Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Исследование влияния физических полей на фильтрационные характеристики пористых СРВД 11
1.1. Исследование влияния магнитного поля на фильтрационные характеристики глинизированных пластовых систем 16
1.2. Изучение влияния магнитного поля на процесс набухания глины 28
1.3. Регулирование процесса набухания глины при фильтрации воды магнитным полем 47
1.4. Влияние магнитного поля на начальный градиент давления при фильтрации воды в глинизированной пористой среде 53
Глава 2. Регулирование фильтрационных характеристик пористых срвд омагниченвыш растворами ПАВ 64
2.1. Регулирование гидродинамических свойств пластовых систем обработкой пористой среды омагниченным раствором ПАВ 64
2.2. Регулирование процесса фильтрации раствора ПАВ в неоднородной пористой среде магнитным полем 70
Глава 3. Результаты промысловых экспериментов по применению физических полей 85
3.1. Повышение эффективности обработки ПЗП нефтяных скважин омагниченным раствором ПАВ 85
3.2. Обработка ПЗП нагнетательных скважин омагниченным раствором ПАВ 95
Основные выводы и рекомеццации 101
Литература 103
Приложение 1
- Изучение влияния магнитного поля на процесс набухания глины
- Влияние магнитного поля на начальный градиент давления при фильтрации воды в глинизированной пористой среде
- Регулирование процесса фильтрации раствора ПАВ в неоднородной пористой среде магнитным полем
- Обработка ПЗП нагнетательных скважин омагниченным раствором ПАВ
Введение к работе
На ХХУІ съезде КПСС, последующих пленумах ЦК КПСС и ЦК КП Азерб.ССР отмечалось большое значение роли нефтяной промышленности в решении народнохозяйственных задач, директивами съезда предусмотрен дальнейший рост добычи нефти и газа, намечено в XI пятилетке довести добычу нефти, включая газоавй конденсат, до 620-645 млн.тонн в год.
В связи с этим, наряду с освоением и вводом в разработку новых месторождений, приобретают важное значение внедрение новых, а также совершенствование существующих методов воздействия на уже разрабатываемые залежи с целью стабилизации и интенсификации добычи.
Многолетний опыт разработки показывает значительные трудности, возникающие при эксплуатации нефтяных месторождений, продуктивные коллектора которых имеют в своем составе глину в виде пропластков-или включений. При наличии в глинизированных коллекторах воды процесс разработки еще более усложняется за счет протекания неравновесных процессов, связанных с набуханием глины. Набухание глины в коллекторах приводит к изменению фильтрационных характеристик, в результате чего уменьшается охват пласта заводнением, происходит неравномерное продвижение водо-нефтяного контакта и т.д. Указанные явления приводят к снижению эффективности процесса разработки месторождений и,следовательно,к снижению производительности работы как эксплуатационных, так и нагнетательных скважин. В связи с этим актуальными являются исследования возможности снижения степени неравновесности набухания глины и сопутствующих процессов методами, основанными на применении фи-
зических полей, с целью улучшения фильтрационных характеристик глинизированных коллекторов.
Цель работы. Улучшение фильтрационных характеристик глинизированных коллекторов путем воздействия на пластовые системы физическими полями.
В работе решены следующие задачи:
Исследование влияния магнитной обработки воды на процесс набухания глины и фильтрационные характеристики глинизированных пористых сред.
Лабораторные исследования регулирования процесса фильтрации водой при комбинированной обработке ее магнитными полями и ПАВ.
Применение магнитной обработки водных растворов ПАВ при воздействии на призабоиную зону пласта нефтяных скважин,эксплуатирующихся при забойном давлении ниже давления насыщения, и нагнетательных скважин, осуществляющих закачку в глинизированные коллектора, для повышения производительности их работы.
Методы решения поставленных задач.
Для решения поставленных задач применялись экспериментальные методы, анализ материалов промысловых испытаний, а также обработка результатов проведенных исследований с применением ЭВМ.
Научная новизна.
Впервые показана возможность снижения степени набухания глины и величины начального градиента давления (НГД) в глинизированных пористых средах путем обработки фильтрующейся воды постоянным магнитным полем.
Определена "память" пластовых систем на магнитное воздействие, обуславливающая длительность действия эффекта магнитной
обработки после ее прекращения.
Предложено использовать результаты нестационарных исследований для оценки в лабораторных условиях изменения степени набухания глины в пористой среде.
Показана эффективность комбинированного физико-химического воздействия на призабойную зону пласта нефтяных скважин, эксплуатирующихся при значении забойного давления ниже давления насыщения.
Практическая ценность и реализация результатов работы.
При обработке воды и водных растворов ПАВ постоянным магнитным полем наблюдается: снижение степени набухания глины и величины ВГД в глинизированных пористых средах, улучшение фильтрационных характеристик пористой среды при двухфазной (жидкость - газ) фильтрации, снижение неравномерности фильтрации в неоднородных по проницаемости и литологическому составу пористых средах.
Выявленные особенности позволили разработать методы повышения производительности работы эксплуатационных и нагнетательных скважин.
Предложенный в работе метод магнитной обработки закачиваемого раствора ПАВ в глинизированные пласты в процессе заводнения был осуществлен на нагнетательных скважинах Ш ИЗ, 175, 246 БГДУ "Сальяннефть" ПО "Азнефть". В результате обработки нагнетаемого раствора ПАВ было отмечено значительное увеличение приемистости скважин.
Метод улучшения фильтрационных характеристик пористой среды обработкой омагниченным раствором ПАВ был применен на газлифтных скважинах БГДУ "Федоровскиефть" ПО "Сургутнефтегаз",эксплуатирующихся при забойном давлении ниже давления насыщения. В результа-
те мероприятий по воздействию на призабойную зону пласта (ПЗП) скважин Ш 776, 794, 1337, 1350, 1351, 1352, 1355, 13836, 1426, 1445, 1448 омагниченным раствором ПАВ прирост добычи нефти составил за 2 месяца 9120 тонн, а экономический эффект 173 тыс.руб. (в приложении к диссертации приводятся акт внедрения и расчет экономической эффективности проведенных мероприятий).
Материалы диссертационной работы и предлагаемые методы вошли в "Методическое руководство по анализу технологических процессов при разработке морских нефтяных, газовых и газоковденсатных месторождений", утвержденное Мингазпромом СССР (1983 г.).
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на:
Ш Всесоюзной конференции по механике аномальных систем, посвященной 60-летию образования СССР,г.Баку,1982 г.
У Республиканской научной конференции аспирантов вузов Азербайджана,г.Баку,1982 г.
Ш областной теоретической школе-семинаре "Термодинамические методы в разведке, разработке и эксплуатации нефтяных и газоконденсатних месторождений Западной Сибири",г.Тюмень,1984 г.
Всесоюзный семинар по разработке нефтяных месторождений (ВНИИ),г.Москва,1984 г.
Структура работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, выводов и рекомендаций, списка литературы, насчитывающего 80 наименований, и приложения, содержит 72 страниц машинописного текста, 27 таблиц, 36 рисунков.
Первая глава посвящена экспериментальным исследованиям влияния физического (магнитного) поля на фильтрационные характеристики пористых сред, содержащих глину.
Основанием для изменения физико-химических и реофизических свойств глинизированных пористых сред под воздействием магнитных полей служили особенности подобных сред, изученные в работах П.А. Ребиндера,Б.В.Дерягина,М.П.Воларовича,Ю.Б.Осипова,И.Л.Мархасина, Б.И.Классена и др.
Было изучено изменение пъезопроводности глинизированных моделей пласта при вытеснении углеводородной жидкости водой и водой, обработанной постоянным магнитным полем при различных значениях водонасыщенности моделей. Получено значительное снижение пъезопроводности на исследуемой модели (вытеснение омагниченной водой) по сравнению с контрольной (вытеснение обычной водой) в начальный период времени. Однако, вытеснение на исследуемой модели дало лучшие результаты (повышенные значения коэффициентов безводного и конечного вытеснения).
Изучалось изменение пъезопроводности глинизированной пористой среды в течение длительного времени (около 50 суток). При этом было установлено, что пористая среда, насыщенная омагниченной водой, реагирует на воздействие с некоторой задержкой во времени, после которой наблюдается улучшение фильтрационных характеристик.
Приводятся результаты экспериментов по определению "памяти" пластовой системы на магнитную обработку после ее прекращения. Эксперименты, проведенные на немагнитных колонках, показали наличие "памяти" у глинизированных пористых сред.
Были проведены исследования по изучению возможности снижения степени набухания глины магнитной обработкой фильтрующейся воды. И в процессе набухания глины, и по окончании его, магнитная обработка фильтрующейся воды приводила к значительному снижению степени набухания глины в пористой среде, отмечаемому при снятии кри-
-9-.
вых восстановления давления.
Исследования, направленные на изучение возможности снижения величины начального градиента давления, наблюдающегося при фильтрации воды в глинизированных пористых средах, показали, что при обработке воды постоянным магнитным полем величина начального градиента давления значительно снижается (для описанных экспериментов его величина за 8 суток снизилась до 0 МПа).
Вторая глава посвящена изучению возможности регулирования фильтрационных характеристик пористых сред (магниченными растворами ПАВ.
Известно, что при фильтрации газированной жидкости при давлении ниже давления насыщения происходит снижение фильтрационных характеристик пористой среды за счет отрицательного влияния выделившегося газа на фазовую проницаемость жидкости. Для борьбы с подобными явлениями применяется обработка пористой среды растворами ПАВ. В связи с этим были проведены исследования по изучению возможности увеличения эффективности подобных работ путем обработки растворов ПАВ постоянным магнитным полем. В результате обработки пористой среды, состоящей из кварцевого песка, омагниченным водным раствором ПАВ, пъезопроводность увеличилась втрое по сравнению с применением воды и вдвое, по сравнению с необработанным раствором ПАВ. Это дало возможность считать применение омагниченного раствора ПАВ наиболее эффективным способом обработки пористой среды в условии двухфазной (жидкость-газ) фильтрации.
Эксперименты, проводимые для изучения возможности регулирования процесса фильтрации в неоднородных по проницаемости и литоло-гическому составу пористых средах, показали, что обработка водных растворов ПАВ в постоянном магнитном поле снижает степень неоднородности пластовых систем и позволяет регулировать скорость фильт-
рации.
Третья глава посвящена анализу результатов промысловых экспериментов по применению магнитной обработки в некоторых технологических процессах нефтедобычи.
На основании проведенных лабораторных экспериментальных работ были проведены обработки призабоиной зоны скважин,эксплуатирующихся при забойном давлении ниже давления насыщения омагничен-ным водным раствором ПАВ, которые дали положительные результаты. Кроме того, приводятся результаты промысловых экспериментов по обработке магнитным полем закачиваемого при заводнении раствора ПАВ, которые показывают эффективность обработки в процессе нагнетания.
- II -
Изучение влияния магнитного поля на процесс набухания глины
Глинистые минералы относятся к числу характерных компонентов гранулярных коллекторов, встречаясь как в виде включений или пропластков, так и в виде пленок (цемента), покрывающих частицы породы /5/. Лабораторные и промысловые исследования показали, что с увеличением относительного количества глинистой фракции обычно связано ухудшение проницаемости коллекторов. Также отмечено, что различные глинистые минералы при одинаковом содержании их в пластах снижают проницаемость последних в различной степени. Это в первую очередь зависит от адсорбционной способности (емкости обмена) глинистых минералов и стабильности их кристаллической решетки по отношению к пластовым флюидам. Наибольшей адсорбционной способностью и наибольшим снижением кол-лекторских свойств характеризуются глины монтмориллонитовой группы. Так, например, примесь Ъ% такой глины к кварцевому песку снижает проницаемость пористой среды более чем в 30 раз /38, 39/. Подобные изменения являются проявлением процесса набухания глины.
Указанные особенности, а также то, что монтмориллонитовые глины чаще других встречаются в нефтяных коллекторах /38,39,40/, обусловило выбор глины именно этой группы в качестве объекта исследований.
Для сильноглинизированных коллекторов характерна нелинейность закона фильтрации, начальный градиент давления /30/.Таким образом, наличие набухающих глин в пласте - безусловно неблагоприятный фактор, снижающий технологическую эффективность разработки и конечное нефтеизвлечение.
Как было отмечено выше, ухудшение фильтрационных характеристик глинизированных коллекторов связывалось с величиной адсорбционной обменной способности.
Известно, что и набухание также зависит от емкости обмена /41/,т.е. чем больше обменная способность глин, тем выше набухає мость. Сам процесе набухания обязан способности глины обменивать часть содержащихся в ее твердой фазе ионов на эквивалентное количество ионов, находящихся в соприкасающемся с ней растворе /42/. В результате ионного обмена на различных участках поверхности глинистой частицы внешними оказываются ионы разного заряда.
Электрическое поле, окружающее частицу, в результате усреднения зарядов должно было бы обращаться в нуль, однако, этого не происходит из-за поляризации заряда отрицательных ионов на поверхности /43/. С одной стороны от такого отрицательного иона находится положительный ион, расположенный несколько дальше от поверхности, с другой - вообще нет заряда. Поскольку отрицательный ион имеет большую величину отрицательного заряда, чем положительного, его отрицательно заряженное электронное облако слегка смещается от положительно заряженного ядра к соседнему положительному иону. Это небольшое разделение положительного и отрицательного зарядов (диполь) создает сравнительно.слабое электрическое поле. Положительный ион на поверхности глинистой частицы имеет недостаток отрицательного заряда, поэтому разделения зарядов не происходит. Такой ион является источником электрического поля,характерного для точечного заряда,а не более слабого дипольного поля. Таким образом, электрическое поле вокруг частиц глины обусловлено положительными ионами на их поверхности. Б результате действия электрического поля в соприкасающихся молекулах воды происходит частичное смещение зарядов, образуются диполи, которые, компенсируя положительный заряд поверхности глинистых частиц,образуют новую положительно заряженную поверхность. Наслоение происходит до тех пор, пока энергия теплового движения молекул не превысит энергию связи между диполями. Явление связывания воды гли ной под действием электрических полей называется гидратацией. Глины, а в особенности глины монтмориллонитовой глины, отличаются слабыми межпакетными связями, что приводит к раздвижению соседних глинистых частиц, слоев при гидратации,т.е. увеличению объема связанной воды и набухания /44/. Наличие пленок воды, электрически связанных с поверхностью твердой фази, значительно влияет на продуктивные свойства коллекторов. Пленки воды на поверхности разбухающих минералов снижают "живое" сечение тонких поровых каналов,т.к. вода в этом случае приобретает повышенную вязкость и сдвиговую прочность /38,39/. Это затрудняет ее передвижение под действием низких градиентов давления.
Результаты экспериментальных исследований, приведенных в предыдущем параграфе, позволили предположить изменение процесса набухания глины при магнитной обработке фильтрующейся воды.
В целях изучения этого вопроса было проведено несколько серий экспериментов на установке, схема которой приведена на рис. І.І, и подробно описана в параграфе І.І. Судить о степени набухания глины, как в модели пласта, так и в природных коллекторах, сложно, поэтому изменение степени набухания глины изучалось путем анализа нестационарных исследований по КВД /45,46,47/.Основанием для такого решения являлось, во-первых, то,что при таких исследованиях появляется возможность оценить помимо стационарной характеристики (коэффициент проницаемости) и такую фильтрационную характеристику, как пъезопроводность системы. Во-вторых,изменение свойств пористой среды, насыщающей фазы, меняет пъезопроводность системы, что в свою очередь сказывается на скорости восстановления давления,а следовательно,и на вид КВД.Непосредственно эксперименты проводились по следующей схе
Влияние магнитного поля на начальный градиент давления при фильтрации воды в глинизированной пористой среде
Б процессе разработки нефтяных, нефтегазовых месторождений специалисты-нефтяники довольно часто встречаются с такими явлением, как существование начального градиента давления в продуктивных коллекторах. Наличие начального градиента давления (НГД) в пластовых системах значительно усложняет процесс разработки. Снижается эффективность различных мероприятий, направленных на увеличение нефтеизвлечения, снижается коэффициент нефтеизвлече-ния, который на таких месторождениях редко превышает 20-25$. Объясняется это тем, что вследствие наличия НГД наблюдается снижение размера зоны дренирования скважин, в результате чего образуется большое число так называемых "застойных" зон,в которых, вследствие небольших градиентов давления, пластовые флюиды оста ются неподвижными. Размеры таких "застойных" зон прямо зависят от величины НГД /53,54/.
Появление НГД в пластах обусловлено различными причинами. В одних случаях НГД наблюдается в коллекторах, насыщенных аномальными, "неньютоновскими" нефтями, проявляющими свои структурно-механические свойства при фильтрации в пористой среде коллекторов /55/. НГД возникает в пластах в результате влияния горного давления /56,57/. Однако, существует ряд коллекторов,в которых фильтрация газированных ньютоновских жидкостей и воды происходит с начальным градиентом давления. Это явление связано с наличием в составе коллекторов глинистого материала, причем, даже при небольшом (4:% общего объема) количестве глины в пористой среде отмечается появление НГД.
Результаты проведенных ранее исследований показали,что в результате магнитной обработки фильтрующейся воды происходит изменение состояния глинистого материала пористой среды. Поэтому изучение влияния магнитной обработки воды на величину НГД, обусловленного наличием в пористой среде глины, могло дать положительные результаты.
О механизме появления НГД при фильтрации газированной жидкости в глинизированной пористой среде будет сказано позже,а в данном случае представляла интерес причина, приводящая к появлению НГД при фильтрации воды.
Для пористых сред, характеризующихся содержанием глинистых частиц, фильтрация воды не подчиняется закону Дарси. Вода с глинистыми частицами образует в поровом пространстве "барьеры" /58/, перегораживающие поровые каналы, при большом числе которых фильт рация может оказаться невозможной. "Барьеры" - это образования, которые могут разрушаться, вследствие чего фильтрация может восстановиться и увеличиваться с ростом давления, тогда давление, при котором происходит разрушение "барьеров", характеризует величину НГД, ниже которой фильтрации нет,а выше - есть. Образование подобных "барьеров" может быть объяснено следующим образом. Академиком Б.Б.Дерягиным было установлено резкое увеличение вязкости фильтрующейся через глину воды в слое воды толщиной до I I0 IU - 1,5-І0Г1 м /59/. Устойчивость и повышенная вязкость этих граничных гидратных слоев связывается Б.Б.Дерягиным с определенной ориентацией молекул воды вокруг поверхности твердой фазы /60/. По мере удаления от поверхности ориентированная структура исчезает; толщина этих слоев может колебаться от нескольких молекулярных слоев до нескольких десятков молекул и больше.
Более поздние исследования, проведенные Б.Б.Дерягиным /17, 60/, а также академиком П.А.Ребиндером /61/, показали, что гид-ратные, адсорбционные слои обладают истинной поверхностной структурной вязкостью, упругостью и механической прочностью на сдвиг, приобретая при этом свойства твердого тела. Эффективная удельная поверхность монтмориллонитовых глин чрезвычайно велика и дости-гает 800 м /г, а толщина водных прослоек между отдельными частицами не превышает 0,5-10""10 - 1,0-ЗХГ10 м /38,39/,а так как свойства твердого тела присущи адсорбционным гидратным пленкам воды толщиной до 1,0.10г-10 - 1,5-10-10 м, то можно предположить, что поровые каналы по величине соизмеримые с толщиной пленок полностью ими перекрываются. Так и образуются упомянутые выше "барьеры". Прочность и количество подобных "барьеров" увеличивается в процессе заводнения месторождений. Это объясняется тем, что при поступлении в пласты воды отличного от пластовых вод солевого состава нарушается установившееся равновесие между глиной и водой /62/, интенсифицируются адсорбционные процессы ионного обмена, пленки воды утолщаются, вследствие чего наблюдается увеличение НГД, что еще больше снижает полноту извлечения продукции. Поэтому изучение возможности снижения величины НГД - задача важная,т.к. направлена она на увеличение эффективности всего процесса разработки месторождений, характеризующихся начальным градиентом. Применение с этой целью магнитной обработки воды обусловлено следующими соображениями. Описанные выше исследования показали значительное положительное влияние омагниченной воды на набухание глины, что также связано с изменением толщины гндратных пленок. Кроме того, в работе /63/, на основании экспериментальных исследований показано разрушение ориентированной структуры полярных жидкостей в пристенных слоях под воздействием магнитной обработки.
Эксперименты по изучению влияния воды, обработанной поперечным постоянным магнитным полем, на величину НГД при фильтрации воды в глинизированной пористой среде /64/ проводились на установке, схема и описание которой приведены в параграфе I.I. Методика проведения экспериментов заключалась в следующем:1. Составлялась смесь на 30$ из монтмориллонитовой глины и на 70;! из кварцевого песка, которая после перемешивания затрамбовывалась в колонку.2. В бомбу РУТ помещалась вода, которая затем с помощью пресса направлялась в предварительно отвакуумированную модель пласта. Насыщение проводилось до 100 -ной насыщенности модели.
Регулирование процесса фильтрации раствора ПАВ в неоднородной пористой среде магнитным полем
Наличие глинистых пропластков в продуктивных коллекторах обуславливает высокую степень их неоднородности по проницаемости. Неоднородность пласта приводит к неравномерности как фронта продвижения воды по отдельным пропласткам и зонам пласта в процессе нагнетания воды в продуктивные горизонты, так и профиля приемистости ПЗП нагнетательных,а также эксплуатационных скважин при проведении различного рода обработок ПЗП. В результате в процессе заводнения остаются неохваченными или охваченными в меньшей степени значительные зоны пласта как по площади, так и по мощности, а при обработках ПЗП (типа "слоеный пирог") эксплуатационных скважин в результате неоднородности снижается эффективность обработок, так как воздействию подвергается не вся вскрытая продуктивная толща.
Б связи с применением водных растворов ПАВ как в процессах заводнения пластов, так и для обработок ПЗП нефтяных скважин,были проведены исследования по изучению возможности регулирования процесса фильтрации водного раствора ПАБ в неоднородной по составу и проницаемости пористой среде магнитной обработкой фильтрующейся жидкости. Основанием для проведения исследований послужило,отмеченное ранее, положительное влияние магнитной обработки водных систем на процесс набухания глины, а также проявление неравновесных (дилатантных) свойств воды в результате омагничивания.
Эксперименты проводились на установке, единственное отличие которой от установки, описанной в параграфе I.I.,состояло в том, что неоднородная пористая среда моделировалась двумя параллельно соединенными линейными моделями (I, II см.рис.2.2), различными по литологическому составу и проницаемости. Насыщающая жидкость,проходя через зазор сердечника электромагнита, попадала в тройник 6, где, разделяясь на два потока, поступала в обе модели. Исследования заключались в снятии КБД и определении расхода фильтрующейся жидкости Ц при заданном перепаде давления дг на каждой модели в отдельности (1,11) и для неоднородной системы (I-II) в целом, как показано на рис.2.2.
Снятие КДД для одной модели (например,1-ой) проводилось следующим образом:1. При открытых вентилях I, 2, 3 и при закрытых 4, 5 с помощью пресса и бомбы РУТ поднималось давление во всей системе до заданного уровня PQ. Таким образом, на всех манометрах (I, 2, 3, 4, 5) через некоторое время устанавливалось одинаковое давление, равное PQ.2. После этого с помощью пресса и бомбы РУТ на входе моделей мгновенно поднималось давление до некоторого значения Pj, а на манометре 5 снималось изменяющееся значение давления Рт через равные промежутки времени.
Таким же образом снималась КДЦ на 11-ой модели, только в этом случае закрывались вентили 3, 5, а вентили I, 2, 4 оставались открытыми. При снятии КВД на двух моделях все вентили, кроме 5-го, открыты, а в остальном методика проведения экспериментов не менялась.
Изучение влияния постоянного магнитного поля на фильтрацию водного раствора ПАВ в неоднородной модели пласта проводилась в следующем порядке:1. Неоднородность модели создавалась за счет того, что вмодели I пористая среда состояла только из кварцевого песка (про ницаемость по воздуху 3,05 10 х м ),а пористая среда 11-ой модели состояла из однородной смеси 10? монтмориллонитовой глины_ то ри 90% кварцевого песка (проницаемость по воздуху 0,46 10 м ).2. Б бомбу РУТ помещался раствор ШШ, после чего во время термостатирования пористая среда моделей и раствор в бомбе тщательно вакуумировался.3. По окончанию вакуумирования и термостатирования, при помощи пресса раствор подавался в пористую среду моделей. Раствор фильтровался до достижения 100?-ой насыщенности модели I-II.4. После насыщения проводилось снятие КБД на каждой модели в отдельности и совместно по описанной выше методике.5. Помимо снятия КБД на моделях (по отдельности и совместно), при определенном перепаде дР = Р - Р устанавливалась стационарная фильтрация, и для данного л Р находился соответствующий расход фильтрующейся жидкости U. .6. Снятие КВД и UL проводилось ежесуточно до прекращения изменения вида КБД и значения Ul , после чего раствор ПАВ в модели замещался омагниченным раствором,а затем проводились исследования, аналогичные п.п.4,5.
Замещающий раствор ПАВ омагничивался в зазоре сердечника электромагнита, установленного до тройника. Напряженность магнитного поля составляла Н = 40000 а/м.
При насыщении 1-ой и П-ой модели 0,05 -ным водным растворомПАВ (сульфанол) были замерены объемы пор, которые соответственноравнялись Уj = 4,63 10 ми Уд = 3,40 10 м ,а также определены проницаемости моделей по насыщающей жидкости. Проницаемость 1-ой модели составила 1,22«10 х м ,а проницаемость П-ой модели12 2 была раша 0,13«10 х м . Проницаемость неоднородной модели І-П"то оравнялась 1,36-1(7 м . Эксперименты проводились при температуре термостатирования 313 К. КВД снимались в интервале давления 6,0-9,0 МПа. Результаты экспериментов приведены в табл.П.I.I9, П.1.20, П.І.2І и на рис.2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7. Ежесуточное изменение расхода жидкости при &. Р = 1,4 МПа приведено в табл. П.1.22 и на рис.2.8, 2.9. Замещение раствора ПАВ омагниченным раствором проводилось на 12-е сутки проведения экспериментов, так как, как видно из рис.2.8.,2.9, к этому периоду времени изменения вида КВД и значений U. на неоднородной модели І-П не наблюдалось. Изменение КВД и Ц во времени на неоднородной модели связано с изменением фильтрационных характеристик П-ой низкопроницаемой модели, содержащей глину, что можно наблюдать на рис.2.9. Изменение параметров П-ой модели обусловлено набуханием глины в водном растворе ПАВ. Как видно из рис.2.8, модель I практически не меняет своих фильтрационных свойств как с течением времени, так и при омагничивании фильтрующегося раствора ПАВ. В результате того, что при неменяющихся фильтрационных параметрах 1-ой модели в модели П наблюдается их снижение (без применения магнитной обработки), происходило усиление неравномерности процесса фильтрации жидкости в модели І-П. Если в первые сутки соотношение Ы /Цд 9,40, то к 12-ым суткам это соотношение возросло до uL/Іятт = 23,72 (отметим, что для однородных по составу и проницаемости моделей соотношение Uj/ Цд было бы равно I), что подтверждает увеличение неравномерности фильтрации. На 12-е сутки,после снятия КВД и определения Ц раствор в модели І-П замещался омагниченным раствором ПАВ. На рис.2.10 и в табл.П.1.23 показано
Обработка ПЗП нагнетательных скважин омагниченным раствором ПАВ
Применение магнитной обработки для увеличения приемистости нагнетательных скважин практикуется сравнительно недавно, но уже достаточно успешно. В работах /4,19,20,21,22,23/ приводятся результаты промысловых исследований по увеличению приемистости нагнетательных скважин путем омагничивания закачиваемой воды. Исследования показали высокую эффективность магнитной обработки. Только в ПО "Татнефть" к концу 1983 года фонд скважин, на которых осуществляется закачка воды, прошедшей магнитную обработку,составил около трехсот единиц, при этом на опытном участке /79/ отмечено увеличение дебита окружающих эксплуатационных скважин.
Экспериментальные исследования, результаты которых приведены в параграфе 2.2.,показали возможность применения магнитной обработки для увеличения приемистости нагнетательных скважин при закачке водных растворов ПАВ. Причем, исходя из свойств омагни-ченной воды способствовать снижению степени набухания глин и выравниванию фильтрации в неоднородной пористой среде, наибольший эффект от обработки можно было ожидать на скважинах, ПЗП которых представлена неоднородной по составу и проницаемости породой с большим процентным содержанием глинистых фракций (чем больше содержание глины, тем больше эффект магнитной обработки).
Основываясь на этих соображениях, для проведения промысловых исследований возможности применения магнитной обработки водных растворов ПАВ в целях увеличения приемистости нагнетательных скважин были выбраны скважины Ш ИЗ, 175, 246 НГДУ "Сальяннефть" ПО "Азнефть".связи с чем нагнетательные скважины отличаются низкой приемистостью. Б качестве рабочего агента в пласты нагнетается 0,05%-ный водный раствор ПАВ (сульфанол).
Для омагничивация закачиваемого раствора на линии нагнетания скважин \Ш ИЗ, 175, 246 были установлены магнитные устройства, конструкция которых подобна приведенной на рис.3.I. Схема устройства проста в изготовлении и надежна в эксплуатации. Нали-чиє пяти магнитов, напряженность которых составляла Н =0,4-10 а/м, расположенных по оси водовода, позволяет последовательно обрабатывать закачиваемый раствор при движении его в кольцевом зазоре, что гарантирует обработку основной массы протекающей жидкости (Н = 1,48+1,60-105 а/м).
Эффективность магнитной обработки оценивалась по изменению приемистости скважин после установки магнитного устройства на линии нагнетания. Б таблице П.1.27 и на рис.3.6.,3.7. приведены замеры приемистости скважин за месяц до начала обработки и в процессе обработки закачиваемого раствора ПАВ магнитным полем.
До установки магнитного устройства скважина \Ь ИЗ принимала в среднем 140.1,16.10-5 м/с раствора. 19.01.82 на линии нагнетания было смонтировано магнитное устройство, в результате чего приемистость скважины изменилась (см.табл.П.1.27). Абсолютный при-рост приемистости составил 40-50 -1,16-10 м/с, что соответствует увеличению приемистости скважины на 30$.
До установки магнитного устройства скважина \Ь 175 принимала в среднем 170-1,16 10 и м/с раствора. Магнитная обработка была начата 25.01.82, после чего приемистость возросла на 35-40-1,16- 10 м/с { см.табл.П. 1.27), что составило 24$ от первоначальной приемистости.
Скважина $ 246 до установки 23.01.82 магнитного устройствана линии нагнетания принимала в среднем 180» 1,16-10 м/с раствора. После установки значение приемистости возросло (см.табл. П.1.27) на 21$, что составило абсолютный прирост в 30-40 «1,16-10 м/с закачиваемого раствора.
Результаты проведенных промысловых экспериментов показали высокую эффективность магнитной обработки и позволили сделать вывод о целесообразности применения магнитной обработки закачиваемого в пласт раствора ПАБ в процессе заводнения /80/, особенно в случае, если ПЗП скважин и коллектор отличаются неоднородностью и высоким содержанием глинистых фракций.1. Экспериментальные исследования показали возможность снижения степени набухания глины в пористой среде обработкой фильтрующейся воды постоянным магнитным полем.2. Показана возможность применения нестационарных методов исследований (КВД) для оценки в лабораторных условиях изменения степени набухания глины в пористой среде.3. Экспериментально установлено снижение величины НГД,проявляющегося в глинизированной пористой среде в результате омагничи-вания фильтрующейся воды.4. Пластовая система (глинизированная пористая среда-углеводородная жидкость-вода) обладает "памятью" на магнитное воздействие, величина которой характеризует продолжительность эффекта от воздействия после его прекращения.5. Экспериментально установлено, что магнитная обработка водного раствора ПАВ позволяет:- улучшить фильтрационные характеристики пористой среды в процессе фильтрации газированной жидкости при давлении ниже давления насыщения;- регулировать процесс фильтрации в неоднородных по проницаемости и литологическому составу пористых средах, снижая их неоднородность.6. На основании проведенных экспериментальных и промысловых исследований рекомендуется: - для повышения производительности работы нефтяных скважин, эксплуатирующихся при значении забойного давления ниже давления насыщения, проводить обработку ПЗП (магниченным раствором ПАВ. При обработке ПЗП газлифтных скважин НГДУ "Федоровскнефть" омагниченныгл раствором ПАВ было отмечено значительное повышение производительности их работы, экономический эффект проведенных обработок составил 173 тыс.руб.; - для увеличения приемистости нагнетательных скважин, закачивающих водные растворы ПАВ в неоднородные глинизированные коллекторы, применять магнитную обработку рабочего агента. Магнитная обработка закачиваемого раствора ПАВ позволила увеличить приемистость нагнетательных скажин J&№ ИЗ, 175, 246 НГДУ "Сальяннефть" на 20-30$.
