Введение к работе
Актуальность работы
Энергетической стратегией России на период до 2030 года предусматривается довести добычу нефти в России до 530 - 535 млн. тонн и газа до 885 - 940 млрд. куб.м. в год. При этом ведущая роль принадлежит Тюменской области, на долю которой приходится ежегодно 291 - 292 млн. тонн нефти и 608 - 625 млрд. куб.м. газа.
Однако падающая добыча нефти на большинстве месторождений нефти и выработанность запасов газа на крупнейших газовых и газоконденсатных месторождениях Ямала (Уренгойское, Медвежье, Заполярное и др.) ставит проблемы эксплуатации «стареющих» скважин особенно остро, когда объективно быстро увеличивается их бездействующий фонд, в котором растет доля законсервированных, нерентабельных по причине высокой обводненности продукции и требующих капитального ремонта скважин (более 30 % при нормативном проектами уровне в 10 %).
В таких условиях эффективность освоения недр и успешность функционирования добывающих нефтегазовых компаний напрямую зависит от их технического оснащения и технологического обеспечения, востребованные объемы которых определяются уровнем сервисного обслуживания, включающего бурение, эксплуатацию и ремонт скважин.
В России и, прежде всего в Западной Сибири, нефтегазовым сервисом занимаются около 200 компаний и сфера их обслуживания постоянно расширяется как по спектру предлагаемых технологий, так и по качеству договорных услуг. При этом в рамках сервисного рынка быстрее растут потребности в высокотехнологичных услугах, таких как: геофизические исследования скважин (ГИС), горизонтальное бурение, гидроразрыв пластов (ГРП), ремонтно-изоляционные работы (РИР), сооружение боковых и горизонтальных дополнительных стволов (БС), применение технологий непрерывных гибких труб (НТ - колтюбинга), расконсервация и возврат в разряд действующих остановленных по различным причинам скважин.
Поэтому рассматриваемая в работе проблема, являясь составной частью стратегических задач развития ТЭК России и Западной Сибири, является актуальной.
Цель работы - дополнительная добыча углеводородов за счет разработки и внедрения технологии и материалов для крепления боковых стволов при расконсервации обводнившихся нефтяных и газовых скважин.
Основные задачи исследований
-
Анализ состояния нефтегазового сервиса в России и обоснование сервисного подхода к выбору перспективных технологий и материалов.
-
Разработка рецептур облегченных тампонажных растворов, современный уровень исследований которых позволяет рекомендовать их к применению в составе сервисных технологий ремонта нефтяных и газовых скважин.
-
Разработка способа расконсервации обводнившихся нефтяных и газовых скважин, включающего технологию крепления дополнительных боковых стволов.
-
Апробация разработанных материалов в сервисных организациях по ремонту обводнивщихся нефтяных и газовых скважин.
Объект и предмет исследования
Объектом исследования являются технологии ремонта нефтяных и газовых скважин, а предметом - облегченный водоизолирующий цементно -диатомитовый тампонажный материал для крепления боковых стволов в проблемных интервалах нефтяных и газовых скважин.
Научная новизна диссертационной работы
-
Обоснован сервисный подход к выбору технологий и материалов для РИР в нефтяных и газовых скважинах, базирующийся на их адекватности современным требованиям производства и востребованности на рынке сервисных услуг в ТЭК России.
-
Изучен механизм и доказана возможность формирования низкопроницаемого тампонажного камня на основе портландцемента
ПЦТ 1-100 и диатомита Камышловского месторождения. Получены аналитические зависимости, описывающие физико-химические процессы в формирующемся во времени камне оптимизируемой рецептуры.
3. Установлена целесообразность применения капиллярной пропитки водой исследуемых образцов как экспрес - метода оценки водоизолирующих свойств, структуры формирующегося низкопроницаемого тампонажного камня.
Практическая ценность и реализация
-
Предложена методика исследования свойств облегченного тампонажного раствора и камня, включающая комплекс стандартных и специальных методов исследований, применение которых позволяет повысить надежность и качество полученных результатов, а значит и уровень сервиса технологии, в которой рекомендуется применение диатомито - содержащего тампонажного материала.
-
Для повышения качества крепления основных и боковых стволов в проблемных зонах водоперетоков, аномально низкого пластового давления (АНПД) и интервалах поступления высокообводненнои продукции скважин предложен облегченный цементно - диатомитовый раствор, содержащий тампонажный портландцемент (70 %), диатомит (30 %), армирующую уплотняющую структуру камня (волокно Ф-1) и водоотталкивающую органическую добавку (керосин).
-
Разработан способ расконсервации скважины путем сооружения и крепления бокового наклонного ствола в обводнившихся нефтяных и газовых скважинах (патент РФ № 2349733), применение которого позволяет дополнительно добывать безводную нефть и конденсат (газ).
-
Разработанный облегченный тампонажный цементно - диатомитовый раствор применен при РИР в двух обводнившихся скважинах ООО «Ноябрьский КРС - Сервис» и в 2-х скважинах сервисной компании ООО «Газпром подземремонт Уренгой», что позволило только за три месяца 2010 года дополнительно добыть 1700 тонн безводной нефти.
б Основные защищаемые положения
-
Сервисный подход к ремонту нефтяных и газовых скважин.
-
Комплексная методика исследования свойств облегченного тампонажного раствора и камня.
-
Состав тампонажного облегченного материала на основе портланцемента и диатомита с добавками, регулирующими технологические свойства формирующегося низкопроницаемого камня.
-
Способ расконсервации скважины путем сооружения и крепления боковых стволов из обводнившихся нефтяных и газовых скважин.
Соответствие диссертации паспорту научной специальности 25.00.15 - «Технология бурения и освоения скважин»
Диссертация соответствует паспорту данной специальности в части пункта 3 области исследований: «Физико - химические процессы в горных породах, буровых и цементных растворах с целью разработки научных основ обоснования и оптимизации рецептур технологических жидкостей, химических реагентов и материалов для строительства скважин».
Апробация результатов исследований
Результаты диссертационной работы и ее основные положения докладывались и обсуждались на: Межрегиональной научно - технической конференции (НТК) с Международным участием, посвященной 45-летию Индустриального института и 10-летию кафедры «Ремонт и восстановление скважин» (31 октября - 2 ноября 2008 г., г. Тюмень, ТюмГНГУ); Межрегиональной НТК с Международным участием, посвященной 10-летию Института нефти и газа и 65-летию Победы в Великой Отечественной Войне (И - 12 февраля 2010 г., г. Тюмень, ТюмГНГУ); Всероссийском конкурсе инновационных проектов «Зворыкинский проект» (28 июня - 2 июля 2010 г., г. Москва, ВВЦ); Всероссийском форуме «СЕЛИГЕР 2010. Инновации и техническое творчество» (10 - 19 июля 2010 г., Тульская обл.); окружном Молодежном инновационном конвенте Уральского федерального округа (19-20 ноября 2010 г., г. Тюмень, Западно-Сибирский инновационный центр нефти и
7 газа); втором Международном форуме «Нефтегазовый сервис. Западная Сибирь» (13 - 14 апреля 2011 г., г. Тюмень); конкурсе «УМНИК 2011» (18 - 19 апреля 2011 г., г. Тюмень, Западно-Сибирский инновационный центр нефти и газа).
Публикации
Результаты выполненных исследований опубликованы в 13 печатных работах, в том числе в 4 изданиях, рекомендованных ВАК РФ. По результатам исследований получен 1 патент РФ на изобретение.
Объем и структура работы
Диссертационная работа изложена на 156 страницах, содержит 14 таблиц, 26 рисунков. Состоит из введения, четырех разделов, основных выводов и рекомендаций, списка использованных источников из 94 наименований,
4 приложений.
