Введение к работе
Актуальность работы. Разрабатываемые нефтяные месторождения Западной Сибири имеют свои особенности. Основные скопления нефти содержатся в продуктивных горизонтах, представленных песчано-глинистыми эбразованиями. По своему составу они значительно отличаются и являются юлимиктовыми, существенно полевошпатовыми, характеризуются обилием в них неустойчивых компонентов. Им свойственна высокая неоднородность и ірерьівистость. Характерными особенностями продуктивных пластов являются также наличие широких водонефтяных зон и высокая пластовая температура ;80-100С). Разработка нефтяных месторождений ведется в условиях интенсивного заводнения продуктивных пластов, которое в значительной ;тепени способствует прорывам закачиваемых вод по наиболее проницаемым интервалам пласта и преждевременному обводнению скважин.
Современное состояние нефтедобычи в стране характеризуется эксплуатацией огромного количества скважин в течение длительного времени, -гто обуславливает нарушение герметичности системы "обсадные колонны -цементное кольцо - порода". Интенсивность перетоков многократно увеличивается при наличии недостатков в конструкции скважин, связанные с этеутствием цементного кольца за кондуктором и за эксплуатационной колонной в интервалах расположения пресных и примыкающих к ним минерализованных вод, неизолированными поглощающими пластами за эбсадными колоннами и нарушениями колонн. В настоящее время шачительная часть скважин месторождений Западной Сибири относится іменно к указанной категории. Поэтому в исследованиях, направленных на човышение эффективности ремонтно-изоляционных работ, основное внимание должно быть уделено разработке научного обоснования выбора объектов зоздействия, новых изолирующих составов, технологий и методов изоляции зодопритоков, а также целесообразности и эффективности проведения работ то ограничению водопритоков.
Разработка научных основ применения водоизолирующих составов на эснове смолы ТС-10 и повышения их эффективности предполагает комплексное решение следующих задач:
лабораторные исследования водоизолирующих составов на основе смолы ТС-10;
исследования по совершенствованию водоизолирующих характеристик смолы ТС-10;
промыслово-экспериментальные исследования по ограничению притока воды в скважинах.
Решение этой проблемы определяет цель и задачи исследований.
Цель работы. Разработка эффективных водоизолирующих составов и технологий изоляционных работ с применением смолы ТС-10 на поздней стадии эксплуатации месторождений.
Основные задачи исследований:
-
Исследования по разработке составов для изоляции вод;
-
Создание установки для определения водоизолирующих характеристик водных растворов смолы ТС-10;
-
Исследование фильтруемое водных растворов смолы ТС-10;
-
Исследование полимерцементных растворов на основе смолы ТС-10;
-
Исследование возможностей улучшения прочностных и адгезионных характеристик отвержденных образцов на основе составов смолы ТС-10;
-
Исследование процесса смешения смолы ТС-10 с водными растворами солей;
-
Изолирующие составы на основе смолы ТС-10 с наполнителями;
-
Совершенствование технологии раздельной закачки смолы ТС-10 и отвердителя;
-
Анализ результатов промысловых экспериментов по изоляции пластовых вод;
-
Анализ результатов испытания технологии изоляционных работ в скважинах с применением смолы ТС-10 с коротким сроком отверждения;
-
Анализ эффективности ремонтно-изоляционных работ по ограничению притока воды на месторождениях Западной Сибири и научные основы прогнозирования успешности изоляционных работ.
Методы решения задач. При решении поставленных задач использованы методы математической статистики, теория подобия и размерностей, а также лабораторные и промысловые исследования.
5 Научная новизна
-
Решена задача адаптирования водоизолирующих составов на основе смолы ТС-10 к условиям месторождений Среднего Приобья. Установлено, что сокращение времени начала отверждения смолы позволяет улучшить качество образца за счет увеличения количества отвердителя. Отвердители могут применяться в определенном интервале температур: 20-40С -формалин; 40-60С - формалин + уротропин; 60-80С - уротропин.
-
Результатами исследования по фильтрации смолы ТС-10 через керны установлено две области фильтруемости смолы: образцы с проницаемостью от 10 до 60 мД и от 60 до 300 мД. При одной и той же проницаемости водонасыщенный керн фильтрует смолы в 4 раза больше, чем нефтенасыщенный, то есть смола не обладает селективностью, но фильтруемость ее преобладает в водонасыщенной части пласта. Это свойство предложено использовать для селективной изоляции.
-
Установлено, что полнмерцементные растворы на оснозе смолы ТС-10 с отверждающими фильтратами относятся к тампонажным смесям с регулируемыми сроками схватывания и прочности, что выгодно отличает от обычных водоцементных растворов и позволяет эффективно применить их Е трещиноватых и кавернозных коллекторах при пластовых температурах от 50С до 80С.
-
Исследованиями по определению силы адгезии смолы ТС-10 к горной породе, цементному камню и стали установлено, что адгезия смолы к горной породе и цементному камню обусловлено не только механическими силами сцепления, но и адсорбционной силой взаимодействия. При насыщении керна водой полярные метилольные группы, содержащиеся в смоле, взаимодействуют с гидроксилами воды, адсорбированными на поверхности керна, в результате чего возникает сила молекулярной адгезии. Показано, что даже незначительные добавки наполнителя улучшают прочностные характеристики состава, адгезию к металлу и старому цементному камню и отличается стабильностью отверждения.
-
Установлено, что при закачке тампонажного раствора на основе смолы ТС-10 по колонне и продавки его водой (технической, сеноманской) в
6 растворами солей происходит разбавление и смешение их между собой. В результате отвержденный полимер имеет рыхлую структуру и неудовлетворительное качество. Основным направлением, уменьшающим степень разбавления тампонажной смеси продавочной жидкостью, является применение изоляционного материала с коротким сроком отверждения и закачка его по колонне при развитом турбулентном режиме движения. Это возможно только при применении раздельной закачки ( по колонне НКТ и затрубному пространству) смолы и отвердителя.
На защиту выносится научное обобщение результатов лабораторных и
промыслово-экспериментальных исследований, обеспечивающие
эффективность применения водоизолирующих составов на основе смолы ТС-10 для специфических условий Западной Сибири.
Практическая ценность
-
Результаты исследования использованы в инструкции "Временная инструкция по приготовлению растворов на основе смолы ТС-10 для изоляции работ в скважинах на месторождениях Западной Сибири", которая нашла широкое применение на промыслах.
-
Технологии ликвидации негерметичности эксплуатационной колонны путем циклической закачки цементного раствора, с предварительной установкой экрана из композиции на основе смолы ТС-10.
-
Технология изоляции ( отключения ) вскрытых перфорацией горизонтов для регулирования темпов заводнения продуктивных пластов, путем последовательной закачки в пласт под давлением изоляционной композиции на основе смолы ТС-10, полимерцементного раствора и цементного раствора на водной основе.
-
Технология изоляции подошвенных вод и вод, поступающих в скважину по заколонному пространству из ближайших водоносных горизонтов.
-
Технология устранения интервалов негерметичности обсадных колонн с использованием водного раствора смолы ТС-10 с коротким сроками отверждения.
-
Технология по изоляции поглощения вод, закачиваемых для поддержания пластового давления.
Реализация результатов работы. Технологии по изоляции негерметичностей эксплуатационных и обсадных колонн, вскрытых перфорацией горизонтов, подошвенных вод и вод поступающих в скважину по заколонному пространству из близлежащих водоносных горизонтов реализованы на Западно-Сургутском, Тетерево-Мартымьянском, Усть-Балыкском, Мамонтовском, Мегионском и Правдинском месторождениях. Временная инструкция по приготовлению растворов на основе смолы ТС-10 широко применяется при подборе водоизолирующих составов на промыслах.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на заседании секции добычи, сбора и подготовки нефти и газа ученого Совета СибНИИНП 1975, 1976 г.г.; на заседании секции добычи, сбора, транспорта и подготовки нефти и газа и экономических исследований ученого Совета Гипротюменнефтегаз, 1973 г.; на заседании секции бурения и АСУТП ученого Совета СибНИИНП, 1977 г.; на заседании технического Совета НГДУ "Шаимнефть", 1975 г.; на научно-методическом семинаре кафедры "Прикладная математика" ТюмГНГУ, 1995, 1996 г.г. и на международной научно-технической конференции ОАО "Запсибгазпром", Тюмень, 1997 г.
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 11 печатных работ, в том числе "Временная инструкция по приготовлению растворов на основе смолы ТС-10 для изоляции работ в скважинах на месторождениях Западной Сибири".
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, основных выводов и рекомендаций, списка использованной литературы, включающего 95 наименований. Работа изложена на 135 страницах машинописного текста, содержит 22 рисунка и 24 таблицы.
