WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 | 4 |

На правах рукописи

ФУНГ ВАН ХАЙ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КИСЛОТНЫХ ОБРАБОТОК ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ПЛАСТОВ НИЖНЕГО ОЛИГОЦЕНА МЕСТОРОЖДЕНИЯ «БЕЛЫЙ ТИГР»

Специальность 25.00.17 – Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Уфа – 2009

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

Научный руководитель кандидат технических наук, доцент
Шамаев Григорий Анатольевич.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор
Хисамутдинов Наиль Исмагзамович;

кандидат технических наук

Галлямов Ирек Мунирович.

Ведущая организация Центр химической механики нефти АН РБ.

Защита состоится «22» мая 2009 года в 14-00 на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.289.04 при Уфимском государственном нефтяном техническом университете по адресу: 450062, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1.

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

Автореферат разослан «22» апреля 2009 года

Ученый секретарь совета Ямалиев В.У.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Повышение эффективности разработки нефтяных залежей в терригенных коллекторах имеет важное народнохозяйственное значение и в последние годы является приоритетной задачей научно-практической деятельности многих коллективов. Научно-исследовательские и опытно-промышленные работы в этом направлении связаны, прежде всего, с разработкой и внедрением новых технологий обработки призабойной и удаленной зоны пласта на залежах в терригенных коллекторах. Важное значение в концептуальном подходе к методам обработки призабойной зоны скважин в терригенных коллекторах имеет проблема выбора последовательности применения того или иного физико-химического воздействия на продуктивный пласт. Под этим понимается стратегия применения технологий кислотного воздействия в скважине, начиная с ввода ее в эксплуатацию и кончая поздней стадией разработки залежи, для поддержания рентабельного уровня добычи.

Опыт разработки нефтяных месторождений показывает, что на всех стадиях разработки залежей и добычи нефти ухудшается проницаемость пород-коллекторов в призабойной зоне пласта (ПЗП). Основными причинами этого являются: уплотнение пород в ПЗП за счет гидродинамического воздействия в процессе строительства скважин; разбухание глинистого цемента пород-коллекторов, особенно при преобладании в его составе монтмориллонита; увеличение воданасыщенности пород ПЗП и снижение фазовой проницаемости для нефти при смене пластовой минерализованной воды на пресный буровой фильтрат; выпадение солей и асфальтосмолистых веществ на границе раздела фильтрат - минерализованная вода. В результате величина закольматированной вскрытой эффективной толщины пласта составляет до 80 % общей толщины продуктивного горизонта.

Для восстановления проницаемости до первоначальной величины применяют ряд методов. Это различные виды кислотных и тепловых обработок, гидроразрыв пласта, закачка ПАВ и других реагентов. Глинокислотные обработки (ГКО) являются одним из основных методов воздействия на призабойнойую зону продуктивных терригенных пластов нефтяных месторождений.

Снижение фильтрационных сопротивлений пород-коллекторов в ПЗП после воздействия ведет не только к повышению производительности, но и к снижению энергетических затрат при эксплуатации скважин, что является одним из условий рационального ведения разработки нефтяных месторождений.

Несмотря на многолетний опыт применения и большой объем проведенных исследований, направленных на совершенствование и повышение эффективности метода, значительная часть обработок не дает положительных результатов. По опубликованным в различных источниках данным, успешность проведения ГКО на многих месторождениях не превышает 30-90 %, особенно для залежей с высокой пластовой температурой. Такое положение объясняется разными причинами как объективного, так и субъективного характера:

- технологии проведения обработок не учитывают всех особенностей механизма воздействия глинокислотных растворов на терригенный коллектор;

- работа по выбору объектов (скважин) для воздействия, по разработке и соблюдению технологии обработок в конкретных геолого-физических условиях пластов проводится на промыслах не на должном уровне.

Повышение эффективности проведения ГКО связано как с проведением более глубоких лабораторных исследований, так и с обобщением опыта их применения в различных промысловых условиях при различных технологиях.

Цель работы:

Повышение продуктивности и приемистости скважин залежи нижнего олигоцена месторождения «Белый Тигр» с использованием нефтекислотных эмульсий.

Задачи исследования

1 Изучение влияния геолого-физических параметров пластов и физико-химических свойств насыщающих их флюидов, условий залегания залежей, технологических параметров кислотных обработок, влияющих на успешность воздействия по различным группам объектов в терригенных коллекторах.

2 Поиск композиций кислотных растворов, предотвращающих образование гидрогелей и нерастворимых солей в призабойной зоне.

3 Поиск эффективных композиций химреагентов на основе глинокислоты и замедлителей для условий терригенных пород при аномально высоких температурах.

4 Разработка эффективных технологий обработки призабойной зоны высокотемпературных терригенных пластов.

Методика исследований

Решение поставленных задач осуществлялось в три этапа. На первом этапе проводились лабораторные исследования в статических и динамических условиях протекания реакции для выбора новых композиций химреагентов на основе глинокислоты и замедлителей реакции. Исследования проводились на естественных и искусственных образцах горных пород.

Лабораторные эксперименты проводились по специально разработанной экспресс – методике по изучению воздействия композиций химреагентов на основе глинокислоты и замедлителей реакции кислоты с терригенными породами. Для этого была специально сконструирована экспериментальная установка. Объектами исследований послужили естественные образцы терригенных пород, представляющие продуктивные пласты нижнего олигоцена месторождения «Белый Тигр».

На втором этапе была разработана технология воздействия на призабойную зону низкопродуктивных пластов композициями химреагентов.

Экспериментально были определены оптимальные композиции реагентов и объемы их закачки.

На третьем этапе проведен анализ эффективности кислотных обработок на кернах нижнего олигоцена месторождения «Белый Тигр» и оценено влияние геолого-физических свойств пласта, физико-химических свойств пластовых флюидов, технических и технологических параметров на эффективность этих обработок.

Научная новизна

  1. Разработаны и выбраны новые составы кислотного раствора, наиболее соответствующие геолого-физическим условиям залежи нижнего олигоцена.
  2. Установлена зависимость параметров нефтекислотных эмульсий (концентрация эмульгатора, вязкость эмульсии, коррозионная активность) в неисследованных диапазонах изменения температур (до 130 оС).
  3. Разработаны три варианта новых эффективных химреагентов нефтекислотных эмульсий и их оптимальных концентраций (в % масс.: НF - 1,5; HCl - 8,0; СН3СООH - 5,0; C3H12NO9P2 - 2,0; ингибитор коррозии - 2,0; эмульгатор - 0,18; углеводород - 40,0; вода - остальное), воздействующие на терригенные пласты с целью повышения продуктивности скважин с аномально высокой пластовой температурой.

Практическая ценность

Разработана методика «Выбор типа эмульгатора и его оптимальной концентрации для устойчивости нефтекислотных эмульсий (НКЭ) при высоких температурах», которая используется в Уфимском государственном нефтяном техническом университете при чтении курса лекций по дисциплинам «Сбор и подготовка скважинной продукции» и «Системы сбора скважинной продукции» для студентов специальности 13.05.03 – Разработка и эксплуатация нефтегазовых месторождений.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы докладывались на 58-й и 59-й научно-технических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых Уфимского государственного нефтяного технического университета (2007, 2008гг.), II Всероссийском смотре научных и творческих работ иностранных студентов и аспирантов вузов Российской Федерации (2008г.,
г. Томск), семинаре «Improve the bottom-hole treatment technology in the wells of White Tiger oligoxene reservoir» (2008г., г. Хо Ши Минь), а также на научно-технических семинарах кафедры «Разработка и эксплуатация нефтегазовых месторождений» Уфимского государственного нефтяного технического университета (2007, 2008гг.).

Объем и структура работы

Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы и приложений. Работа содержит 126 страниц машинописного текста, 36 рисунков, 37 таблиц, 114 библиографических ссылок и приложений на 13 страницах.

Работа выполнена на кафедре «Разработка и эксплуатация нефтегазовых месторождений» Уфимского государственного нефтяного технического университета.

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы, определены основные цели, задачи исследований, методы решения поставленных задач, практическая ценность проведенных работ и научная новизна.

Большой вклад в развитие теоретических и практических методов интенсификации добычи нефти внесли крупные ученые и известные исследователи: Валиуллин А.В., Стрешинский И.А., Карнаухов М.Л., Желтов Ю.П., Гиматудинов Ш.К., Мирзаджанзаде А.Х., Девликамов В.В., Кузнецов О.Л., Муслимов Р.Х., Балакиров Ю.А., Frenier W.W., Ali S., Thomas R.L., Хисамутдинов Н.И., Яремейчук Р.С., Сафин С.Г., Стрижнев К. В., Блажевич В.А., Логинов Б.Г., Белянин Г.Н., Бабец М.А., Киреев Ф.А., Мартынцев О.Ф. и другие.

В первой главе рассмотрены геологические условия залегания нефти и анализ разработки месторождения «Белый Тигр».

Рассмотрена динамика основных технологических показателей по эксплуатационным объектам проводимых геолого-технических мероприятий и работе системы поддержания пластового давления.

Рассмотрены основные причины ухудшения фильтрационной характеристики ПЗП в нагнетательных и добывающих скважинах.

Выявлены факторы, снижающие продуктивность скважин. Эти факторы можно отнести к четырем группам.

Снижение фильтрационных свойств коллектора ПЗП происходит за счёт проникновения, формирования, передвижения, накопления и кольматации твёрдых частиц в порах и трещинах. Степень снижения фильтрационных свойств различна при различном влиянии скорости проникновения, передвижения, кольматации в порах и трещинах, природы фракционного состава, содержания твёрдой фазы, скорости фильтрации.

Снижение фильтрационных свойств коллектора происходит за счёт набухания глинистых минералов и цементной породы при их контакте с фильтратом разных растворов. Степень снижения проницаемости пород-коллекторов, содержащих глинистые материалы, зависит от типа глинистого минерала, содержания глины, фракционного состава, содержания и глубины проникновения фильтрата.

Снижение фильтрационных свойств коллектора ПЗП происходит за счет физико-химического взаимодействия между фильтратом раствора, породой-коллектором и пластовым флюидом. Взаимодействие между проникающим фильтратом и пластовым флюидом (нефть, газ) часто приводит к формированию эмульсии нефть-вода, вода-газ. Эти типы эмульсии затем стабилизуются адсорбцией смолисто-асфальтеновыми веществами, имеющимися в нефти.

Снижение фильтрационных свойств коллектора ПЗП происходит за счёт других технологических факторов. Степень влияния фильтрата раствора на продуктивный пласт также зависит от времени контакта раствора с ним. На практике, основными технологическими факторами, влияющими на проницаемость ПЗП, являются: величина депрессии; тип и состав раствора; время и степень контакта раствора.

Во второй главе рассмотрены сущности процесса кислотных обработок ПЗП и причины, влияющие на успешность проведения кислотной обработки ПЗП (удаление образований в результате проникновения глинистого раствора в ПЗП, удаление карбонатных составляющих пород, слагающих ПЗП, расширение поровых каналов для повышения проницаемости пласта в ПЗП).

Приведено краткое изложение общих черт физических и химических аспектов процесса кислотных обработок карбонатных и песчаных пластов. Конкретные вопросы отражают растворяющую способность используемых кислот и ряд факторов, влияющих на скорость растворения материала: содержание кислоты, температура, давление, скорость потока, соотношение между поверхностью материала и объемом кислот, влияние выпадения вторичных осадков и т.д.

Опыт показывает, что в разных геолого-промысловых условиях этот способ воздействия на ПЗП имеет различную эффективность, и величина его определяется влиянием самых разнообразных факторов, среди которых основными являются:

  1. Виды используемых кислот и их способность растворения (HCl, CH3COOH, HF).
  2. Влияние температуры, давления, степени диссоциации, концентрации кислоты, скорости перемещения и удельной поверхности на скорость растворения.

Способность к реакции в целом и способность растворения карбонатных материалов в выше указанных кислотах, в частности, зависят от степени диссоциации кислот, от температуры и давления, при которых протекает реакция. Кроме того, реакция между жидкой и твердой фазами носит гетерогенный характер, скорость реакции которых во многом зависит от условий контактирования, поэтому растворяющая способность еще зависит от удельной поверхности твердых материалов и скорости потока и т.д.

Выпадение осадка при кислотной обработке терригенного пласта оказывает сильное влияние на эффективность обработки. Во многих случаях образование осадка носит естественный характер, трудно его предотвратить, но можно избежать или уменьшить его влияние. В некоторых случаях предотвращение выпадения осадка носит инициативный характер и можно рассчитывать при реагировании и выборе технологии. Причинами формирования осадка являются: осадок гидроксила железа; выпадение силикатного геля (Si(OH)4.nH2O); выпадение осадка фторокальциевой соли (CaF2); выпадение осадка гексафторосиликата и гексафтороалюмината.

Pages:     || 2 | 3 | 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»