WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 |
  • изоляция водо- и нефтенасыщенных пластов силикатно-полимерными гелями при различной температуре и градиентах давления;
  • изучение влияния физико-химических свойств гелеобразующих составов на механизм образования и свойства геля в пористой среде;
  • изучение возможности разрушения геля в пористой среде и восстановление проницаемости пористой среды как гидродинамическим (путем повышения давления нагнетания), так и химическим (закачка раствора щелочного реагента) методами;
  • выравнивание фронта вытеснения нефти в неоднородном пласте путем закачки оторочки силикатно-полимерного раствора на примере двухслойной модели пласта различной проницаемости.

В ходе решения поставленных задач изменялся состав силикатно-полимерного раствора и объем его закачки в пористую среду для обеспечения необходимого снижения проницаемости пористой среды.

Для проведения фильтрационных исследований использовалась лабораторная установка фирмы «Core Laboratories». Данная установка предназначена для изучения нефтевытесняющих и фильтрационных свойств композиций различных химреагентов в условиях, близких к пластовым. Эксперименты проводились на насыпных моделях пласта и на образцах керна. В ходе проведения исследований моделировались как однослойные, так и двухслойные пласты различной проницаемости. Подготовка образцов керна, пористой среды и моделей пласта осуществлялась на основании стандартных методик.

В ходе выполнения исследований определялись следующие основные параметры, отражающие эффективность применения гелеобразующих составов на основе силиката натрия:

- степень снижения проницаемости пористой среды после закачки гелеобразующего состава и образования геля (т. н. коэффициент изоляции),

- максимальная величина давления (градиент давления), при котором гель еще сохраняет свою структуру.

Порядок проведения опытов по изучению фильтрационных характеристик пористых сред был предусмотрен следующий:

- определение проницаемости водонасыщенной пористой среды;

- закачка гелеобразующего состава;

- технологическая выдержка в течение 72-240 часов для образования геля;

- фильтрация воды через пористую среду, заполненную гелем.

После выдержки системы в модель пласта закачивалась пресная вода при ступенчатом увеличении давления нагнетания. Регистрировались объемный расход Q и соответствующий ему перепад давления Р, на основании которых по формуле Дарси определяли проницаемость при фильтрации гомогенной фазы через образец или подвижность Q/P при фильтрации воды через образец и гель, сформировавшийся в пористой среде. Степень изоляции определялась как отношение проницаемостей или подвижностей при фильтрации воды через образец, заполненный гелем, и водонасыщенный образец. Давление нагнетания увеличивалось до момента прорыва геля водой, то есть резкого увеличения скорости фильтрации жидкости через образец, или предельно возможных значений в условиях проведения опытов.

Объем закачки гелеобразующего раствора в опытах менялся от долей единицы до одного порового объема образца. В опытах с двуслойными моделями задавался объем оторочки раствора, закачиваемый в высокопроницаемый образец. Предполагалось, что количество раствора, поступающего в низкопроницаемый образец, будет пропорционально соотношению проницаемостей образцов, образующих модель пласта.

В опытах с нефтенасыщенными однослойными моделями пласта порядок проведения эксперимента был аналогичен опытам с водонасыщенными моделями, за исключением начальной стадии, когда через водонасыщенный образец прокачивается несколько поровых объемов нефти и определяются начальная нефтенасыщенность и количество связанной воды.

При проведении исследований с нефтенасыщенными двухслойными моделями пласта гелеобразующий раствор закачивался в образец после полного вытеснения нефти из высокопроницаемого пласта. Таким методом моделировались условия изоляции хорошо промытых высокопроницаемых зон пласта.

В результате опытов на однослойных водонасыщенных моделях пласта с проницаемостью от 0,141 до 10,1 мкм2 было получено, что применение силикатных гелей позволяет снизить подвижность жидкости в пористой среде от 1000 до 10000 раз. Поскольку состав гелеобразующего раствора во всех случаях был одинаков, а коэффициенты изоляции значительно отличались, то можно сделать вывод, что изолирующая способность геля зависит от проницаемости порового пространства. Тем не менее, можно однозначно сказать, что градиент давления прорыва геля водой снижается с увеличением проницаемости образца и с уменьшением объема оторочки.

В следующей серии опытов определялось давление разрушения геля различной прочности. Объем прокачанного через образец гелеобразующего раствора был больше порового объема на 25-35%, что обеспечивало распределение его по длине образца во всем объеме. Результаты опытов показали, что гель, прочность которого составляла 5 Па, был разрушен при давлении нагнетания 0,08 МПа, а гель с прочностью 7 и 15 Па при достижении давления 2,3-2,4 МПа разрушить не удалось.

Для изучения поведения силикатного геля в пористой среде были проведены эксперименты на модели пласта длиной 1 м, по длине которой сделано 6 отводов для отбора жидкости и замера давления. Эта модель позволяет определить местонахождение оторочки геля по длине модели и давление прорыва оторочки. Оторочка силикатного геля создавалась путем закачки расчетного количества объема гелеобразующего раствора и передвигалась водой по модели пласта. Эксперименты проводились на водонасыщенных моделях проницаемостью 0,115 и 1,2 мкм2. Исследовался характер распределения давления в пористой среде при различных ступенях действующего на модель постоянного градиента давления (от 1,5 до 5,0 МПа/м). Обнаружено, что область образования геля значительно больше теоретического объема, занимаемого раствором, то есть в процессе фильтрации происходит размывание оторочки на переднем и заднем фронтах. В ходе проведения опытов подтвердился ранее сделанный вывод о том, что через гель фильтруется жидкость, при этом с увеличением проницаемости количество протекающей жидкости повышается.

Эксперименты по закачке гелеобразующего раствора в двухслойные водонасыщенные модели пласта, имеющие значительно отличающиеся по проницаемости пласты (3,0 и 0,56 мкм2) не дал ожидаемого результата. В низкопроницаемый образец поступило в 2 раза больше объема гелеобразующего раствора по сравнению с расчетным. С увеличением давления фильтрации воды через оторочку геля прорыв геля произошел в высокопроницаемом образце, а не в низкопроницаемом.

Исследования, проведенные на двухслойных нефтенасыщенных моделях пласта, показали, что закачка гелеобразующего раствора должна осуществляться в момент, когда нефтенасыщенность низкопроницаемого пласта достаточно высока, а высокопроницаемый пласт выработан достаточно полно. В этом случае силикатный раствор в высокопроницаемом пласте имеет более высокую подвижность и образовавшийся гель занимает больший объем пласта по сравнению с низкопроницаемым пластом одинаковой проницаемости.

Было установлено, что в экспериментах на двухслойных нефтенасыщенных моделях пласта прорыв оторочки геля вначале произошел в низкопроницаемом пропластке, причем при достаточно низких давлениях, и затем в высокопроницаемом пропластке. Проницаемость после прорыва геля в высокопроницаемой модели пласта стала меньше, чем в низкопроницаемой, то есть произошло перераспределение потоков фильтрации воды.

Для исследования влияния структуры порового пространства на процесс гелеобразования и изменение фильтрационных свойств реальной пористой среды, были проведены эксперименты на натурных кернах, отобранных из пласта Д1 Ромашкинского месторождения. Из представленных результатов видно, что наиболее высокая степень изоляции достигается на образце керна, имеющем большую проницаемость, что подтверждает результаты, полученные на насыпных моделях пористых сред о более высокой степени изоляции высокопроницаемых пропластков. При этом необходимо отметить, что даже при депрессии 10 МПа/м (максимально возможное значение депрессии, достигаемое в экспериментах) не происходило полного разрушения геля и восстановление проницаемости пористой среды, однако при этом степень изоляции уменьшилась.

На рис. 6 представлены результаты экспериментальных исследований, проведенных на керне с проницаемостью 0,079 мкм2. Изучение процесса фильтрации воды через гель осуществлялось при ступенчатом изменении расхода рабочего агента, в результате которого был выявлен ряд особенностей, которые характерны для сформировавшейся гелевой структуры.

Рис.6 Зависимость проницаемости керна (начальная проницаемость 0,079 мкм2), заполненного гелем, от объема прокачки пресной воды при различной депрессии

После образования прочного геля в пористой среде он представляет собой не жесткий водоупорный экран, а систему, способную фильтровать через себя жидкость без нарушения однородности структуры. При увеличении расхода жидкости (перепада давления) до некоторой граничной величины проницаемость практически не изменяет своего значения, т. е. процесс носит стационарный характер (зона стабильного геля).

После увеличения давления выше некоторой критической величины происходит частичное разрушение геля в породе и проницаемость гелевой оторочки резко увеличивается, а степень изоляции пористой среды соответственно снижается (зона нестабильного геля).

С дальнейшим ростом градиента давления гель начинает разрушаться, а проницаемость соответственно увеличивается, но первоначальная проницаемость пористой среды не достигается даже при градиентах давления порядка 8-10 МПа/м.

1. В водонасыщенных образцах гель распределяется по всей толщине модели, что приводит к более значительному снижению их проницаемости, чем в нефтеводонасыщенных, где распределение и образование геля происходит только в зонах, промытых водой.

2. Степень снижения проницаемости пористой среды зависит от прочности геля и объема закачиваемого раствора.

3. При применении силикатно-полимерных гелей для выравнивания профиля приемистости в неоднородных по проницаемости коллекторах закачка силикатного раствора должна осуществляться на стадии высокой нефтенасыщенности низкопроницаемой части коллектора и достаточно высокой выработки высокопроницаемой.

4. Пористая среда, занятая гелем, обладает некоторой проницаемостью для воды.

5. В случае срыва геля в пористой среде он начинает фильтроваться по наиболее крупным порам, снижая проницаемость коллектора в отдельных случаях до полного прекращения фильтрации.

6. При разрушении геля водой в пористой среде удавалось лишь частично восстановить ее проницаемость. Значительно восстановить фильтрационные свойства коллектора можно было только путем разрушения геля 10% раствором щелочи. Однако достигнуть начальной проницаемости пористой среды после закачки гелеобразующего раствора ни в том, ни в другом случае не удалось.

В четвертой главе изложены результаты промысловых испытаний технологии выравнивания профиля приемистости нагнетательных скважин композициями на основе силикатно-полимерных гелей, представлены разные способы приготовления и закачки гелеобразующих растворов в скважину, приведены результаты технологической эффективности от промысловых работ.
Технология предназначена для повышения нефтеотдачи пластов за счет перераспределения потока нагнетаемой воды по мощности и вытеснения нефти из низкопроницаемых зон пласта, не охваченных ранее процессом фильтрации.

Последовательность осуществления технологии сводится к закачке предоторочки пресной воды, приготовлению гелеобразующей композиции определенного состава и объема непосредственно перед закачкой в пласт и закачке его в пласт, последующей продавке пресной водой и необходимой выдержке для гелеобразования.

Объект для проведения промысловых работ выбирался на основании следующих данных: неоднородность пласта, высокая обводненность окружающих добывающих скважин и наличие остаточных запасов нефти.

Основными критериями подбора нагнетательной скважины для применения технологии являлись следующие:

- приемистость скважины более 200 м3/сут;

- слоистая неоднородность пласта (количество пропластков не менее 2);

- высокопроницаемый пропласток принимает более 80% воды от объема закачки;

- наличие глинистых перемычек толщиной более 0,5 м.

Одним из важнейших элементов технологии является приготовление гелеобразующей композиции при достаточно точной дозировке каждого из компонентов гелеобразующего состава.

В процессе проведения промысловых работ были рассмотрены различные схемы приготовления гелеобразующего состава и дозировки компонентов.

Промысловые испытания технологии выравнивания профиля приемистости нагнетательных скважин композициями на основе щелочного силикатно-полимерного геля выполнялись на нефтяных месторождениях Западной Сибири, Татарстана, Пермской области и Республики Коми. Работы проводились в следующих объединениях: ОАО «Красноленинскнефтегаз» (Талинское месторождение), ОАО «Нижневартовскнефтегаз» (Ершовское, Самотлорское, Мыхпайское месторождения), ТПП «Урайнефтегаз» (Даниловское, Мортымья-Тетеревское месторождения), ОАО «Ноябрьскнефтегаз» (Западно-Ноябрьское, Муравленковское, Пограничное месторождения), ТПП «Лангепаснефтегаз» (Урьевское, Лас-Еганское, Южно-Покачевское и др.), ОАО «Мегионнефтегаз» (Аригольское, Мегионское месторождения), ОАО «Татнефть» (Ромашкинское месторождение) и др.

Количество скважино-операций и результаты технологической эффективности промысловых работ в различных объединениях приведены в таблице 2.

Анализ технологической эффективности технологии выравнивания профиля приемистости нагнетательных скважин композициями на основе силикатно-полимерного геля проводился по методическому руководству (РД-153-39.1-004-96).

Для оценки технологической эффективности была использована программа «Эффект», в основе которой лежит программа «STATIC». Поскольку обводненность реагирующих добывающих скважин составляла более 60%, то оценка эффективности осуществлялась по характеристикам вытеснения. За основу бралось среднее значение по трем характеристикам вытеснения с максимальным коэффициентом корреляции.

Таблица 2

Результаты технологической эффективности внедрения технологии ВПП нагнетательных скважин композициями на основе силикатно-полимерных гелей в различных объединениях

Объединение

Кол-во

операций

Успешность, %

Доп. добыча нефти, т

Уд. доп. доб. нефти, т

Pages:     | 1 | 2 || 4 |






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