Введение к работе
Актуальность проблемы
В среднем по стране начальные запасы месторождений выработаны до 60% и выше. Более 80% добывающего фонда скважин приходится на старые месторождения, где извлекаемые запасы сократились на 70 - 90% и ниже, при этом доля трудноизвлекаемых запасов непрерывно растет и достигла более 60%. Существенно уменьшился суточный дебит скважин. К этой категории относятся нефтегазовые месторождения Краснодарского края, отличающиеся по глубинам залегания, физическим характеристикам коллекторов и насыщающих флюидов, времени ввода в эксплуатацию (70 лет). Здесь проблема стабилизации добычи нефти связана с проведением различных геолого-технологических мероприятий (ГТМ), требующих зачастую глушения и промывки скважин, что, как правило, приводит к снижению проницаемости призабойной зоны (ПЗП).
Опыт свидетельствует, что из-за особенностей строения коллекторов, их послойной и зональной неоднородности ни одна из технологических жидкостей не является универсальной. Необходим индивидуальный подход к выбору жидкости глушения на базе исследований кернового материала с зональной привязкой, а учитывая высокую интенсивность ГТМ обязателен принцип опережающего планирования ремонтных работ, методов оптимизации ремонтов в условиях ограниченных ресурсов.
Другой актуальной проблемой является появление межколонного давления (Рмк) при эксплуатации скважин, признанных ранее после строительства герметичными. Это, прежде всего, нефтегазовые глубокие скважины, пробуренные на рубеже 2000-х годов на небольшие линзовидные залежи нефти с АВПД, а также ряд скважин старого фонда. Формально, вне зависимости от величины Рмк, на каждой такой скважине требуется выполнить трудоемкий комплекс малоэффективных работ, подтверждающий, в результате, очевидную по опыту возможность безопасной эксплуатации. В связи с этим необходима разработка и согласование с надзорными службами научно-обоснованной концепции, регламентирующей условия и режимы безопасной эксплуатации скважин с РМк-
Цель работы
Повышение эффективности эксплуатации скважин на базе научно-технологического обоснования режимов работы и планирования ремонтных работ.
Основные задачи исследований
-
Аналитические и экспериментальные исследования причин появления Рмк при эксплуатации скважин, ранее признанных герметичными после строительства.
-
Разработка концепции и научно-техническое обоснование принципов безопасной эксплуатации нефтегазовых скважин с РМк-
-
Обоснование условий предупреждения и методов изоляции источников Рмк-
-
Разработка альтернативных по эффективности:
технологических жидкостей для глушения и бурения боковых стволов;
способов декольматации призабойной зоны пласта;
методов планирования ремонтных работ.
Методы исследования
Анализ и обобщение опубликованных работ и накопленного промыслового опыта. Аналитические, экспериментальные, опытно- промышленные исследования технологических процессов. Вероятностно-статистические и детерминированные методы анализа накопленного опыта работ.
Научная новизна
-
Научно обоснована концепция безопасной эксплуатации скважин с Рмк.
-
Разработана аналитическая схема расчета РМк по давлению опрессовки промежуточной колонны с учетом ее износа при бурении и срока последующей эксплуатации скважины.
-
Теоретически и в опытно-промышленных условиях подтверждено появление Рмк в работающей скважине из-за теплового расширения бурового раствора.
-
На базе расчетов размеров и гидродинамических параметров каналов утечки обоснованы методика РИР и показатели свойств тампонажных составов для изоляции перетоков.
-
На основе теоретических и лабораторных исследований молекулярно-поверхностных процессов на границах раздела фаз разработаны эффективные рецептуры технологических жидкостей для глушения скважин и промывки бурящихся боковых стволов.
6. Предложена методика планирования и управления ремонтом скважин для
стабилизации добычи нефти.
Основные защищаемые положения
-
Методический подход к обоснованию принципов безопасной эксплуатации скважин с Рмк-
-
Аналитическая схема расчета допускаемых Рмк для безопасной эксплуатации добывающих скважин.
-
Методы предупреждения и ликвидации причин проявления Рмк.
-
Технологические жидкости глушения скважин и проводки боковых стволов.
-
Методика планирования объемов ремонтных работ для стабилизации добычи.
Достоверность результатов исследований
Достоверность результатов исследований определяется корректной постановкой задач, применением современных методов обработки описывающей процесс геолого-промысловой информации, проведением теоретических и экспериментальных исследований, результаты которых корреспондируются с фактическими промысловыми данными.
Практическая значимость
1 .Разработанная концепция безопасной эксплуатации скважин с Рмк формализована в «Проекте по безопасной временной эксплуатации, консервации и ремонту скважин с межколонным давлением на месторождениях ОАО «НК «Роснефть» - Краснодарнефтегаз». Заложенный в «Проекте ...» принцип ранжирования фонда скважин с РМк по 3-м группам опасности позволил только менее 10 % скважин (3-я группа) отнести к требующим профилактических мероприятий. Остальные скважины (1 и 2-я группы) эксплуатировались в обычном, но контроли-
руемом режиме. На базе опыта внедрения «Проекта...» составлен региональный стандарт «Положение ООО «РН-Краснодарнефтегаз». Безопасная эксплуатация и ремонт скважин с межколонными давлениями».
-
Аналитически подтверждена неизбежность появления Рмк от давления расширения бурового раствора из-за разогрева от лифтируемой продукции скважины. Этот факт стал нормой для дифференциации причин появления Рмк в каждой конкретной скважине.
-
Ужесточение контроля за операцией «стравливания» в зависимости от сопоставления величин текущего Рмк с расчетным допускаемым [Рмк] позволили: запретить «стравливание» при Рмк < [Рмк], что исключило отток жидкости из межколонного пространства, а, следовательно, снижения противодавления столба раствора на цементное кольцо; при технологической необходимости «стравливания» контролировать объем вытекающей жидкости, а, следовательно, текущее противодавление на цементное кольцо, минимально необходимое количество возвращаемого раствора для компенсации исходного объема.
-
Разработаны меры профилактики, а так же требования к показателям свойств тампонажных материалов и режимным характеристикам процесса изоляции источников Рмк-
-
При разработке технологических жидкостей для глушения и промывки скважин обоснован принцип зональной привязки их показателей свойств по кер-новому материалу.
-
Для оптимизации добычи разработана методика планирования ремонтных работ.
Апробации работы
Основные положения и результаты исследований докладывались на региональных, отраслевых и международных конференциях и семинарах, в том числе 5-я международная практическая конференция «Освоение ресурсов трудноиз-влекаемых и высоковязких нефтей» (г. Геленджик, 3-6 октября 2005 г.); международная научно-практическая конференция «Современные технологии капитального ремонта скважин и повышения нефтеотдачи пластов. Перспективы развития» (г. Геленджик, 24 - 29 мая 2010 г.); 1-я научно-техническая конференция молодых специалистов ООО «НК «Роснефть» - НТЦ» (г. Краснодар, 26 - 27 ноября 2007 г.); IX научно-практическая конференция «Геология и разработка месторождений с трудноизвлекаемыми запасами» (Краснодарский край, пос. Небуг, 15-17 сентября 2009 г.), а также периодически обсуждались на ученых советах и НТС КубГТУ, ООО «НК «Роснефть» - НТЦ», «Бургаз», ООО «РН - Краснодар-нефтегаз».
Публикация результатов и личный вклад автора
По теме диссертации опубликовано 15 научных работ, в том числе 7, входящих в перечень ВАК РФ. В проведенных исследованиях автору принадлежит постановка задач, организация сбора и систематизация промыслового материала, участие в аналитических, теоретических и лабораторных экспериментах, обобщении полученных результатов, научных выводов и рекомендаций.
Автор выражает благодарность научному консультанту д.т.н., профессору Гилаеву Г.Г за помощь в формировании и поэтапном обсуждении работы, а также сотрудникам КубГТУ и ИТР ООО «РН-Краснодарнефтегаз» за ценные советы при выполнении и обсуждении результатов исследований.
Структура и объемы работы
Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных выводов и рекомендаций, списка использованных источников, включающего 95 наименований. Работа изложена на 150 страницах машинописного текста, содержащего 35 рисунков и 29 таблиц, приложения даны на 47 страницах.
