Совершенствование скважинной технологии гидроимпульсного воздействия на горные породы при добыче полезных ископаемых

Савченко, Андрей Владимирович

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Совершенствование скважинной технологии гидроимпульсного воздействия на горные породы при добыче полезных ископаемых
ВАК РФ 25.00.22, Геотехнология(подземная, открытая и строительная)

Автореферат диссертации по теме "Совершенствование скважинной технологии гидроимпульсного воздействия на горные породы при добыче полезных ископаемых"

На правах рукописи

(ЩОъ'Г

Савченко Андрей Владимирович

003475012

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СКВАЖИННОЙ ТЕХНОЛОГИИ ГИДРОИМПУЛЬСНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ГОРНЫЕ ПОРОДЫ ПРИ ДОБЫЧЕ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Специальность:

25.00.22 - «Геотехнология» (подземная, открытая и строительная) 05.05.06 - «Горные машины»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Новосибирск - 2009

Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институте горного дела Сибирского отделения РАН

Научный руководитель:

академик РАН, профессор Курленя Михаил Владимирович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Сорокин Владимир Николаевич

доктор технических наук, профессор Клишин Владимир Иванович

Ведущая организация:

Кузбасский государственный технический университет (г. Кемерово)

Защита состоится «19» июня 2009 г. в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 003.019.01 при Институте горного дела СО РАН, в конференц-зале.

Адрес: 630091, г. Новосибирск, 91, Красный проспект, 54 С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИГД СО РАН. Автореферат разослан «18» мая 2009 года. Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор технических наук

Попов Н.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы.

При разработке земных недр широкое применение нашли скважинные методы извлечения: урана, меди, цинка методом выщелачивания; соли методом растворения; битума, нефти, газа, газоконденсатов, воды и других полезных ископаемых.

Скважинный способ добычи полезных ископаемых позволяет вовлечь в разработку месторождения, залегающие на значительных глубинах (недоступных по технологическим и экономическим показателям для открытых и шахтных технологий) и месторождения бедных руд.

Продуктом добычи при этом являются пластовые флюиды сложного состава, в том числе двухфазные смеси жидкости и газа с содержанием элементов структуры продуктивного пласта и других примесей.

Добыча флюида осуществляется с помощью разнообразного насосного оборудования, размещаемого в обсаженных трубами скважинах с перфорацией, выполненной в зоне продуктивного пласта и различного рода фильтрационными устройствами. Система скважинкой разработки месторождения включает значительное (десятки - сотни) число скважин различного назначения: добывающие, нагнетательные, специальные. Скважинный способ добычи считается в настоящее время наиболее экологически безопасным.

Процесс разработки характеризуется изменчивостью во времени и, как правило, сопряжен с падением дебита скважин, что обусловлено целым рядом причин: выработанностью месторождения по полезному продукту, падением забойного давления, изменением условий фильтрации флюида, кольматацией приемной зоны скважины или фильтра и многим другим.

Исходя из многолетнего опыта применения известно, что все процессы растворения и фильтрации существенно ускоряются при волновом воздействии на пласт. Эффективность этого метода определяется энергией, излучаемой в пласт и величиной зоны охвата, которая существенным образом зависит от частоты колебаний.

Проблема интенсификации процессов извлечения полезных ископаемых является важнейшей и актуальной. Актуальность проблемы подчеркнем на примере добычи нефти, где скважинные технологии являются определяющими. Для нефтяных месторождений полнота извлечения составляет 40-60%, а увеличение нефтеотдачи на разрабатываемых месторождениях России всего лишь на один процент равноценно открытию нескольких крупных месторождений, которые могут обеспечить 2,5-3 летнюю добычу нефти по стране.

На современном этапе развития горного производства требуется совершенствование технологического процесса, обеспечивающего интенсификацию или стабилизацию добычи, полноту извлечения различных полезных ископаемых. Для этого необходима разработка специализированного оборудования и технологии производства работ.

Решению этой задачи посвящена диссертационная работа, которая выполнена в рамках Государственных контрактов №02.445.11.7411 - 2006г.,

№ 2007-5-1.5-34-02-019 - 2007+2008гг., грантов Президента РФ Научная школа-

НШ-2273.2003.5 - 2003-2005гг„ НШ-5974,2006,5 - 2006-2007гг„ грантов РФФИ №00-05-65438-а - 2000-2002гг., №01-05-79033-к - 2001г., №02-05-64755-а- 2000Н-2002ГТ., №05-05-64558-а - 2006*2008гг.

Целью работы является разработка способа и технических средств воздействия упругими колебаниями на продуктивные пласты для интенсификации добычи полезного ископаемого.

Идея работы состоит в использовании закономерностей гидроударного возбуждения упругих колебаний во флюидонаполненных скважинах для осуществления различных технологических режимов воздействия на продуктивные пласты.

В соответствии с идеей и целью работы определены следующие задачи исследований:

1. Разработать модель и численно исследовать гидроударный способ генерации упругих колебаний в скважине.

2. Разработать гидроударное устройство возбуждения упругих колебаний и исследовать взаимодействие его составных частей.

3. Разработать технологические схемы волновых воздействий на флюидосодержащие пласты и технический комплекс оборудования для их реализации.

4. Провести опытно-промышленные испытания созданных технических средств и технологий.

Методы исследований. Анализ и обобщение литературных источников, физическое и математическое моделирование, гидродинамические и геофизические методы исследования скважин, методы динамометрирования и эхолокации скважин, натурные эксперименты, сопоставление теоретических и экспериментальных результатов.

Основные научные положения, защищаемые автором:

1. Гидроударный способ генерации импульсов давления в эксплуатационных скважинах обеспечивает энергию волновых воздействий на глубокозалегаюшие породы более 30 кДж.

2. Разделение стадий накопления энергии и импульсного воздействия по фазам разнонаправленного движения штангового привода исключает ударно-динамические воздействия на привод устройства.

3. Использование закономерностей гидроударного возбуждения импульсов давления в эксплуатационных скважинах обеспечивает комплексное гидравлическое и сейсмическое воздействие на горные породы при добыче полезных ископаемых.

положительными результатами промышленных испытаний скважинной технологии сейсмического воздействия на продуктивные пласты.

Научная новизна работы состоит в следующем;

1. Разработана технологическая схема, одновременно реализующая гидроимпульсный и сейсмические способы воздействия упругими колебаниями на продуктивные пласты.

2. Разработана модель и создана методика расчета параметров скважинного гидроударного генератора.

3. Разработан способ генерации упругих колебаний, обеспечивающий защиту штангового привода от негативных влияний гидравлического удара.

Личный вклад автора заключается в:

- разработке способа и технических средств воздействия упругими колебаниями на продуктивные пласты;

- проведении аналитических и экспериментальных исследований гидроударного способа;

- обработке экспериментальных данных и их математической интерпретации;

- участии в промышленных испытаниях скважинного гидроударного способа на месторождениях.

Практическая ценность работы заключается в создании промышленных образцов и разработке технологических режимов для гидроимпульсных воздействий. Разработанные средства и способы воздействия упругими колебаниями способствуют повышению извлечения флюида из продуктивных пластов.

Реализация работы.

Разработанные способы реализованы в скважинных гидроударных установках и применены на Манчаровском месторождении г. Дюртюли и Ошворце-Дмитриевском месторождении г. Ижевск, в результате чего дополнительная добыча нефти по контрольным замерам в отдельных скважинах месторождений превысила 14 тыс. т.

Апробация работы. Основные результаты и выводы диссертационной работы докладывались на семинарах ИГД СО РАН, конференциях: ГЕОСибирь (г. Новосибирск, 2006, 2007, 2008, 2009гг.); Химия нефти и газа VI (г. Томск, 2006г.); Фундаментальные проблемы формирования техногенной геосреды (г. Новосибирск, 2006г.); Шестая международная конференция «Ресурсовоспроизводящие, малоотходные и природоохранные технологии освоения недр» (г. Караганда, 2006г.); Пятые международные Надировские чтения (г. Актобе, 2006г.); Добыча, подготовка, транспорт нефти и газа V (г. Томск, 2007г.); «Чтения памяти В.Р. Кубачека» (г. Екатеринбург 2008, 2009гг.).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 17 печатных работ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, изложенных на 130 страницах машинописного

текста, включает 5 таблиц, 55 рисунков и содержит список использованной литературы из 95 наименований.

Автор признателен научному руководителю М.В. Курлене за ценные советы по работе, C.B. Сердюкову, E.H. Чередникову, Ю.С. Захарову, а также всему коллективу лаборатории «Волновых технологий добычи нефти» за помощь и поддержку при выполнении работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дана общая характеристика и краткое содержание работы, обоснована актуальность темы, коротко изложены основные научные результаты, выносимые на защиту.

Первая глава посвящена анализу известных физических методов и способов воздействия упругими колебаниями на горные породы, позволяющему выявить наиболее перспективные направления их развития и пути совершенствования.

Большой вклад в развитие скважинных технологий добычи полезных ископаемых и гидроударных воздействий на горные породы внесли: A.C. Алексеев, М.Ю. Ащепков, В.П. Вагин, С.М. Гадиев, В.П. Дыбленко, С. Костров, М.В. Курленя, A.A. Попов, Н.П. Ряшенцев, C.B. Сердюков, Э.М. Симкин, M.JI. Сургучев, E.H. Чередников, И.С. Чичинин.

Классификация физических методов воздействий по выделенным признакам выглядит следующим образом:

A. Общая характеристика метода. 1) Область применения: обработка призабойной зоны; объемное воздействие на пласт; комбинированное воздействие (низкочастотное - пласт, высокочастотное - призабойная зона). 2) Область ввода сейсмического поля в массив горных пород: в пласт; с дневной поверхности. 3) Фазовая составляющая пласта, подвергаемая воздействию: твердая (матрица); флюид.

Б. Параметры воздействия: режим воздействия; частотный диапазон; интенсивность воздействия; продолжительность воздействия.

B. Характеристика оборудования: геометрия системы генератор -излучатель; привод генератора.

Выполненный анализ методов волнового воздействия упругими колебаниями на продуктивные пласты позволяет сделать вывод о целесообразности и эффективности применения скважинных гидравлических систем с целью воздействия на горные породы, обладающих высокой энергетикой воздействия, за счет введения ее непосредственно в продуктивный пласт. Это позволило определить требования, предъявляемые к скважинным технологиям разработки полезных ископаемых, основными из которых являются: • технические средства воздействий должны по своим параметрам (энергии и частотному диапазону) соответствовать оптимальным для конкретных месторождений и обеспечивать эффективное воздействие на горные породы на расстояния в сотни и тысячи метров от скважины; • воздействия должны быть многократными (сотни тысяч и миллионы циклов) с соблюдением стабильности излучаемых волн при различных режимах

воздействия и, следовательно, технические средства должны обладать необходимой для этого долговечностью; • введение в комплекс оборудования работающего в резко динамическом режиме пульсатора не должно отражаться на динамике нагружения и долговечности самого устройства и элементов привода.

В главе сформулированы и обоснованы цель диссертационной работы и задачи исследований.

Во второй главе излагаются результаты теоретических исследований модели скважннного гидроударного генератора со штанговым приводом и численного расчета их параметров.

Принцип скважинного возбуждения сейсмических волн в продуктивном пласте заключается в следующем. В скважине имеется столб жидкости высотой Н и плотностью р, создающий давление на забой равное Р=р§Н. При подъеме этого объема жидкости массой несколько тонн на некоторую высоту 1 (что вполне достижимо, например, с помощью погружного насоса с поверхностным приводом) и при последующим сбросе его вниз, реализуется явление гидравлического удара, таким образом, импульс давления жидкости на забой составит десятки МПа, а возникшая при этом сила, переданная на продуктивный пласт, вызовет в нем упругие колебания. Каждый импульс воздействия включает широкий спектр частот - от долей герца до нескольких килогерц, в том числе и наиболее оптимальные с позиций эффективности воздействия (так называемые доминантные частоты).

Практическая реализация идеи заключается в образовании в скважине изолированных полостей с различным давлением. При сообщении этих полостей и перетоках жидкости из зон высокого давления в зону пониженного давления, в последней, образующей импульсную камеру, возникает гидродинамический импульс давления потока жидкости. Обусловленная действием этого импульса переменная сила, переданная через механический или гидравлический волновод и излучатель в продуктивный пласт, вызовет в нем сейсмические колебания.

Изменение давления в камерах достаточно просто можно осуществить с помощью погружного штангового насоса, приводимого в действие от внешнего привода - станка-качалки.

Во время работы штангового насоса при ходе плунжера вверх в подплунжерной камере и отсутствии ее связи с камерой всасывания образуется газожидкостная среда с пониженным давлением и, наоборот, в надплунжерной камере давление жидкости может быть повышено за счет ее сжатия при закрытой выкидной магистрали. Высокое давление можно обеспечить также от внешних источников или использовать столб жидкости в межтрубном пространстве при его изоляции от пласта, например, с помощью отсекателей или пакеров. Функции же своевременного и резкого сообщения камер с повышенным и пониженным давлениями возлагаются на специальное устройство-пульсатор, для создания импульсного броска давления жидкости, срабатывание которого осуществляется в зависимости от положения плунжера или от давлений в камерах.

Пример работы данной системы выглядит следующим образом. При движении плунжера вверх из крайнего нижнего положения жидкость из пласта

ш»

или межтрубного пространства поступает в подплунжерную всасывающую камеру. При этом имеется возможность перекрытия поступления жидкости полностью или на части хода и при дальнейшем движении плунжера вверх за счет разряжения давление в подплунжерной камере понижается. Одновременно жидкость из надштунжерной камеры вытесняется в выкидную линию или переливается в межтрубное пространство, а при закрытой задвижке выкидной линии сжимается в образованной надплунжерной камере.

Принципиальная схема системы возбуждения волновых процессов в продуктивном пласте может бьггь представлена в следующем виде (рис.1).

В обсаженную заполненную жидкостью на высоту Нж от насоса скважину 1, пересекающую на некоторой глубине нефтепродуктивный пласт 2 с выполненной перфорацией в зоне пласта, на насосно-компрессионных трубах 3 устанавливают цилиндр насоса 4, внутри которого размещают плунжер с возможностью осевого перемещения, штангами 5 связанный со станком-качалкой 6, обеспечивающим его возвратно-поступательное перемещение. Насос 4 связан с пульсатором 7, обеспечивающим периодическое создание в системе импульсных нагрузок, которые через волновод 8 и излучатель различного исполнения 9 передаются в продуктивный пласт, вызывая в нем упругие колебания. В системе может применяться пакер или отсекатель 10.

При достижении плунжером верхнего положения (на подходе к нему или наоборот, после начала движения вниз) камера повышенного давления (надшгунжерная или межтрубная) сообщается с подплунжерной камерой пониженного давления. Жидкость устремляется в подплунжерную камеру, образуя струю и достигая ее конца, наносит удар в заглушённый нижний торец камеры, передавая усилие на формирователь импульсов.

При движении плунжера вниз жидкость из подплунжерной камеры через нагнетательный клапан поступает в надплунжерную камеру. После полного опускания плунжера вниз цикл повторяется.

Возникший в подплунжерной камере импульс давления жидкости через гидравлический или механический (при преобразовании импульса давления в переменную силу) канал передается в пласт.

Рис. 1. Принципиальная схема возбуждения волновых процессов в продуктивном пласте.

Для определения параметров гидроударного генератора принята следующая модель гидроимпульсного возбуждения упругих колебаний во флюидоналолненных скважинах (рис. 2).

Уравнение неустановившегося движения потока жидкости

I 2 а

Рис.2. Модель гидроимпульсного возбуждения упругих колебаний.

где первый член - давление скоростного напора, второй - инерционное давление, третий -давление силы сопротивления или потери на трение, У(1:) - скорость струи; 1(1) - длина струи; ъ(Х) - ускорение струи.

Для начальных условий: До) = /0, ^^

а?/

скорость движения жидкости по генератора в зависимости от длины с коэффициента скорости имеет вид:

= 0,

камере учетом

рХ1

,/>0

Величина импульса давления в генераторе определяется по формуле Н.Е. Жуковского

Р = рсУ, с —

~\p(l+ctk/SE),

где Ро -давление жидкости в скважине; д - диаметр камеры; ! - длина камеры; § - толщина стенок камеры; Е - модуль упругости материала камеры; р - плотность жидкости; к - модуль упругости жидкости.

Численный расчет параметров гидроударной камеры выполнен для следующих условий Н=500 2500 м; Оскв=146 мм; с1 =44, 57 мм; 1 =1,8 3 м; 6 =6 мм; р=1000 кг/м3; к =1.324* 109 Па; 10 =0,1 м

Получены закономерности изменений скорости струи V, давления Р, силы Р и энергии Е гидроудара от глубины установки устройства Н (гидростатического напора) для длин I = 1,8; Зм и диаметров с! = 44; 57мм гидроударных камер (рис. 3).

Из анализа графиков видно, что определяющей параметры воздействия системы является энергия гидроудара Е. Даже при минимальных размерах генераторов импульсов и реальных параметрах скважин значения энергии превышают 30 кДж, что практически на порядок выше, чем в известных системах. С точки зрения создаваемой энергетики, при одинаковом объеме гидроударной камеры, наиболее целесообразно создание генератора большего диаметра, чем длины.

Расчет нагрузок насос-пульсаторных систем для волнового воздействия на продуктивный пласт проводится на основе стандартных методик для насосного оборудования с учетом дополнительных нагрузок, вызываемых действием гидроударного генератора. Значения максимальной и минимальной

нагрузок при статическом и динамическом режиме работы гидроударной установки на штанги и насосно-компрессорные трубы показывают, что для стандартных штанг запас прочности составляет 3-5 раз, а насосно-компрессорных труб диаметром 73 мм не менее 6 раз, что вполне допустимо, а) б)

УотН

РгуотН

}-«-<Д«44Ы.8--<Ь571«1.8 - й»М1»3 £.57^1 Р-*-дч4 N16-«*=5Т 1=1.3 |М41»3 ¿*57НЗ;,

Рис. 3. Зависимости скорости струи (а), давления (б), силы (в) и энергии (г) гидроудара от глубины установки устройства (гидростатического напора) для гидроударных камер длиной от 1,8м до Зм и диаметров 44мм и 57мм.

Динамика работы гидроударной установки и разработка способа согласования с оборудованием. Для устранения чрезмерных ударно-динамических нагрузок, обусловленных действием отраженной волны, возникающей после создания импульса давления жидкости в подплунжерной полости и передаваемой на плунжер и привод генератора, необходимо изменить циклограмму нагрузки на привод за цикл воздействия. Для этого, периодическое изменение давления в отдельных камерах при возвратно-поступательном перемещении плунжера и последующее сообщение между собой камер с различным давлением жидкости необходимо осуществлять после полного снятия нагрузки на привод устройства.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом. При движении плунжера вверх привод и штанги испытывают максимальные нагрузки. После достижения крайнего верхнего положения плунжер начинает двигаться вниз только под действием собственного веса и веса тяги в жидкости, при этом происходит полное снятие нагрузки на привод возвратно-поступательного движения плунжера. При дальнейшем движении плунжера вниз камеры с различным давлением жидкости сообщаются между собой.

Сущность предполагаемого решения поясняется рис. 4, где приведен график 1 перемещения И плунжера за время Ш цикла.

Графики 2 и 3 показывают характер изменения усилия Я в тяге в сечении на уровне устья скважины, также в течение времени цикла соответственно для известных и предлагаемого способов.

В крайнем нижнем положении плунжера усилие Я в тяге равно весу плунжера и тяги в жидкости. При начале движения плунжера вверх усилие Я возрастает на вес кольцевого столба жидкости в НКТ над плунжером и силы трения в парах плунжер-цилиндр и тяга-НКТ, а далее возрастает за счет повышения давления в надплунжерной камере. Это усилие преодолевается силой тяги привода. В известных способах волнового воздействия этот процесс прерывается в точке 5 (график 2) хода, соответствующей моменту впуска высоконапорной жидкости из надплунжерной камеры в подплунжерную, когда в последней образуется ударная волна, передаваемая на продуктивный пласт. Одновременно возникает отраженная волна, действующая на плунжер и тягу вверх. За счет этого усилие в тяге резко снижается, а затем - скачкообразно увеличивается до значения Лтах при изменении направления движения отраженной волны после достижения устья скважины. В реальных условиях время действия этого двойного импульса составляет доли секунды и совершается до подхода плунжера к крайнему верхнему положению. Поэтому тяга в верхнем сечении и привод полностью воспринимают эти ударно-импульсные воздействия, что отрицательно сказывается на их долговечности.

Рис 4. Графики изменения усилия Я в тяге за время цикла соответственно для известных - 2 и предлагаемого способов- 3, Ь - перемещение, I - время.

В предлагаемом способе (график 3) процесс движения плунжера до крайнего верхнего положения не сопровождается сообщением камер с различным давлением и, следовательно, появлением ударных волн. После прохода плунжером крайнего верхнего положения (точка 4 графика 1) плунжер начинает двигаться вниз под действием собственного веса и веса тяги в жидкости и усилие К в тяге снижается. Этому способствуют еще и силы трения. Только при подходе плунжера к положению, соответствующему точке 6 графика 3, происходит сообщение камер с различным давлением и возникновение импульсов прямой и отраженной волн, но их действие на тягу значительно ниже, чем при ходе плунжера вверх, а на привод это усилие вообще не передается, благодаря наличию гибкой связи тяги с приводом.

Сообщение камер с различным давлением жидкости между собой, после полного снятия нагрузки на привод, позволяет исключить ударно-динамические воздействия на оборудование, возникающие при создании гидравлического импульса.

Третья глава посвящена разработке технологии и технических средств скважинных гидроимпульсных воздействий на массив горных пород.

Система, содержащая в себе добывающую скважину, насос и гидроударный генератор, может быть представлена в виде модели технологического процесса воздействия на продуктивный пласт (рис. 5.). На рисунке цифрами обозначены надплунжерная 1, подплунжерная 2, всасывающая камеры 3, камера межтрубного пространства 4,

продуктивный пласт 5, плунжер 6, пульсатор 7, волновод 8, выкидная магистраль 9, внешний источник высокого давления 10, элементы механической связи 11 плунжера с пульсатором, гидравлические каналы 12 связи пульсатора с камерами 1 и 2. В составе пульсатора 7 предусматривается гидроаккумулирующая система, блоки процесса воздействия на продуктивный управления механическими и

пласт. гидравлическими связями и импульсная

камера.

Предлагаемая модель наиболее полно отражает все возможности системы и охватывает все известные в настоящее время технологические решения.

Анализ представленной структурной схемы позволяет выявить следующие возможные технологические режимы работы системы:

• откачка жидкости из скважины, т.е. работа в режиме насоса;

• откачка с одновременным импульсным воздействием - насос-пульсаторный режим;

• только импульсное воздействие на пласт в вариантах гидроимпульсного или сейсмического воздействий так и совместное;

• нагнетание в пласт различных реагентов с одновременным гидроимпульсным воздействием на него;

• депрессионное воздействие на призабойную зону.

Рассмотрены принципы построения комплексных систем скважинных воздействий на продуктивные пласты. За время каждого цикла работы предлагаемых установок, оснащенных необходимым дополнительным оборудованием, удается обеспечить выполнение в определенной последовательности следующих операций: откачка, депрессия, волновое воздействие.

Идея процесса воздействия поясняется рис.6, где А - ход плунжера (пунктирная кривая); Р - давление жидкости в одной или нескольких образованных в скважине камерах (сплошная линия); Щ - время цикла; показано, сто на участке 1-2 хода плунжера вверх происходит откачка продукции скважины на поверхность с одновременным созданием в одной из камер пониженного (относительно пластового Рил) давления Рн\ на участке 3-4 осуществляется импульсно - депрессионное воздействие Л на призабойную зону, за счет резкого заполнения камеры с пониженным давлением пластовой жидкостью и на участке 5-6 производится волновое сейсмическое воздействие Лв на матрицу пласта при гидродинамическом перетоке жидкости из камер с различным давлением, например, Рв-Рпл.

.1в

\ -)и \ 3 ¿-г2- » 5 5

\ ✓

\ / 1 \

г \

\ / \

\/ \

/\ \

/ \

1 . ^

Рис. 6. Принципы построения комплексных систем скважинных воздействий на продуктивные пласты.

Из анализа давлений в системе видно, что наиболее целесообразно использовать изменение давления в подплунжерной камере гидроударного генератора для ее дальнейшего преобразования в механическое усилие или импульс давления в скважине (при помощи формирователя гидравлических импульсов или механических волноводов). Резкое падение давления, в зоне всасывающих окон, позволяет использовать это явление для депрессионного воздействия на призабойную зону пласта (с использованием пакеров для

ограничения полезного объема). Изменение давления в надплунжерной камере целесообразно применять для усиления эффекта механического воздействия при низких забойных давлениях в скважине.

Примеры технологических реализаций данных способов приведены ниже (рис. 7.).

а)

б)

в)

РЕЗ

д)

* ♦ ? X 1 V

V . \ .... [

> * ? 1 ! * -'Г

Ж- - \'-

Рис. 7. Технологические схемы применения установок, а) откачка жидкости из скважины, т.е. работа в режиме насоса; б) откачка с одновременным импульсным воздействием - насос-пульсаторный режим; только импульсное воздействие на пласт в вариантах сейсмического (механического) в) или гидроимпульсного г) воздействий так и совместное; д) депрессионное воздействие на призабойную зону пласта; е) нагнетание в пласт различных реагентов.

Гидроударные устройства для гидроимпульсного воздействия на горные породы. На основании вышеизложенных принципов разработаны и испытаны макетные образцы гидроударных устройств различных модификаций для гидроимпульсного воздействия на пласт. Ниже (рис. 8.) приведены структурные схемы, чертежи практических реализаций устройств, а также динамограммы нагрузки на привод.

Устройство УВВП. При движении плунжера вверх из крайнего нижнего положения давление в подплунжерной камере понижается за счет разряжения. Одновременно жидкость из надплунжерной камеры вытесняется в выкидную линию или переливается в межтрубное пространство. При достижении плунжером верхнего положения межтрубная камера повышенного давления сообщается с подплунжерной камерой пониженного давления, жидкость устремляется в подплунжерную камеру, образуя струю и достигая ее конца, наносит удар в заглушённый нижний торец камеры, передавая усилие на формирователь импульсов. При движении плунжера вниз жидкость из подплунжерной камеры через нагнетательный клапан поступает в надплунжерную камеру. После полного опускания плунжера вниз цикл повторяется.

Действие гидравлического удара и резкое снятие нагрузки с привода вносит свои изменения в динамику работы устройства. Поэтому динамограмма работы гидроударной установки отличается от стандартной насосной, имеет свои особенности и выглядит следующим образом (рис. 8). Процесс гидроудара отмечается на динамограмме в правом верхнем углу резким падением нагрузки и последующим колебательным процессом в правом нижнем углу (изменение линии нагрузки с последующим ее восстановлением).

Как видно из анализа теоретической динамограммы установки, в момент нанесения гидроудара колонна штанг и станок-качалка испытывают переменные ударно-динамические нагрузки (участок 4 - 6 на рис. 8), следствием которых является уменьшение срока эксплуатации штанг и выход из строя привода генератора.

Устройство УНУ. Дальнейшие развитие устройства направленно на снижение ударных нагрузок (обусловленных действием отраженной волны, возникающей после создания импульса давления жидкости в подплунжерной полости) на штанги и привод. Для этого установка дополнительно снабжается устройством компенсации отдачи на привод, действие которого основано на использовании дроссельного эффекта.

Дополнительное снабжение установки устройством компенсации отдачи на привод позволит значительно уменьшить колебательный процесс нагрузки в момент нанесения гидроудара (участок 5-8 на рис. 8). Однако, достигаемый при этом эффект носит паллиативный характер, поэтому дальнейшее развитие устройств направлено на устранение ударно-динамических нагрузок на штанги и привод.

Устройство УДС является модификацией предыдущих устройств с измененной циклограммой нагрузки на привод за цикл воздействия, позволяющее исключить ударно-динамические нагрузки на оборудование, возникающие при создании гидравлического импульса давления.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. При движении плунжера вверх под действием привода жидкость из межтрубного пространства поступает в подплунжерное пространство 3, а далее происходит понижение давления во всасывающей камере за счет разряжения и жидкость из всасывающей камеры при закрытом нагнетательном клапане заполняет

пространство внутри цилиндра. Жидкость из надплунжерного пространства 21 вытесняется в выкидную магистраль или межтрубное пространство. После достижения плунжером крайнего верхнего положения начинается его движение вниз. В момент открытия окон 6 жидкость из скважины под давлением устремляется через окна 7 и канал образованный стенкой цилиндра 1 и кожухом 4 во всасывающую камеру 3, где возникает импульсное повышение давления, которое передается на пласт, вызывая в нем упругие колебания. Далее жидкость из подплунжерного пространства 3 вытесняется в надплунжерное. После достижения плунжером крайнего нижнего положения цикл повторяется.

Предлагаемое устройство обеспечивает высокоэнергетическое импульсное воздействие на продуктивный пласт за счет резкой подачи высоконапорной жидкости из межтрубного пространства в камеру 3 с пониженным давлением, а затем - вытеснение жидкости из надплунжерного пространства в выкидную магистраль или перелив в межтрубное пространство. Таким образом, за один цикл предлагаемое устройство обеспечивает и волновое воздействие на продуктивный пласт, и откачку продукции жидкости на поверхность. При этом ударно-динамическое воздействие на оборудование отсутствует, что позволяет повысить надежность и долговечность устройства, и максимально увеличить мощность волнового воздействия на продуктивный пласт.

Ожидаемая теоретическая динамограмма устройства (жирная линия) по своему виду наиболее близка к насосной (пунктирна линия) (рис. 8).

Опытные серии установок изготовлены на ОАО «Ижнефтемаш» и аттестованы по сертификату соответствия.

Схема расположения устройства в скважине.

Исходя из выше приведенных примеров технологических реализаций, предложены схемы установки устройства в скважину с применением дополнительного оборудования. Ниже приведена общая схема расположения генератора со всеми возможными компонентами системы (рис. 9.). На рисунке цифрами обозначены: 1 - гидроударный генератор, 2 - формирователь (гидравлический или механический), 3 - волновод (гидравлический или механический), 4 - пакер, 5 - якорь, б - фильтр, 7 - башмак.

Глубина подвеса генератора ограничивается прочностью насосно-компрессорных труб и штанг и не превышает 1500 м. Для охвата воздействием скважин большей глубины целесообразным является использование для передачи усилия в продуктивный пласт механического волновода 3. Применение механического волновода эффективно только в случае расположения забоя скважины в пласте, либо для его осуществления необходима установка цементного моста на уровне пласта подвергаемого воздействию. Применение цементных мостов в районе перфорации нередко влечет за собой выведение скважины из эксплуатации, поэтому технологически более оправдано применение механических устройств - якорных систем 5 для передачи импульса на обсадную колонну скважины. Якорь рекомендуется

производить хвостовика из

по

под

устанавливать выше пласта, т.к. часто установка излучателя в районе пласта невозможна из-за перфорации и разрушения обсадной колонны.

Наряду с механическими волноводами целесообразно применение гидравлического канала для воздействия импульсами повышенного давления на призабойную зону и пласт. Такая компоновка также позволяет использовать установку в скважинах глубиной свыше 1500 м. Для этого предложена схема с формирователем гидравлических импульсов в виде поршня расположенного в цилиндре 2, для передачи импульса повышенного давления в зону перфорации используется гидравлический канал 3 выполненный в виде полых труб НКТ.

Для концентрации воздействия

гидравлическими импульсами применяются пакеры 4, которые изолируют пласт от основного затрубного пространства. При этом отбор жидкости возможно гидравлическому каналу пакерной зоны.

В четвертой главе проведения испытаний характеристики оборудования, рассмотрены способы построения измерительного комплекса, представлены результаты промышленных испытаний установок применительно к нефтяному комплексу.

Для опытно-промышленных испытаний были выбраны месторождения с наиболее подходящими геолого-промысловыми

характеристиками, с точки зрения глубины залегания продуктивных пластов, газонасыщенности, вязкости нефти, это Манчаровское и Ошворце-Дмитриевское месторождения.

Базовым принципом создания всего комплекса является использование известных, распространенных и соответствующим образом метрологически проверенных методов, блоков, узлов и других элементов.

Работа экспериментальной установки контролируется стандартными для глубинных исследований средствами, например динамометрией.

На рис. 10 в) и г) видно совпадение реальных динамограмм устройства УДС и стандартного насоса. Предложенные методы привели к устранению динамических нагрузок на оборудование. Это позволило увеличить срок

приведены условия и технические

Рис. 9. Схема расположения устройства в скважине.

службы комплекта оборудования до 2-х лет, что составляет более 10 млн. циклов и достигает срока службы стандартных штанговых насосов.

а) б)

КГ/С ,

кг/с . 4280-

500 1000 1500 2000 Э мм

В)

уг! с 4500

500 Ю00 1500 2000 5 м

500 1 000 1500 2000 2300 3 и

1000 1500 5 мм

Рис. 10. Динамограммы а) гидроударной установки УВВП-44, б) гидроударной установки с устройством гашения отдачи УНУ-44/57, в) модернизированной гидроударной установки УДС, г) насосной установки, где Р - усилие, Б — перемещение.

В промышленных условиях получены сейсмические импульсы на обсадной колонне, на штангах генератора и в пласте в момент создания гидроудара (рис. 11).

1-Х ....................X..... .................................• "Т * ** X X X ж Х^х ; V, ^хххХ х £ эк х ксЗЛсж х*хХ»хх х^&х х| ! Ж >Х XX Ж X XX Ж X 1 | х х >о< |>ак хоооакх х

XX XX X X жх X X Ж ] X XX

§ 8 О О 4 « о о 8°

»-> у * V & У ф ф # - -

Яя)а

Рис. 11. Сейсмический импульс, Рис. 12. График изменения дебита жидкости и

генерируемый устройством на обводненности продукции скважины, находившейся в устье скважины (а) и в пласте (б). зоне воздействия

(вертикальная линия - начало воздействия).

Пример реакции скважины, находившейся в зоне воздействия, приведен на рис. 12, на котором видно резкое снижение обводненности продукции при постоянном дебете жидкости после начала воздействия (вертикальная линия).

Дополнительная добыча нефти по контрольным замерам в отдельных скважинах месторождений превысила 14 тыс. т.

Рассмотрены экологические аспекты разработки нефтяных месторождений и обоснована возможность применения гидроударных источников для их мониторинга. Управляемый мониторинг геодинамических процессов в массиве горных пород позволит наиболее эффективно, экологически и техногеннобезопасно вести разработку месторождения. Выполняя главную задачу - добычу нефти, эти источники воздействуют с высокой интенсивностью за счет их расположения вблизи зон высоких механических напряжений.

В заключении сформулированы основные результаты выполненной работы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации изложены научно-обоснованные технические и технологические разработки по созданию скважинного гидроударного способа воздействия упругими колебаниями на продуктивные пласты при добыче полезных ископаемых.

1. Разработан гидроударный способ генерации импульсов в эксплуатационных скважинах, обеспечивающий энергию волновых воздействий на глубокозалегающие породы более 30 кДж, что выше, чем в известных способах.

2. Впервые в мировой практике реализован способ одновременного гидроимпульсного и сейсмического воздействий на продуктивные пласты, обеспечивающий обработку как призабойной зоны скважин (высокочастотные составляющие спектра колебаний), так и воздействие на протяженную зону продуктивного пласта (низкочастотные колебания).

3. Разработан и реализован способ защиты элементов привода от воздействия ударно-динамических нагрузок, это позволило довести срок службы комплектов оборудования до 2-х лет, что соответствует 10 млн. циклов, т.е. до долговечности типовых штанговых насосов.

4. Разработаны, изготовлены, испытаны в промысловых условиях и поставлены в режим опытно-промышленной эксплуатации опытные образцы и установочные серии гидроударных источников, подтвердившие в ходе испытаний эффективность и работоспособность.

5. Выполненные технологические и конструктивные разработки обеспечивают возможность использования типовых технологических схем разработки и стандартного оборудования для добычи флюида, организации систем контроля параметров, технического обслуживания.

6. Предварительные расчеты и опыт практического применения скважинных гидроударных источников показывают многократное снижение затрат на производство работ по сравнению с системами поверхностного воздействия.

Основные результаты исследований отражены в следующих работах:

1. Савченко A.B. Скважинная система волнового воздействия на продуктивный пласт / A.B. Савченко // Сб. материалов междунар. научн. конгресса «ГЕО-Сибирь-2006». Т.5.- Новосибирск, 2006. - С. 215-219.

2. Передников E.H. К вопросу создания технических средств скважинных волновых воздействий на нефтяные пласты / Е.Н.Чередников, С.В .Сердюков, А.В.Савченко // Сб. материалов междунар. научн. конгресса «ГЕО-Сибирь-2006». Т.5. - Новосибирск, 2006. - С. 220-223.

3. Савченко A.B. Сравнительный анализ волновых методов увеличения нефтеотдачи / A.B. Савченко // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. Сибирское отделение РАН, Институт горного дела СО РАН. - 2006. №3. - С. 63-75.

4. Савченко A.B. Гидроударные скважинные системы для интенсификации добычи нефти / A.B. Савченко, Ю.С. Захаров // Сб. материалов VI международной конференции «Химия нефти и газа ». Т. 1. - Томск, 2006. -С. 304-307.

5. Савченко А. В. Разработка и исследование гидродинамических пульсаторов для сейсмовоздействия на нефтяные залежи / А. В. Савченко, Ю. С. Захаров // Сб. трудов научн. конференции «Фундаментальные проблемы формирования техногенной геосреды». Т.2. - Новосибирск, 2007. - С. 211-216.

6. Чередников E.H. Динамика работы штангового насос-пульсатора для волнового воздействия на продуктивный пласт / E.H. Чередников, A.B. Савченко // Сб. материалов междунар. научн. конгресса «ГЕО-Сибирь-2007». Т.5. - Новосибирск, 2007. - С. 54-56.

7. Савченко A.B. Обоснование и расчет параметров насос-пульсаторных систем для волнового воздействия на нефтепродуктивный пласт / A.B. Савченко // Сб. материалов междунар. научн. конгресса «ГЕО-Сибирь-2007». Т.5 — Новосибирск, 2007. - С. 252-256.

8. Сердюков C.B. Расширение области применения сейсмических воздействий в нефтедобыче / C.B. Сердюков, E.H. Чередников, A.B. Савченко, Г.Н. Ерохин // Сб. материалов VI международной конференции «Ресурсовоспроизводящие, малоотходные и природоохранные технологии освоения недр» - Караганда, 2007. - С. 55-57.

9. Савченко A.B. Совершенствование скважинной технологии добычи нефти / A.B. Савченко // Сб. трудов «Пятые международные Надировские чтения» - Алмаггы, 2007. - С. 353-361.

10. Чередников E.H. Технические средства скважинных гидроимпульсных воздействий на продуктивные пласты / E.H. Чередников, A.B. Савченко // Сб. материалов V Всероссийской научно-практической конференции «Добыча, подготовка, транспорт нефти и газа» - г. Томск, 2007. - С. 54-56.

11. Чередников E.H. Направления развития скважинных сейсмических воздействий на продуктивные пласты / E.H. Чередников, A.B. Савченко // Сб. материалов междунар. научн. конгресса «ГЕО-Сибирь-2008». Т.5. -Новосибирск, 2008. - С. 283-287.

12. Сердюков C.B. Задачи и результаты промысловых испытаний скважинных гидроимпульсных сейсмоисточников / C.B. Сердюков, Н.В. Дегтярева, Ю.С. Захаров, A.B. Савченко, В.И. Хуторной, E.H. Передников // Сб. материалов междунар. научн. конгресса «ГЕО-Сибирь-2008». Т.З.Новосибирск, 2008. - С. 254-258.

13. Савченко A.B. Скважинные сейсмические воздействия на нефтепродуктивные пласты / A.B. Савченко, Ю.С. Захаров, E.H. Чередников // Материалы международной конференции «Чтения памяти В.Р. Кубачека» -Екатеринбург, 2008. - С. 187-192.

14. Савченко A.B. Развитие скважинной технологии добычи нефти / A.B. Савченко // «Горняцкая смена» сб. трудов молодых ученых. Т. 1 -Новосибирск, 2008. - С. 87-94.

15. Савченко A.B. К вопросу создания скважинной системы мониторинга состояния массива / A.B. Савченко // Сб. материалов междунар. научн. конгресса «ГЕО-Сибирь-2009» Т.2.- Новосибирск, 2009. - С. 223-227.

16. Чередников E.H. Скважинный сейсмический пульсатор с независимым гидроуправлением / E.H. Чередников, A.B. Савченко // Сб. материалов междунар. научн. конгресса «ГЕО-Сибирь-2009». Т.2.- Новосибирск, 2009. -С. 239-242.

17. Савченко A.B. Технологическое оборудование для депрессионно-сейсмического воздействия на нефтепродуктивные пласты / A.B. Савченко, E.H. Чередников // Материалы международной конференции «Чтения памяти В.Р. Кубачека» - Екатеринбург, 2009. - С. 240-244.

Подписано к печати 13.05.2009г.

Формат 60x84/16 Печ. л. 1. Тираж 100 экз. Заказ №12

Институт горного дела СО РАН 630091, г. Новосибирск, Красный проспект, 54

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Савченко, Андрей Владимирович

Введение.

Глава 1 Физические методы воздействия на горные породы. Направления и задачи исследований.

1.1 Скважинные технологии добычи полезных ископаемых.

1.2 Способы воздействия на горные породы упругими колебаниями.

1.3 Гидроимпульрные скважинные системы возбуждения упругих колебаний.

1.4 Направления и задачи исследования.

Глава 2. Исследование гидроимпульсной скважинной системы генерации колебаний.

2.1 Разработка схемы скважинного волнового воздействия на продуктивный пласт.

2.2 Расчет параметров гидроударного генератора.

2.3 Исследование динамики работы гидроударной установки.

2.4 Исследование дополнительных нагрузок, создаваемых гидроударным генератором, на стандартное оборудование.

Глава 3. Технология и технические средства сейсмического воздействия на массив горных пород.

3.1 Разработка модели технологического процесса скважинных сейсмических воздействий на продуктивные пласты.

3.2 Гидроударные устройства для волнового воздействия на пласт.

3.3 Технологические схемы расположения устройства в скважине.

Глава 4. Опытно-промышленные испытания.

4.1 Условия проведения испытаний и технические характеристики оборудования.

4.2 Измерительный комплекс и методики промышленных измерений.

4.3 Результаты промышленных испытаний скважинных гидроударных установок.

4.4 Направления развития скважинного гидроударного комплекса.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Совершенствование скважинной технологии гидроимпульсного воздействия на горные породы при добыче полезных ископаемых"

Актуальность проблемы.

Добыча флюида осуществляется с помощью разнообразного насосного оборудования, размещаемого в обсаженных трубами скважинах с перфорацией, выполненной в зоне продуктивного пласта, и различного рода фильтрационными устройствами. Система скважинной разработки" месторождения включает значительное десятки - сотни) число скважин различного назначения: добывающие, нагнетательные, j специальные. Скважинный способ добычи считается в настоящее время наиболее экологически безопасным.,

Процесс разработки характеризуется изменчивостью во времени и, как правило, сопряжен с падением дебита скважин, что обусловлено целым рядом причин: выработанностыо месторождения по полезному продукту, падением забойного давления, изменением условий фильтрации флюида, кольматацией приемной зоны скважины или фильтра и многим другим.

Исходя из многолетнего опыта применения скважинной добычи полезных ископаемых известно, что все процессы растворения и фильтрации существенно ускоряются при волновом воздействии на пласт. Эффективность этого меюда определяется энергией, излучаемой в пласт, и величиной зоны охвата, которая существенным образом зависит от частоты колебаний. Проблема интенсификации процессов извлечения полезных ископаемых является важнейшей и актуальной. Актуальность проблемы подчеркнем на примере добычи нефти, где скважинные технологии являются определяющими. Для нефтяных месторождений полнота извлечения составляет 40-60%, а увеличение нефтеотдачи на разрабатываемых месторождениях России всего лишь на один процент равноценно открытию нескольких крупных месторождений, которые могут обеспечить 2,5—3 летнюю добычу нефти по стране.

На современном этапе развития горного производства требуется совершенствование технологического процесса, обеспечивающего, интенсификацию или стабилизацию добычи, полноту извлечения различных полезных ископаемых. Для этого необходима разработка специализированного оборудования и технологии производства работ.

Решению этой задачи посвящена диссертационная работа, которая выполнена в рамках Государственных контрактов №02.445.11.7411 - 2006г., №2007-5-1.5-34-02-019 -2007-2008гг., грантов Президента РФ Научная школа НШ-2273.2003.5 - 2003-2005гг., Н1П-5974,2006,5 - 2006-2007гг., грантов РФФИ №00-05-65438-а - 2000-2002гг., №01-05-79033-к - 2001г., №02-05-64755-а- 2000-2002гг., №05-05-64558-а- 2006-2008гг.

В соответствии с идеей и целыо работы определены следующие задачи исследований:

1. Разработать модель и численно исследовать гидроударный способ генерации упругих колебаний в скважине.

3. Разработать технологические схемы волновых воздействий на флюидосодержащие пласгы и технический комплекс оборудования для их реализации.

4. Провести опытно-промышленные испытания созданных технических средств и технологий.

Основные научные положения, защищаемые автором:

1. Гидроударный способ генерации импульсов давления в эксплуатационных скважинах обеспечивает энергию волновых воздействий на глубокозалегаюгцие породы более 30 кДж.

3. Использование закономерностей гидроударного возбуждения импульсов давления в эксплуатационных скважинах обеспечивает комплексное ' гидравлическое и сейсмическое воздействие на горные породы при добыче полезных ископаемых.

Достоверность научных положений и выводов обеспечивается применением известных методов измерения исследуемых величин и серийно выпускаемых датчиков и приборов, прошедших метрологический контроль, достаточным объемом экспериментальных исследований в натурных условиях, положительными результатами промышленных испытаний скважинной технологии сейсмического воздействия на продуктивные пласты.

Научная новизнаработы состоит в следующем:

2. Разработана модель и создана методика расчета параметров скважинного гидроударного генератора.

Личный вклад автора заключается в: разработке способа и технических средств воздействия упругими колебаниями на продуктивные пласты;

- проведении аналитических и экспериментальных исследований гидроударного способа;

- обработке экспериментальных данных и их математической интерпретации;

- участии в промышленных испытаниях скважинного гидроударного способа на месторождениях.

Реализация работы.

Апробация работы. Основные результаты и выводы диссертациоиной работы докладывались па семинарах ИГД СО РАН, конференциях: ГЕО-Сибирь (г. Новосибирск, 2006, 2007, 2008, 2009гг.); Химия нефти и газа VI (г. Томск, 2006г.); Фундаментальные проблемы формирования техногенной геосреды (г. Новосибирск, 2006г.); Шестая международная конференция «Ресурсовоспроизводящие, малоотходные и природоохранные технологии освоения недр» (г. Караганда, 2006г.); Пятые международные Надировекие чтения (г. Актобе, 2006г.); Добыча, подготовка, транспорт нефти и газа V (г. Томск, 2007г.); «Чтения памяти В.Р. Кубачека» (г. Екатеринбург 2008, 2009гг.).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 17 печатных работ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, изложенных на 130 страницах машинописного текста, включает 5 таблиц, 55 рисунков и содержит список использованной литературы из 95 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Геотехнология(подземная, открытая и строительная)", Савченко, Андрей Владимирович

Выводы:

1. Разработаный гидроударный способ многократной генерации упругих колебаний флюидосодержащего пласта с одновременным извлечением флюида из скважин, позволяющий, в частности, на нефтепромыслах существенно увеличить дебит скважин на месторождении/

2. Разработаны, изготовлены, испытаны в промысловых условиях и поставлены в режим опытно-промышленной эксплуатации опытные образцы и установочные серии гидроударных источников УВВП, УНУ, УДС, подтвердившие в ходе испытаний эффективность и работоспособность.

3. Выполненные технологические и конструктивные разработки обеспечивают возможность использования типовых технологических схем разработки и стандартного оборудования для добычи флюида, организации систем контроля параметров, технического обслуживания.

4. Разработан эскизный проект аппаратуры регистрирующего комплекса сейсмического мониторинга геодипамических процессов в нефтяных продуктивных слоях, полностью соответствующий заданным требованиям.

Заключение

В диссертации, являющейся научно-квалификационной работой, изложены научно-обоснованные технические и технологические разработки по созданию скважинного гидроударного способа воздействия упругими колебаниями на продуктивные пласты при добыче полезных ископаемых.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Савченко, Андрей Владимирович, Новосибирск

1. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии / А.Г. Касаткин // Основы металлургии, т. 1, — М., 1961.

2. Арсис В.Ж. Геотехнологические способы добычи полезных ископаемых / В.Ж. Арене // Технология разработки месторождений твердых полезных ископаемых, т. 11 — М., 1973.

3. Калабин А.И. Добыча полезных ископаемых подземным выщелачиванием и другими геотехнологическими методами / А.И. Калабин //- М.: Атомиздаг, 1981.

4. Беляева А.И. Основы металлургии / Под ред. А.И. Беляева, Н.С. Грейвера // — М.: Металлургия, 1963.

5. J.A.Brierley and C.L. Brierley. Present and future commcrcial applications of biohydrometallurgy. A. Ballester and R. Amils (eds.). // International Biohydrometallurgy Symposium IBS '99, Elsevier, Amsterdam, 1999.

6. Иванов В.И. Применение микробиологических методов в обогащении игидрометаллургии / В.И. Иванов, Б.А. Степанов // М., 1960. t

7. Соколова Г. А. Физиология и геохимическая деятельность тионовых бактерий / Г.А. Соколова, Г.И. Каравайко // М., 1964.

8. Адамов Э.В. Биотехнология металлов. Курс лекций / Э.В. Адамов, В.ВГ Панин // -М.: Изд-во МИСиС, 2005.

9. Пучков JLA. Решение проблем угольного метана: метанобезопасность, промышленная добыча газа, экология / JI.A. Пучков, С.В. Сластунов // Уголь. 2005. - № 2. - с. 5 - 7.

10. Трубецкой К.Н. К вопросу о концепции освоения ресурсов метана высокогазоносных угольных пластов / К.Н. Трубецкой, В.В. Гурьянов. // Уголь. 2005. - № 6. - с. 41 - 46.

11. Карагодин Л.И. Исследование метановыделения при внезапных выбросах угля и газа / JI.H. Карагодин, П.И. Томилин, Б.М. Наружный // Уголь. 1986. - № 8. - с. 55 - 58.

12. Кравцов А.И. Газоносность угольных бассейнов и месторождений СССР / Гл. ред. А.И. Кравцов// т. 1 М.: Недра. - 1978. - с. 299.

13. Требин Ф.А. Добыча природного газа / Ф.А. Требин, Ю.П. Макогон, К.С. Басниев // -М.: Недра, 1979.14. «Газ дадут» // «Деловой Кузбасс новый век». - 2008. - №3.

14. Желтов Ю.П. Разработка нефтяных месторождений / Ю.П. Желтов // Учеб. пособие для вузов. М., 1999.

15. Крылов А.П. Проектирование разработки нефтяных месторождений (принципы и методы) / А.П. Крылов и др. // — М.: Гостоптехиздат, 1962.

16. Закиров С.Н. Теория и проектирование разработки газовых и газоконденсатных месторождений / С.Н. Закиров // Учеб. пособие для вузов. — М.: Недра, 1989.

17. Гиматудинова Ш.К. Справочное руководство по проектированию разработки и эксплуатации нефтяных месторождений: Проектирование разработки / Под ред. Ш.К. Гиматудинова // —М.: Недра, 1983.

18. Муравьев И.М. Технология добычи нефти и газа / И.М. Муравьев и др. // М.: Недра, 1971.

19. Элияшевский И. П. Технология нефти и газа./ И.Н. Элияшевский // Учебник. — М.: Недра, 1976, 256 с.

20. Щуров В.И. Технология и техника добычи нефти / В.И. Щуров // Учебник для вузов. -М.: Недра, 1983.

21. Мухаметзянов А.К. Добыча нефти штанговыми насосами. / А.К. Мухаметзянов, И. Н. Чернышов, А. И. Липерт, С. Б. Ишемгужин //- М.: Недра, 1993. 350 с.

22. Казак А.С. Новое в развитии техники и технологии механизированным способом добычи нефти / А.С. Казак // М.: изд. ВНИИОЭНГ, 1974.

23. Ch. Zhang and D. Gross On Wave Propagation in Elastic Solids With Cracks, Computational Mechanics Publications, Southampton, 1998.

24. Дияшев P.И. Фильтрация жидкости в деформируемых нефтяных пластах / Р.И. Дияшев, А.В. Костерин, Э.В. Скворцов //-Казань, 1999. -238 с.

25. Николаевский В. Н. Механика пористых и трещиноватых сред / В. Н. Николаевский // -М.: Недра, 1984. :

26. Гимутудинов Ш.К. Физика нефтяного и газового пласта / Ш.К. Гимутудинов, А.И. Ширковский// -М.: Недра, 1982.

27. Современные методы увеличения нефтеотдачи пластов. Сборник научных трудов. // -М.: Наука, 1992. -136 с. ISBN 5-02-002203-9.

28. Вахитов Г.Г. Использование физических полей для извлечения нефти из пластов / Г.Г. Вахитов, Э.М. Симкин //- М.: Недра, 1985.

29. Быков В.Г. Сейсмические волны в пористых насыщенных породах / В.Г. Быков // Владивосток: Дальнаука, 1999.

30. Николаев А.В. Сейсмическое вибровоздействие на нефтяную залежь / А.В. Николаев //- М.: ОИФЗ РАН, 1993. с. 7.

31. Кучумов Р.Я. Применение метода вибровоздействия в нефтедобыче / Р.Я. Кучумов //

32. Уфа: Башк. кн. изд-во, 1988. 112 с.

33. Курленя М.В. Интенсификация добычи нефти при низкочастотном вибросейсмическом воздействии. / М.В. Курленя, С.В. Сердюков // Горный информационно аналитический бюллетень. — 2004. — №5.

34. АС 1710709 СССР. Способ волнового воздействия на залежь и устройство для его осуществления / В.П. Вагин, Э.М. Симкин, МЛ. Сургучев // Опубл. в БИ, 1992, №5.

35. Симонов Б.Ф. Технология вибросейсмического воздействия на нефтяные пласты с земной поверхности (ВСВ) для повышения нефтеотдачи пластов / Б.Ф. Симонов, Е.Н. Чередников, С.В. Сердюков и др. // Нефтяное хозяйство. — 1998. №4.

36. Вибросейсмическое воздействие на продуктивные пласты с земной поверхности (ВСВ) // Реклама к журналу «Нефтяное хозяйство». 1996. №5. С. 53.

37. Сорокин В.Н. Динамика гидромеханических источников сейсмических волн с силовым замыканием на среду / В.Н. Сорокин // Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук — Омск, 2004.

38. Пат. 2136851 Российская Федерация. Способ эксплуатации скважины / Ю.С. Ащепков, Г.В. Березин, М.Ю. Ащепков Опубл. в БИ, 1999, №27, ч.З.

39. Ащепков М.Ю. Новая, ресурсосберегающая технология повышения нефтеотдачи и интенсификации добычи нефти / М.Ю. Ащепков, Ю.С. Ащепков, Г.В. Березин // — М.: ОАО «ВНИИОЭНГ», 2001.

40. Пат. 2138620 Российская Федерация. Скважинный штанговый , насос / Ш.Ф. Тахтудинов, А.Х. Кадыров, М.М. Залятов, З.Н. Зиякаев, И.В. Саблин — Опубл. в БИ, 1999, №27, ч.2.

41. Пат. 2138621 Российская Федерация. Скважинный штанговый насос / Ш.Ф. Тахтудинов, А.Х. Кадыров, М.М. Залятов, З.Н. Зиякаев, И.В. Саблин Опубл. в БИ, 1999, №27, ч.2.

42. Симкин Э.М. Вибросейсмический метод увеличения продуктивности обводненных нефтяных и газовых пластов / Э.М. Симкин // Нефтегазовые технологии. 1998. №2.

43. Назмиев И.М. Низкочастотное ударно-волновое воздействие — эффективный метод повышения нефтеотдачи пластов / И.М. Пазмиев, С.В. Андрейцев, А.В. Горюнов // Геология, геофизика и разработка нефтяных месторождений. 1997. №12.

44. Авербах B.C. Мощный внутрискважинный источник сейсмоакустических волн / B.C. Авербах, В.В. Артельный, Б. Н. Боголюбов, A.JL Вировлянский, В. И. Таланов // — Нижний Новгород: ИПФ РАН 2002.

45. АС 954562 СССР. Устройство для очистки призабойной.зоны скважины / А.Г. Муха, Н.А. Капустянская (СССР). Опубл. в БИ, 1982, №32.

46. Kostrov, S. and P. Roberts. In Situ Seismic Shockwaves // Oil & Gas Journal. 2001. - Sept. 3, pp. 47- 52.

47. Косалапов А.Ф. Современное состояние виброволновой технологии интенсификации нефтедобычи / А.Ф. Косалапов, А.И. Кузнецов, H.II. Мухаметдинов // Науч. гехпич. вест. Тверь: АИС, 2000.

48. Дыбленко В.П. Повышение продуктивности и реанимация скважин с применением виброволнового воздействия / В.П. Дыбленко, Р.Н. Камалов, Р.Я. Шарифулин, И.А. Туфанов // -М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2000.

49. Ревизорский Ю.В. Исследование и обоснование механизма нефтеотдачи пластов с применением физических методов / Ю.В. Ревизорский, В.П. Дыбленко // М: Недра, 2002.

50. АС 1727431 Устройство для волновой обработки пласта / Р.Я. Шарифулин, В.П. Дыбленко, И.А. Туфанов (СССР). Опубл. в БИ, 1992, №14.

51. Балашкад М.И. Обработка призабойной зоны пласта импульсами давления / М.И. Балашкад, Ю.Н. Андреев, В.А. Казанин // Нефтяное хозяйство. 1990. - №8.

52. Алексеев А.С. Вибрационные источники сейсмических волн / А.С. Алексеев, В.Н. Кашун, В.В. Ковалевский, И.С. Чичинин, В.И. Юшин // Активная сейсмология с мощными вибрационными источниками. — Новосибирск, ИВМиМГ СО РАН. 2004.

53. Дроздов А. Перспективные технологии добычи нефти с применением погружных насосов / А. Дроздов // Нефть и газ Евразия 2003-2004, декабрь- январь.

54. Пат. 95104938 Российская Федерация. Способ волнового воздействия на залежь и устройство для его осуществления / В.П. Вагин — Опубл. в БИ, 1997, №2.

55. Пат. 2060357 Российская Федерация. Устройство на кабеле для воздействия на пласт в скважине / В.Б. Тальянов, М.В. Зотов, Н.А. Николаев, Р.В. Китманов Опубл. в БИ, 1996, №14.

56. Кузнецов О. Л., Ефимова С. А. Применение ультразвука в нефтяной промышленности. / О. Л. Кузнецов, С. А. Ефимова//-М.: Недра, 1983.

57. Сургучев М. Л. Гидродинамическое, акустическое, тепловое циклические воздействия на нефтяные пласты / М. Л. Сургучев, О. Л. Кузнецов, Э. М. Симкин // М.: Недра, 1975.

58. Аппаратура импульсного упругого воздействия на нефтегазоносные пласты «Приток-1» // Рекламный проспект в «Геофизическом вестнике ЕАГО». 1997. — №11.

59. Дрягин В.В. Аппаратура акустического воздействия ААВ-320 для очистки призабойной зоны пласта / В.В. Дрягин, В.И. Опошнян, В.А. Глухих // Каротажник 1998, №46.

60. Митрофанов В.П. Использование магпитострикционных источников акустической энергии для повышения нефтеотдачи / В.П. Митрофанов, А.И. Дзюбенко, Б.В. Терентьев, В.И. Пузиков, В.В. Дрягин // Каротажник 1998, № 45.

61. Ковшов В.Д. Моделирование динамограммы станка-качалки. / В.Д. Ковшов, С.В. Светлакова, М.Е. Сидоров // Нефтяное хозяйство 2005. №11.

62. Сердюков С.В. Анализ скважинного сейсмического излучения в задаче воздействия на продуктивный пласт/ С.В. Сердюков, В.В. Сказка // Новосибирск, 2008. - 16 с. (Препринт / РАН Сиб. отд-ние. Институт математики; № 215).

63. Николаев А. В. Проблемы вибрационного просвечивания Земли / Под ред.: А.В. Николаев, И. Н. Галкип // М.: Наука, 1977 - 240 с.

64. Кузнецов О. JL Преобразование и взаимодействие геофизических полей в литосфере / О. Л. Кузнецов, Э. М. Симкин // М.: Недра, 1990. - 269 е.: ил. ISBN 5-247-00597-Х

65. Сердюков С.В. Исследование сейсмических и акустических полей при низкочастотном вибрационном воздействии на нефтяной пласт / С.В. Сердюков, B.C. Кривопуцкий, С.М. Гамзатов // Новосибирск: ИГД СО АН СССР, 1991.

66. Чичинин И. С. Вибрационное излучение сейсмических волн / И. С. Чичинин // — М.: Недра, 1984.-224 с.

67. Уайт Дж.Э. Возбуждение и распространение сейсмических волн / Дж.Э. Уайт // Пер. с англ. О.В. Павловой, С.В. Гольдина. Редактор пер. Н.Н. Пузырев М.: Недра, 1986. -261 с.

68. Вибрационная сейсмическая разведка (под ред. Шнеерсона М.Б.). // М.: Недра, 1990.

69. Гальперин Е.И. Вертикальное сейсмическое профилирование / Е.И. Гальперин // -М.: Недра, 1987.

70. Гальперин Е.И. Вертикальное сейсмическое профилирование / Е.И. Гальперин // Опыты и результаты. — М.: Недра, 1994.

71. Техническое описание и инструкция по эксплуатации аппаратуры АСПУ — 3 — 48М 2.819.000-01 ТО

72. Гурвич И.И. Сейсморазведка / И.И. Гурвич, Г.Н. Ботаник // Учебник для вузов. 3-е изд. перераб. — М.: Недра, 1980.

73. Гурвич И.И. Сейсморазведка / Под ред. И.И. Гурвича, В.П. Номоконова // Справочник геофизика. М.: Недра, 1981.

74. Бекман Ю.К. Сейсморазведка / Под. ред. Ю.К. Бекман, Н.Г. Богачева, II.H. Кузьмина, Ф.Н. Чумакова // Справочник геофизика. Том четвертый. — М.: Недра, 1966.

75. Гурвич И.И. Сейсмическая разведка / И.И. Гурвич // Изд. 2-е переработанное и дополненное. М.: Недра, 1970.

76. Сердюков С.В. Методика оценки эффективности вибросейсмического воздействия на нефтепродуктивные пласты с дневной поверхности / С.В. Сердюков // Препринт №1, Институт Горного Дела СО РАН Новосибирск, 1997.

77. Владимиров А.И. Экология нефтегазового комплекса / Учеб. пособие. В 2 т. Под общей ред. А.И. Владимирова и В.В. Ремизова // — М.: ГУП Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. Губкина, 2003.

78. Гольдберг В.М. Техногенное загрязнение природных вод углеводородами и его экологические последствия / В.М. Гольдберг, В.П. Зверев, А.И. Арбузов- и др. // — М.: Наука, 2001.-125 с.

79. Шитиков В.К. Количественная гидроэкология. Методы. Критерии. Решения. В двух книгах / В.К. Шитиков, Г.С. Розенберг, Т.Д. Зинченко //- М.: Наука, 2005.

80. Булатов А.И. Справочник инженера-эколога нефтегазодобывающей промышленности по методам анализа загрязнителей окружающей среды: В 3 ч. / А.И. Булатов, П.П. Макаренко, В.Ю. Шеметов // М.: ОАО Издательство Недра, 1999. - 4.1. Вода. -732 с.

81. Карцев А.А. Вода и нефть / А.А. Карцев, С.Б. Вагин II М.: Недра, 1977. - 112 с.

82. Патин С.А. Нефть и экология континентального шельфа / С.А. Патин // — М.: изд-во \ ВНИРО, 2001.

83. Шишмина JT.B. Экология нефтегазодобывающего комплекса. Учебное пособие / J1.B. Шишмина// Изд-во Томского политехнического университета, Томск — 2005 г.

84. Васильев С.В. Воздействие нефтегазодобывающей промышленности на лесные и болотные экосистемы Среднего Приобья. / С.В. Васильев // СО РАН Институт почвоведения и агрохимии Новосибирск: Наука, 1998. - 136 с.

85. Московченко Д.В. Нефтегазодобыча и окружающая среда: эколого-геохимический анализ Тюменской области / Д.В. Московченко // Новосибирск: Наука, 1998. - 112 с.

86. Техногенные преобразования литосферных вод в районах разработки месторождений нефти и газа: Обзор / ВНИИ экономики минер, сырья и геол.-развед. работ; Сост. Егорова И.Н. М., 1988. - 55 с.

87. Dasgupta S.N. When 4D seismic is not applicable: Alternative monitoring scenarios for the Arab-Dreservoir in the Ghawar Field // Geophysical Prospecting. 2005. - 53. - p. 215-227.

88. Калинин В.М. Мониторинг природных сред: Учебное пособие / В.М. Калинин // -Тюмень: Изд-во Тюменского государственного университета, 2007. 208 с.

89. Хаустов А.П. Природопользование, охрана окружающей среды и экономика: Теория и практикум: Учебное пособие / Под ред. А.П. Хаустова // М.: Изд-во РУДН, 2006. -613 с.

90. Мамлеев Т.С. Импульсная пропускная способность каротажных кабелей / Т.С. Мамлеев, А.В. Давыдов // Известия УГГГА. Вып. 15.

Информация о работе

Савченко, Андрей Владимирович
кандидата технических наук
Новосибирск, 2009
ВАК 25.00.22

Диссертация

Совершенствование скважинной технологии гидроимпульсного воздействия на горные породы при добыче полезных ископаемых - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы