Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Исследование и разработка технологий вскрытия и разобщения пластов в условиях агрессии H2S и CO2 Доронин, Александр Андреевич

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Доронин, Александр Андреевич. Исследование и разработка технологий вскрытия и разобщения пластов в условиях агрессии H2S и CO2 : диссертация ... кандидата технических наук : 25.00.15 / Доронин Александр Андреевич; [Место защиты: Науч. центр нелинейн. волн. мех. и технол. РАН].- Москва, 2009.- 238 с.: ил. РГБ ОД, 61 09-5/1648

Введение к работе

Актуальность проблемы. В соответствии с комплексной программой развития сырьевой базы углеводородов Астраханской области до 2010 г. основные перспективы ее дальнейшего наращивания и подготовки промышленных запасов нефти и газа связывают со слабоизученными глубокозалегающими девонскими отложениями Астраханского свода, по аналогии с соседней Волго-Уральской нефтегазоносной провинцией, где этот комплекс пород содержит основные запасы углеводородного сырья.

Бурение сверхглубоких скважин на девонские отложения Астраханского свода глубиной от 5000 до 7000 м сопряжено с большими трудностями, связанными с геологическими особенностями разреза и технологическими трудностями при вскрытии поглощающих горизонтов, большой соленосной толщи, осложненной рапопроявлениями, наличием несовместимых условий бурения и вскрытием газонасыщенных горизонтов с большим содержанием сероводорода и углекислоты.

Среди них особую сложность представляет проблема обеспечения герметичности заколонного пространства на весь период существования скважины. Трудность ее решения обусловлена высокими забойными температурами и агрессивностью пластовых флюидов. Наибольшую опасность, из всего многообразия коррозионноактивных пластовых флюидов, представляет сероводород и углекислота. Они вызывают интенсивное коррозионное поражение как металлических элементов, входящих в состав крепи, так и тампонажного камня, являющимся пассиватором металлов. В то же время, механизм коррозионного поражения цементного камня и физико-химические факторы, определяющие скорость процесса, остаются до конца не выясненными. Это обстоятельство не позволяет давать прогнозную оценку долговечности крепи на базе существующих тампонажных материалов и сдерживает проведение исследований по созданию новых тампонажных композиций с повышенной коррозионной стойкостью.

На основании критического обзора работ по оценке коррозионной стойкости существующих тампонажных материалов в условиях сероводородной агрессии нами сделан вывод о том, что разноречивость существующих представлений относительно механизма коррозионного поражения тампонажного камня требуют теоретического осмысления с учетом многообразия физико-химических и химических процессов, имеющих место при взаимодействии цементного камня и агрессивной среды в условиях скважины.

Строительство газовых скважин на Астраханском своде, в продуктивных пластах которых содержится до 25% сероводорода, еще более обостряет данную проблему.

Поскольку объем бурения в условиях коррозионной активности кислых газов возрастает, задача предотвращения или ослабления осложнений путем

создания искусственной кольматации с заданными свойствами, их исследование остается актуальной научно-практической проблемой.

Цель работы

Обеспечение герметичности заколонного пространства глубоких скважин, заполненного тампонажным раствором (камнем) на основе минеральных вяжущих, при наличии в пластовом флюиде H2S и С02_ разработкой и усовершенствованием технологии вскрытия и разобщения пластов, направленных на сохранение их естественных фильтрационно-емкостных свойств.

Основные задачи исследований

  1. Анализ осложнений, связанных с геолого-техническими и термобарическими условиями бурения скважин на Астраханском своде.

  2. Термодинамическое рассмотрение процессов взаимодействия тампонажного камня с H2S и уточнение существующих представлений о механизме коррозионных процессов в зависимости от фазового состава продуктов твердения, агрегатного состояния сероводорода, его концентрации, состава попутных газов.

  3. Разработка математической модели описания кинетики коррозии тампонажного камня в условиях пластовых вод, содержащих сероводород.

  4. Уточнение методики прогнозирования долговечности тампонажного камня, подвергнутого воздействию пластовых вод, содержащих кислые газы и критериев оценки коррозионной стойкости тампонажного камня при воздействии газообразного H2S.

  5. Разработка требований к тампонажным материалам и технологии цементирования газовых скважин в условиях агрессии кислых газов.

  6. Разработка технологии первичного вскрытия пластов, насыщенных кислыми газами, их кольматация и устройства для ее осуществления.

  7. Разработка технологии волновой обработки тампонажных растворов в период приготовления и превращения его в камень.

Научная новизна работы

  1. Научно обоснована методика прогнозирования глубины коррозионного поражения цементного камня при воздействии на него растворенного в по-ровой жидкости сероводорода и уточнен механизм его коррозии под действием газообразного сероводорода.

  2. Научно обоснованы параметры кольматации, в части количества дисперсной фазы (кольматанта) и режимно-технологических характеристик транспортировки ее в каналы породы, с учетом физико-химических свойств вмещающей среды.

  3. Усовершенствована научно обоснованная методика регулирования процессов структурообразования тампонажного раствора (камня) в волновом поле.

Практическая ценность и реализация

  1. Выработаны требования к разобщению пластов, содержащих агрессивные кислые газы и коррозионной стойкости тампонажных материалов в этих условиях.

  2. Разработана классификация условий и факторов, влияющих на процессы кольматации проницаемых пород, позволяющая грамотно выбрать технологический режим вскрытия пластов, содержащих сероводород.

3. Усовершенствована технология и технические средства волновой
кольматации, позволяющие наиболее эффективно решать проблемы при буре
нии сверхглубоких скважин на Астраханском ГКМ.

Апробация результатов исследований

Основные положения диссертации доложены на: технических совещаниях филиала «Астраханьбургаз» и ДООО «Бургаз» (2006-2009 гг.), научно-практических конференциях в рамках VII Конгресса нефтегазопромышленни-ков России (Уфа, 22-25 мая 2007) и 8-го Всероссийскго энергетического форума (Уфа, 28 окт. 2008) «Энергоэффективность. Проблемы и решения».

Публикации

Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 7 печатных работах, в том числе 3 статьях в журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов, основных выводов и рекомендаций, списка использованных источников из 117 наименований. Изложена на 238 страницах машинописного текста, содержит 62 рисунка и 24 таблицы.

Автор выражает глубокую признательность и благодарность докторам технических наук, профессорам Кузнецову Ю.С., Овчинникову В.П. за неоценимую помощь и поддержку при выполнении диссертационной работы.

Похожие диссертации на Исследование и разработка технологий вскрытия и разобщения пластов в условиях агрессии H2S и CO2