Введение к работе
Актуальность проблемы. Современный этап развития нефтяной промышленности характеризуется снижением эффективности разработки продуктивных пластов с одной стороны, и увеличением доли трудноизвлекаемых запасов нефти - с другой. На месторождениях Западной Сибири суммарная доля трудноизвлекаемых запасов нефти, с учетом неблагоприятных факторов затрудняющих разработку, составляет порядка 67%. Существующие технологии разработки, как правило, не могут обеспечить высокие коэффициенты нефтеотдачи из пластов с трудноизвлекаемыми запасами нефти.
Разработка нефтяных месторождений - сложнейший технологический процесс, протекающий при непостоянных во времени условиях и неподдающийся непосредственному (визуальному) наблюдению. Поэтому эффективные показатели разработки нефтяных месторождений и высокую конечную нефтеотдачу можно получить только при рациональной разработке, при эффективном регулировании. Средствами регулирования служат изменения темпов отбора жидкости и соответствующее распределение отборов по скважинам, плотность размещения сетки скважин, увеличение проницаемости призабойной зоны и т.п.
Воздействие на пласт при разработке нефтяной залежи осуществляется в дискретных точках - в нагнетательных и добывающих скважинах. Подобное воздействие приводит к возникновению в нефтенасыщенной толще фильтрационных потоков и образованию как активно дренируемых зон, так и «застойных» зон, не охваченных процессом фильтрации.
Регулирование и управление процессом фильтрации в нефтяном пласте возможно лишь при наличии определенного резерва производительности добывающих и нагнетательных скважин, который во многом определяется состоянием призабойной зоны пласта (ПЗП) и ее фильтрационными характеристиками.
В настоящее время на месторождениях применяется большое количество самых разнообразных методов воздействия на ПЗП. Как правило, осуществляемые в настоящее время обработки скважин проводятся хаотично, имеют своей целью воздействие на отдельные скважины, которые как бы изолируются от всего пласта и совокупности нагнетательных и добывающих скважин, посредством которых и осуществляется процесс разработки. Кроме того, применение технологий обработок скважин и повышения нефтеотдачи осуществляется без особого учета индивидуальных геолого-физических характеристик продуктивных пластов, а также без учета возникновения техногенных изменений в процессе разработки месторождений. Таким образом, отсутствует как системность определения проблем и постановки задач, так и адресность разработки и применения композиций химреагентов для конкретных условий пласта.
Принимая во внимание постоянное увеличение доли трудноизвлекаемых запасов нефти, а также важность повышения конечной нефтеотдачи пластов, становится актуальным целенаправленное (адресное) исследование и разработка, как технологий обработки скважин, так и методов повышения нефтеотдачи применительно к конкретным геолого-физическим условиям продуктивных пластов.
Цель работы:
1 - Научно-методическое обоснование и практическое применение технологий адресного воздействия на нефтяные пласты, содержащие трудноизвлекаемые запасы нефти; 2 - обоснование методических основ разработки композиций химреагентов для технологий адресного воздействия; 3 - разработка композиций химреагентов для конкретных геолого-физических условий нефтяного пласта; 4 - проведение промысловых испытаний разработанных
5 композиций; определение наиболее эффективных технологий по результатам промысловых испытаний.
Основные задачи исследования:
обоснование алгоритма программы реализации адресного воздействия для конкретных геолого-физических условий;
анализ геолого-технологических факторов, влияющих на фильтрационные свойства коллекторов;
выявление особенностей разработки и адаптация композиций химреагентов для конкретных условий пласта;
проведение экспериментальных исследований по разработке и адаптации композиций химреагентов и технологий воздействия в процессах повышения производительности и выравнивания профиля приемистости, глушения скважин применительно к конкретным геолого-физическим условиям;
проведение промысловых испытаний созданных композиций химреагентов и технологий, анализ полученных результатов;
- определение наиболее эффективных технологий обработки
скважин для конкретных объектов разработки.
Основные методы решения поставленных задач:
1 - Теоретическое обобщение и экспертный анализ литературного материала и промысловых данных; 2 - постановка и проведение экспериментальных исследований по разработке и адаптации композиций химреагентов применительно к конкретным геолого-физическим условиям; 3 - разработка программ и проведение промысловых испытаний созданных композиций химреагентов и технологий на выбранных скважинах или участках месторождений; 4 -оценка технологической эффективности, аналитическое определение наиболее эффективных технологий обработки скважин.
Научная новизна диссертационной работы:
-
Разработаны принципы применения технологий адресного воздействия для повышения эффективности разработки трудноизвлекаемых запасов нефти.
-
Созданы научно-методические основы разработки композиций химреагентов для конкретных условий пласта.
-
Экспериментально обоснованы рецептуры кислотных составов с низким межфазным натяжением, композиции химреагентов для глушения скважин, составы обратных эмульсий для выравнивания профиля приемистости применительно к конкретным геолого-физическим условиям, проведено исследование механизма гелеобразования в пористой среде.
-
Разработан алгоритм реализации адресного нестационарного воздействия для конкретных геолого-физических условий и проведены испытания разработанных композиций в реальных промысловых условиях.
-
Обоснованы наиболее эффективные технологии обработки скважин для конкретных объектов разработки.
-
Получено 2 авторских свидетельства СССР и 6 патентов РФ.
Практическая ценность работы:
1. Проанализированы геолого-технологические факторы,
влияющие на фильтрационные свойства коллекторов, рассмотрена
классификация трудноизвлекаемых запасов и опыт применения методов
повышения нефтеотдачи, в том числе и на поздних стадиях разработки.
2. Обобщены требования и комплекс физико-химических
методик для разработки композиций различных химреагентов,
используемых при обработке скважин и технологиях повышения
нефтеотдачи, проанализирована специфика проведения фильтрационных
экспериментов для различных зон продуктивного пласта.
3. Экспериментально разработаны композиции химреагентов для
глушения скважин, повышения производительности скважин и
выравнивания профиля приемистости применительно к конкретным
геолого-физическим условиям.
4. Проведены промысловые испытания разработанных
композиций химреагентов (кислотных составов, гелеобразующих
растворов, обратных эмульсий) на месторождениях
АООТ «Ноябрьскнефтегаз» и ОАО «Славнефть-Мегионнефтегаз».
Проведенные работы подтвердили эффективность разработанных
композиций. Дополнительно получено 50 тыс. т нефти.
5. Разработано два Руководящих документа: РД 153-39Н-020-97;
РД 153-39Н-022-97.
6. В результате внедрения основных положений
диссертационной работы по созданию и практическому применению
адресных технологий воздействия на скважины и нефтяные пласты,
содержащие трудноизвлекаемые запасы, на месторождениях ОАО
«Славнефть-Мегионнефтегаз» дополнительно получено
240 тыс. т нефти.
В диссертации защищаются следующие основные положения:
-
Принципы применения технологий адресного воздействия для повышения эффективности разработки трудноизвлекаемых запасов нефти.
-
Алгоритм разработки композиций химреагентов для конкретных геолого-физических условий.
3. Результаты экспериментального обоснования и разработки
композиций химреагентов применительно к конкретным геолого-
физическим условиям.
4. Алгоритм программы реализации адресного нестационарного
воздействия для конкретных геолого-физических условий.
8 5. Результаты практического применения технологий адресного воздействия на пласты с трудноизвлекаемыми запасами нефти.
Апробация работы:
Результаты диссертационной работы и основные положения докладывались и обсуждались на заседаниях научно-технического совета ОАО «Славнефть-Мегионнефтегаз» (г. Мегион); на совещании «Фундаментальные и поисковые исследования механизма вытеснения нефтей различными агентами и создание технологий разработки трудноизвлекаемых запасов нефти», г. Альметьевск, 1991г., на IV Европейском Симпозиуме по увеличению нефтеотдачи пластов, г. Москва, 27-29 октября 1993г.; на научно-техническом совещании «Разработка нефтяных и нефтегазовых месторождений. Состояние, проблемы и пути их решения», г. Альметьевск, 1995 г.»; на конференции «XIV Губкинские чтения «Развитие идей И.М.Губкина в теории и практике нефтегазового дела», 15-17 декабря 1996 г.; на научно-практическом семинаре «Информационные технологии в добыче нефти и разработке месторождений углеводородного сырья», г. Сургут, 28-29 сентября 2005 г.; на Академической международной конференции «Состояние, тенденции и проблемы развития нефтегазового потенциала Западной Сибири», 11-13 октября 2006 г., г. Тюмень; на 1-м Международном научном симпозиуме «Теория и практика применения методов увеличения нефтеотдачи пластов», 18-19 сентября 2007г., г. Москва; на Международных академических конференциях «Состояние, тенденции и проблемы развития нефтегазового потенциала Западной Сибири» г. Тюмень, 2007г., 2008г.; на П-м Международном научном симпозиуме «Теория и практика применения методов увеличения нефтеотдачи пластов», 15-16 сентября 2009 г., г. Москва.
9 Научные публикации и личный вклад автора
По теме диссертационной работы автором опубликованы 47 работ, в том числе, 2 авторских свидетельства СССР и 6 патентов РФ, 37 статей и докладов, составлено 2 руководящих документа на технологический процесс. В изданиях, включенных в «Перечень периодических научных и научно-технических изданий, выпускаемых в Российской Федерации» и рекомендуемых ВАК опубликовано 11 научных работ.
Автору принадлежат постановка задач исследований, создание и модернизация фильтрационных установок; обоснование основных положений и специфики проведения фильтрационных экспериментов для конкретных геолого-физических условий нефтяного пласта; разработка и внедрение адресных технологий при непосредственном участии в экспериментальных и опытно-промышленных работах; разработка «Программ опытно-промышленных работ»; анализ и обобщение результатов экспериментальных и промысловых работ.
Объем и структура работы:
