствование процессов нефтехимического синтеза: Сб. Уфа, 1986.

10. Боголюбов Б.Н., Лобанов В.Н., Бриллиант Л.С. и др. Интенсификация добычи нефти низкочастотным акустическим воздействием / Нефтяное хозяйство. 2000, № 9.

11. Бойко B.C. Разработка и эксплуатация нефтяных месторождений. Учеб. для вузов. М.: Недра, 1990. 427с.

12. Булатов А.И., Проселков Ю.М., Ребченко В.И. Технология промывки скважин. М.: Недра, 1980.

13. Булатов А.И., Проселков Ю.М. Технология промывки и освоение скважин. М.:Недра, 1981. - 303с.

14. Булатов А.И., Круглицкий Н.Н., Мариампольский Н.А. Промывочные жидкости и тампонажные растворы. М.: Техника, 1974. - 232 с.

15. Веников В.А. Теория подобия и моделирования. М.: Высш.школа, 1986.-428 с.

16. Вклад ученых Башнипинефти в развитие нефтедобывающей промышленности Башкортостана / Е.В. Лозин и др.. Уфа: Башнефть, 2002. 302с.

17. П.Власов С.А., Краснопевцева Н.В. (НТО "ИТИН"), Каган Я.М., Полищук А.М. Применение биополимеров для повышения нефтеотдачи/ Нефтяное хозяйство, 2002. №8.

18. Возный П.А, Чураев Н.В. Термоосмотическое течение воды в пористых стеклах. Коллоидный журнал, т. XXXIX, 1997, № 3. С.438-443.

19. Волькенштейн Ф.Ф. Электронные процессы на поверхности полупроводников при хемосорбции. М.: Наука, 1987. 431с. (вместо 9)

20. Газизов А. Ш., Газизов А. А. Повышение эффективности разработки нефтяных месторождений на основе ограничения движения вод в пластах = : Increase of field development efficiency by restricting water flow in the formations. M.: Недра, 1999. 284c.

21. Газизов A.A. Увеличение нефтеотдачи неоднородных пластов на поздней стадии разработки. М.: Недра, 2002. 638с.

22. Гайворонский И.Н., Леоненко Г.Н., Замахаев B.C. Коллекторы нефти и газа Западной Сибири. Их вскрытие и опробование, М: Геоинформмарк, 2000.

23. Ганиев Р.Ф., Украинский Л.Е. Динамика частиц при воздействии вибрации. Киев. Издательство «Наукова думка», 1975, 168с.

24. Ганиев Р.Ф. Колебательные явления в многофазных средах и использование в технике и технологии. Киев. Издательство «Техника», 1980, 203 с.

25. Ганиев Р.Ф. Волновая техника и технология. Научные основы, промышленные испытания и их результаты, перспективы использования. М.: Издательская фирма «Логос», 1993, 127 с.

26. Городнов В.Д. Методика определения набухания глин / В кн.: Разработка газовых и конденсатных месторождений. М.: Недра, 1970. 104с.

27. Добрынин В. M. и др. Фазовые проницаемости коллекторов нефти и газа. М.: ВНИИОЭНГ, 1988. 52с.

28. Замахаев B.C. Переходные процессы в пластах при первичном вскрытии и их влияние на освоение скважин / Журн. «Бурение», Специальное приложение к журналу «Нефть и Капитал» № 2, С.11-14.

29. Замахаев B.C. Физические основы планирования импульсно-волнового воздействия на нефтегазовые пласты. Нефтеотдача 2002, №5.

30. Золотарев П.П., Николаевский В.Ню Термодинамический анализ нестационарных процессов в насыщенных жидкостью и газом деформируемых средах. Труды Всесоюзного научно-исследовательского института нефтяной и газовой промышленности. №1, 1966. с.78.

31. Ивакин Б.Н., Кузнецов O.JI., Кайданов Э.П. К методике численного решения прямой геофизической задачи при акустическом каротаже. В сб. трудов Всесоюзного научно-исследовательского института ядерной геофизики и геохимии, вып. 18, 1973, с.26.

32. Иванников В.И., Кузнецов O.JL, Кузнецов Ю.И, Медведев Р.В., Семашко C.B., Чахмахчев В.Г. Влияние плотности бурового раствора наустойчивость стенок сверхглубокой скважины. (Опыт проходки Кольской СГ-30) М, ВНИИгеоинформсистем, 1989.

33. Интенсификация добычи нефти и газа: Сб. науч. тр. // Ташк. политехи, ин-т им. Беруни; Редкол.: 3. С. Ибрагимов (отв. ред.) и др.. Ташкент: ТашПИ, 1989. 56с.

34. Интенсификация притока вибрационным воздействием на забой скважины для увеличения отбора нефти. /Р.В.Вестермарк, Дж.Ф.Бретт, Д.Р.Мелони. Нефтегазовые технологии. 2002, №3.

35. Калашников Н.В., Черникин В.И. Вибропрогрев вязких нефтепродуктов. М.: «Недра», 1961, 120с.

36. Каплан JI.C., Семенов A.B., Разгоняев Н.Ф. Развитие техники и технологий на Туймазинском месторождении. Уфа: РИЦ АНК «Башнефть», 1998.416с.

37. Киинов JI.K. Разработка месторождений парафинистых и вязких нефтей в Западном Казахстане. М.: ВНИИОЭНГ, 1996. 149с.

38. Крец В.Г. Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений: Учеб. Пособие/ Том. политехи, ун-т. Томск: ТПУ, 1992. 112 с.

39. Кудинов В.И., Сучков Б.М. Интенсификация добычи вязкой нефти из карбонатных коллекторов // Самара: Кн. изд-во, 1996. 437с.

40. Кузнецов O.JL, Сергеев JI.A. Акустические свойства насыщенных зернистых сред. Труда Акустического института, вып. XI, М., 1970, с. 109.

41. Кузнецов О.Л., Сергеев Л.А., Симкин Э.М. О возникновении вынужденной конвекции в насыщенных песках под действием звукового поля. «Журнал прикладной механики и технической физики», №3, 1968, с.97.

42. Кузнецов О.Л., Симкин Э.М., Чилингар Дж. Физические основы вибрационного и акустического воздействий на нефтегазовые пласты. М.: Мир, 2001. 260с.

43. Кузнецов Ю.С. исследование и разработка метода вибровоздействия в зоне цементирования при креплении скважин. Автореферат дисс.канд.техн.наук. Уфа, 1972.

44. Курьянов Ю.А., Кузнецов О.Л., Чиркин И.А. Исследование техногенной трещиноватости, возникающей после гидроразрыва пласта // Гос. науч. центр. Рос. Федерации-ВНИИгеосистем. Ин-т нефтегазовых технологий Рос. акад. естеств. наук. М., 2001. 69 с.

45. Лебединец Н.П. Изучение и разработка нефтяных месторождений с трещиноватыми коллекторами. М.: Наука, 1997. 396с.

46. Левич В.Г. Физико-химическая гидродинамика. М.: Госиздат, физ. мат. лит., 1959. 700с.

47. Люстрицкий В.М. Влияние дисперсности на вязкость нефтеводяных эмульсий//Нефтепромысловое дело, 1997, № 10-11. С. 35-37.

48. Ляховицкий Ф.М. Упругие свойства зернистых сред. М., Московский государственный университет, 1975, 120с.

49. Маскет М. Течение однородных жидкостей в пористой среде. М.: Гостоптехиздат, 1949.

50. Медведев Н.Я. Проблемы разработки крупных газонефтяных залежей и пути их решения. М.: ВНИИОЭНГ, 1995. 28с.

51. Мингулов Ш.Г. Технология освоения глубокозалегающих коллекторов за счет тепловой обработки глубинными диссипаторами гидравлической энергии / Дисс. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук. СПб, 2001.

52. Мирзаджанзаде А.Х., Аметов И.М. Прогнозирование промысловой эффективности методов теплового воздействия на нефтяные пласты. М.: Недра, 1983.

53. Патент РФ №2047754. Способ обработки призабойной зоны эксплутационной скважины и устройство для его осуществления / Р.Ф.Ганиев, В.П.Вагин, Г.А.Калашников и др.

54. Патент РФ № 2175718. Скважинное оборудование для обработки призабойной зоны пласта и гидродинамический генератор колебаний расхода для него / В.П.Дыбленко, Е.Ю.Марчуков, И.А.Туфанов и др.

55. Повышение эффективности выработки трудноизвлекаемых запасов нефти карбонатных коллекторов: Учеб. пособие/ В. Е. Андреев, Ю. А. Котенев, А. Г. Нугайбеков и др.; Уфим. гос. нефтяной техн. ун-т. Уфа: УГНТУ, 1997. 137с.

56. Повышение эффективности разработки месторождений углеводородов/ Редкол.: Э. В. Соколовский (отв. ред.) и др.. Грозный: Севкавнипинефть, 1991. 138с.

57. Попов A.A., Дорняк C.B. Опыт обработки и освоения скважин с применением гидрогенераторов давления. Тр. Печорнипинефти, 1985, вып. 12.

58. Породы-коллекторы на больших глубинах: Сб. науч. тр./ АН СССР, Междувед. литол. ком. Отв. ред. Б. К. Прошляков. М.: Наука, 1990. 167с.

59. Ратинская И.А. О затухании звука в эмульсиях. «Акустический журнал», т.8, вып.2, 1962, с.62.

60. Ребиндер П.А. Стабилизация дисперсных систем// Журнал «Физическая химия», т. 1, вып. 415, 1930. С.533-535.

61. Рубинштейн Л.И. Температурные поля в нефтяных пластах. М.: «Недра», 1972, 275с.

62. Рукенштейн Э. К вопросу о коэффициенте массо и теплоотдачи в случае турбулентного движения. «Журнал прикладной химии», т.36, №5, 1963, с.104.

63. Сафонов E.H., Исхаков И.А., Гайнуллин К.Х., и др. Применение новых методов увеличения нефтеотдачи на месторождениях Башкортостана/ Нефтяное хозяйство, 2002. №4.

64. Сборник докладов молодых ученых и специалистов на XVIII творческой конференции АНК «Башнефть» Уфа, 2000. 70с.

65. Семенова Н.Г. Экспериментальные исследования процесса установления акустических течений. В сб. VI Всесоюзной акустической конференции, 1968, Б.4.5, с.75.

66. Сидоровский В.А. Вскрытие пластов и повышение продуктивности скважин. М.: Недра, 1978. 256с.

67. Слюсарев Н.И., Белюгов К.Ю., Усов А.И. Технологические и технические решения для повышения качества строительства и продуктивности скважин, СПб, СПГГИ, 2002.

68. Современные методы и системы разработки газонефтяных залежей // В. Е. Гавура, В. В. Исайчев, А. К. Курбанов и др.; ГП "Роснефть", РМНТК "Нефтеотдача". М.: Всерос. НИИ орг., управления и экономики нефтегазовой пром-сти, 1994. 344с.

69. Справочник по добыче нефти / В.В.Андреев, К.Р.Уразаков, В.У.Далимов и др.; Под ред. К.Р.Уразакова. 2000. 376с.

70. Тер-Саркисов, P.M. Повышение углеводородоотдачи пласта нефтегазоконденсатных месторождений. М.: Недра, 1995. 166с.

71. Течения в пористых средах: физика, модели, вычисления /Рос. АО «Газпром», Информ.-реклам. центр газовой пром-сти. М.: ИРЦ Газпром, 1997.

72. Ураинский Л.Е. Волновая технология в нефтяной промышленности /под редакцией Ганиева Р.Ф. : Уфа. Издательство РНТИК «Баштехинформа», 1999, 46 с.

73. Флин Г. Физика акустической кавитации в жидкостях /Методы и приборы ультразвуковых исследований: Пер. с англ. М.: Мира, 1967, 362с.

74. Хафизов Ф.Ш. Разработка технологических процессов с использованием волновых воздействий. Дисс. . докт. техн. наук. Уфа: изд-во УГНТУ, 1996.

75. Христианович С.А., Гриб А.А., Рыжов О.С. Теория коротких волн//ЖПМТФ, т. 1, № 1, 1961.

76. Эффективность методов воздействия на призабойную зону скважин. / Нефтяная промышленность. Серия «Нефтепромысловое дело». М.: ВНИИОЭНГ, 1979.

77. Belonenko V.N. "Vibro seismic technology for increasing hydrocarbon bed recovery" New Technologies for the 21st Century. Join English/Russian Magazine, Vol. 4, 2000. p. 14.

78. Beresnev I.A. et.al. "Elasticwave stimulation of oil production: A review of methods and results". Geophysics. Vol. 59, No. 6, June 1994.

79. Biot M. A. «Michanics of deformation and acoustic propagation in porous media», J. Appl. Phys., v.33, N 4, 1962, p.230.

80. Biot M. A. «Theory of propagation of elastic waves in a fluid saturated porous solid», part I, II J. Acoust Soc. Amer., v.28, N 2, p.101-106, 1966.

81. Brand H. «А study of the spead of sound in porous granular media». J. Appl. Mich., v.22, N 4, 1965. p.103.

82. Changjin S. et. al. "Basic research on applying physical fields to increasing crude oil production", Shi You Xue Ba, Vol. 18, No. 3, p. 63, July 1997.

83. Dusseault M.B. et. al. "Removing mechanical skin in heavy oil wells". SPE International Symposium on Formation Damage, Lafayette, Louisiana, SPE 58718, Feb. 23-24. 2000.

84. Herts H. «Zeitchrift fur reine und angewandete». Mathematic, Berlin, 1981, p.230.128

85. Jiangou M, rt. al. "Increasing the water flood recovery effeciency of cover by mechanical vibration", Xi An Shi You Xue Yue Bao, Vol. 12, No. 4, p. 19. July 1997.

86. Ling Y. et. al. "Effect of mechanical vibration on the capillary pressure curve and the wettability of a core". Vol. 12, No. 5, Sept. 1997. p. 23.

87. Mingyuan L. et. al. "The study of oil recovery by water flooding with sound vibration", Petroleum Science, Vol. 2, No. 1, March 1999. p. 48.

88. Nikolaevswkiy V.N. "Residual oilreservoir recovery with seismic vibrations", SPE Production & Facililies. May 1996. p. 89.

89. Pan Y. "Reservoir analysis using intermediate frequency excitation". PhD dissertation, Stanford University, August 1999.

90. Sharma A. et. al. "Seismic stimulation of oil production in mature reservoirs". Am. Assoc. Petrol. Geol. Annual Convention, Extended. Vol. 2, 1998. p. 591.

91. Spanos T.J.T. et. al. "Pressure pulsing at the reservois scail: A new EOR approach" presented at the CIM Conference, Calgary, Canada, June 1999.

92. Wenfei Z. et.al. "Coupling wave propagation model through porous media in artifical vibration oil producing". Ssi You Zuan cai Gong Yi, Vol. 19. No. 1, 1997. p. 60.г. кгс.:с.мчр. кг: гм *- . кгг'см1. С,С