Введение к работе
Актуальность проблемы. Однім из перспективных и бурно развивающихся в настоящее время направлений нефтегазовой науки является создания новых технологий разработки и эксплуатации месторождений, основанных на целенаправленном использовании как реофизических характеристик применяемых агентов, так и особенностей поведения самих нефтей. Лабораторные и промысловые исследования последних лет свидетельствуют о том, что при давлениях, на 5,0 - 10,0 Ша Еыше давления насыщения в жидкости образуются ынкрозародыии газа. Среди целого ряда особенностей поведения жидкостей в условиях зародте.еобраэованкя можно отметить аномальное увеличение расхода, изменение реологических свойств жидкости* Так н.'.-сгоновскал падкость, к примеру, приобретает релаксацкенрые вязко-упругие свойства. Объемное поведение жидкостей в условиях зародатеобразования отлм<ается увеличением на 10-20 сжимаемости жидкости. 3 ряде работ отмечается существенная неразновесность процесса фильтрации жидкости в пористой среде и ее движения в трубах, течение жидкости в условиях оародьтеобразования носит характер стохастических колебаний. Отиечениые эффекты, сопровождающие процессы зародатеобразования в ньютоновской жидкости, определили развитие целого ряда новых реотехкологий, заключающихся в гатесиярии нефти гпго-насыщенчыми агентами вблизи давления насьгцения.
Столь заметные особенности поведения ньютоновских жидкостей в условиях зародышеобразования определяют целесообразность исследования поведения и других классов, жидкостей, относящихся к неньютоновским, например, вязко-упругих.
Необходимость детального исследования реологических и фильт-
рационных свойств вязко-упругих нефтей продиктована еще одним обстоятельством. Как известно, вязко-упругие свойства присущи тяжелым нефтям. Традиционный подход к разработке залежей подобных нефтей заключается в реализации тепловых методов воздействия с целью снижения вязкости. Вместе с тем, известно, что наличие у нефти вязко-упругих свойств обеспечивает повышение эффективности некоторых технологических операций, в том числе позволяет достигать более высоких коэффициентов вытеснения водой по сравнению с ньютоновскими изовискозными жидкостями. Таким образом, по мере нагрева вязко-упругая жидкость по своим реологическим свойствам будет приближаться к ньютоновской. Но, с другой стороны, ньютоновская жидкость вблизи давления насыщения приобретает вязко-упругие свойства за счет образования микрозародышей. Следовательно, может существовать оптимальная температура прогрева залежи вблизи давления насыщения, обеспечивающая наиболее выгодное с технологической точки зрения сочетание вязких и вязко-упругих свойств.
Исходя из отмеченного, целью работы являлось:
-
Экспериментальные исследования реологических и фильтрационных свойств вязко-упругой нефти в области предфазового перехода.
-
Разработка принципов повышения продуктивности и оптимизации работы добывающих скважин на основе особенностей поведения нефти в области зародышеобразования.
-
Обоснование возможности новых подходов к разработке залежей вязко-упругой нефти, учитывающих особенности ее поведения в условиях образования микрозародышей.
Задачи исследования включали в себя:
I. лабораторные исследования объемного поведения, релаксационных свойств и эффективной вязкости дегазированных, рекомби-нированных и глубинных проб нефти пермо-карбоновой (Р-С) залежи Усинского месторождения.
й. исследования фильтрационных свойств дегазированной и га-зонасшценной вязко-упругой нефти.
-
изучение закономерностей процесса вытеснения газонасыщенной нефти водой при различных термобарических условиях.
-
решение некоторых технологических задач, обеспечивающих повышение продуктивности и оптимизацию работы добывающих скважин.
-
обоснование новых подходов к разработке залежи вязко-упругой нефти в области предфаяового перехода.
Методы решения поставленных задач. Для решения поотавлотттых задач использовались:
экспериментальное исследования объемного поведения и ре лак еационннх свойств на установке ЛСМ-300М;
экспериментальные исследования эффективной вязкости на вискозиметре высокого давления 8ВДУ;
зь'сг'.зр/кє'лтальтіє исследования фильтрационных, реологических свойств и процессов вытеснения нефти водой на установке УЖ1К-ІМ;
сопоставитеtft-vHk' анализ результатов изучения свойств нефти е обьеме и пористой среде;
теоретическое обоснование возможности повышения производительности скважин и принципов оптимизации их работы на основе теории расплывчатых множеств;
сравнительный анализ альтернативной и базовой технологий
~4-
раэработки залежи на основе результатов экспериментальных исследований .
Кроме этого, в работе использованы метод детерминированных моментов для обработки кривых восстановления давления и истощения, метод наименьших квадратов и метод Гаусса для атшксимации экспериментальных данных.
Научная новизна полученных результатов заключается в следующем:
-
Впервые установлен немонотонный характер изменения релаксационных свойств газонасыщенной вязко-упругой нефти в зависимости от давления. Показано, что наибольшее ослабление релаксационных свойств соответствует давлению начала зародышеобразования.
-
Впервые обнаружен эффект усиления релаксационных свойств при нагреве вязко-упругой нефти, обусловленный образованием микрозародышей газа.
-
Впервые изучены закономерности изменения фильтрационных свойств газснасыщенной вязко-упругой кефти при изменении давления и температуры.
-
Впервые исследовано слияние зародышеобразования на процессы вытеснения вязко-упругой нефти водой.
-
Обоснованы принципы повышения продуктивности и оптимизации работы добывающих скважин путем регулирования термсбариче-ских условий в призабойной зоне.
-
Показана возможность новых технологических подходов к разработке залежи вязко-упругой нефти, основанных на целенаправленном регулировании ее реофизических свойсть.
Практическая ценность результатов работы основана на обна-
'" -5-
руж=;нных v, экспериментально исследозатщх особенностях поведения вязко-упругой нефти в условиях зародыиеосраэсвания. Установлен-дає законом*-рносгн ик.нзнзнкя рсофизических характеристик нефти при изменении давления и температурь' открывают новые возможности оптимизации расотн добывающих скважин, а также позволяют создавать на этой основе новые технологии разработки залежи. В частности, созданы основы технологии, отличающейся от общеизвестных чередуюсейся закачкой агентов и поддержанием пластового давления на заданном уровне, что обеспечивает более высокие коэффициенты вытеснения при значительном снижении энергетических затрат :»-реализацию.
Кроме тою, раэрабитаны методики рлсчеі'а осноччых технологически.- ]Кгг/:.\:Ь рас о ты сквалкн, ї.к/аг-іг.хжиє б себя:
определение сптиуалььон депрессии на пласт;
обоснование оптимально;! температуры ирогрова;
- выбор заборного давления, обеспечивавшего высокий дебит при слг.гопі'Иїїтиом соотношении подвижностей в пропластках.
А.чросация работы. Основные положения диссертационной работы докладнралксі «а:
Ї. всесоюзно;: сколе-ссмкнаре "Добыча и транспорт высоковяз-кйх нефтей", Ки^в, 1982;
2. Всесоюзном совещании "Применение нечыотенсвсклх систем в нефтедобыче", Уфа, І9Б9, 199I;
6, Pfецуб.ткканская научно-практическая конференция "Новые метсдь лозсшения нефтеотдачи пластов е интенсификации добычи неф? и в республике", Уфа, 199Э;
Л. Зоьссыоной конференции "применение ьерснтчосчнс-стг.ти- стических методов в бурении и нефтегазодобыче,", Бачу, 1991;
-
Научно-практической конференции "Разработка и эксплуатация газоконденсатних месторождений на завершающей стадии", Ухта, 1992;;
-
Международном симпозиуме "Нетрадиционные источники углеводородного сырья и проблемы его освоения", С.-Петербург, 1992.
Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения, содержащего основные выводы и рекомендации. Общий объем работы составляет 102 страниц, в том числе 16 таблиц, 25 рисунков и список использованной литературы из 95 наименований на 9 страницах.
