Исследование и разработка технологии ограничения водопритока в трещине гидроразрыва тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.17, кандидат наук Долгушин, Владимир Алексеевич

• Долгушин, Владимир Алексеевич
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Долгушин, Владимир Алексеевич

СОДЕРЖАНИЕ

7

7

11

13

17

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАЗРЫВА ПЛАСТА НА РОСТ ОБВОДНЕННОСТИ ПРОДУКЦИИ, И МЕТОДЫ БОРЬБЫ С ОБВОДНЕННОСТЬЮ ПРИМЕНЯЕМЫЕ РАНЕЕ.

1.1 Влияние ориентации трещин на динамику обводнения скважин после гидроразрыва

1.2 Обзор применяемых технологий по ограничению водопритока при проведении ГРП

1.2.1 Технологии, ограничивающие вертикальный рост трещины за счет снижения эффективного давления

1.2.2 Технологии, ограничивающие вертикальный рост трещины за счет создания механических барьеров

1.3. Технологии ограничения водопритока с помощью использования модификаторов фазовой проницаемости

1.3.1 Модификатор фазовой проницаемости WCA-1

1.3.2 Модификатор фазовой проницаемости AquaCon

1.3.3 Анализ результатов использования МФП

1.3.4 Технология ограничения водопритока после ГРП с помощью водоизолирующего состава ЗАО «Химеко-ГАНГ»

1.4 Опыт применения новых технологий на примере месторождений ООО «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь»

2. СОСТАВ ДЛЯ ВОДОИЗОЛЯЦИОННЫХ РАБОТ В НЕФТЯНЫХ СКВАЖИНАХ С СЕЛЕКТИВНЫМ ВОЗДЕЙСТВИЕМ

3. РАЗРАБОТКА ЖИДКОСТИ ПРОППАНТОНОСИТЕЛЯ С СЕЛЕКТИВНЫМИ ВОДОИЗОЛЯЦИОННЫМИ СВОЙСТВАМИ 3.1. Введение и постановка задачи

3.2 Планирование экспериментальных исследований

3.3 Обработка результатов исследования

25

29

34

47

3.4 Стоимость компонентов как дополнительный критерий выбора необходимого состава при равных значениях вязкости 4. ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА РАСКЛИНИВАЮЩЕГО МАТЕРИАЛА С ВОДОИЗОЛИРУЮЩИМИ СВОЙСТВАМИ ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ТРЕЩИН ГРП

4.1 Методики исследования физико-механических и гидродинамических свойств расклинивающих материалов

4.2. Классификация проппантов согласно ГОСТ Р 51761 - 2005

4.3 Требования к проппантам согласно ГОСТ Р 51761 - 2005

4.4 Методики исследования проппантов, используемые в диссертации, по ГОСТР 51761-2005

4.4.1 Определение насыпной плотности

4.4.2 Определение сопротивления раздавливанию

3.4.3 Определение растворимости в кислотах

4.4.4 Определение сферичности и округлости

4.4.5 Определение гранулометрического состава

4.4.6 Определение проводимости и проницаемости проппантовой упаковки

4.5. Исследование опоки для применения в качестве расклинивающего ^ материала трещин ГРП

5. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗОЛЯЦИИ ВОДОПРИТОКА ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ГРП В СКВАЖИНАХ С БЛИЗКО РАСПОЛОЖЕННЫМИ

ВОДОНОСНЫМИ ГОРИЗОНТАМИ

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование и разработка технологии ограничения водопритока в трещине гидроразрыва»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Нефтегазодобывающая отрасль Российской Федерации в последние годы подвержена влиянию ряда отрицательных факторов, основными из которых являются снижение объемов прироста геологических запасов, при увеличении доли трудноизвлекаемых запасов (до 74% на территории ХМАО — Югры) и ухудшении их качества, поздняя стадия разработки большинства месторождений, недостаточные объемы применения методов увеличения нефтеотдачи. Нельзя не отметить и актуальную для большинства нефтегазодобывающих компаний Западной Сибири проблему высокой (более 85 %) обводненности месторождений. Перечисленные факторы не только отрицательно влияют на текущую эффективность разработки нефтяных и газовых месторождений, но и в ряде случаев оказывают существенное влияние на результаты по достижению запланированных объемов добычи углеводородов.

Одним из широко применяемых на сегодняшний день методов, позволяющим увеличить количество дополнительно добываемой нефти, является гидравлический разрыв пласта (ГРП). По своим технологическим возможностям данный метод считается наиболее эффективным при разработке пластов с низкими фильтрационно-емкостными свойствами (ФЕС) и обеспечивает не только интенсификацию добычи углеводородов, но и возможность разработки сложнопостроенных, низкопроницаемых коллекторов.

Основными факторами, ограничивающими количество добывающих скважин - кандидатов под ГРП, являются показатели обводненности продукции и близость водоносных горизонтов, которые в случае прорыва к ним трещины гидроразрыва после проведения операции ГРП приводят к увеличению подтягивания пластовых вод. Одним из путей решения данной проблемы является включение, как в состав жидкости проппантоносителя, так и непосредственно в сами проппанты, композиций с селективными водоизоляционными свойствами для управления фазовой проницаемостью непосредственно в самой трещине гидроразрыва, обладающей высокой проводимостью. Поэтому проведение комплексных исследований по разработке и применению новых материалов и технологий, обеспечивающих

, ''г Л <'

селективную изоляцию водопритока после ГРП, и проектную добычу углеводородов на сегодняшний день является достаточно актуальной задачей.

Цель работы. Повышение эффективности водоизоляционных работ при производстве ГРП в сложно построенных коллекторах.

Объект исследования. Процесс ограничения водопритока при высокой проводимости трещины ГРП.

Предмет исследования. Материалы и технологии, управляющие фазовой проницаемостью после производства ГРП.

Основные задачи исследования

1. На основе анализа методов и материалов выявить особенности водоизоляционных работ при операциях ГРП и последующей эксплуатации скважин.

2. Обосновать выбор компонентов и разработать на их основе водоизоляционный состав, применение которого совместно с жидкостью проппантоносителя позволит создать селективный водоизоляционный экран при обеспечении необходимых реологических характеристик жидкости разрыва.

3. Исследовать и обосновать возможность управления фазовой проницаемостью непосредственно в трещине гидроразрыва за счет придания специальных свойств расклинивающему материалу.

4. Разработать на основе результатов проведенных исследований технологию ограничения водопритока при операциях ГРП в скважинах с близко расположенными водоносными горизонтами и провести ее апробацию на производстве.

Методы исследования. При выполнении работы использовалась методы математической статистики и планирования экспериментов, экспериментальные методы исследования физико-механических и гидродинамических характеристик расклинивающих материалов.

Научная новизна

1. Теоретически и экспериментально доказана возможность ограничения водопритока непосредственно в трещине гидроразрыва двухкомпонентным

водоизоляционным составом на основе ЭТС-40 и ГКЖ-11Н при сохранении проницаемости по углеводородам.

2. Установлена взаимосвязь реологических характеристик разработанной жидкости проппантоносителя на углеводородной основе от ее компонентного состава, обладающая селективными водоизоляционными свойствами.

3. Обосновано применение в качестве расклинивающего материала опоки, адсорбционные свойства которой позволяют предварительно насытить ее водоизоляционным составом и ограничить водоприток по всей длине трещины гидроразрыва.

Практическая ценность

1. Результаты исследований жидкости проппантоносителя, полученные для пласта АВ1(1"2), позволяют обосновать и подобрать компонентный состав жидкости для проведения ГРП в расширенном интервале пластовых температур от О до 200 С0.

2. Расклинивающий материал на основе опоки в отличие от применяемых алюмосиликатных проппантов позволяет доставить и закрепить водоизоляционный состав по всей длине трещины гидроразрыва.

3. Применение разработанной технологии ограничения водопритока позволит увеличить число скважин-кандидатов для ГРП с близко расположенными водоносными горизонтами.

4. Жидкость проппантоносителя, состав которой подобран по разработанным в диссертации рецептурам, применена в компании ООО «ТМК Нефтегазсервис - Бузулук» при проведении ГРП на скважине № 995 Росташкинского месторождения с обводненностью продукции 82%.

1. АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАЗРЫВА ПЛАСТА НА РОСТ ОБВОДНЕННОСТИ ПРОДУКЦИИ, И МЕТОДЫ БОРЬБЫ С ОБВОДНЕННОСТЬЮ ПРИМЕНЯЕМЫЕ РАНЕЕ.

1.1 Влияние ориентации трещин на динамику обводнения скважин после гидроразрыва

Основным фактором, определяющим обводненность непосредственно после ГРП, является направление трещины [1]. Так, если трещина проходит вне языка обводнения, то обводненность сразу после ГРП резко падает, поскольку в трещину начинает поступать нефть из зоны, ранее не охваченной вытеснением, потом по мере заводнения пласта доля воды в добываемой продукции постепенно возрастает. В случае если одно из крыльев трещины оказывается внутри языка обводнения, то доля воды в добываемой продукции после ГРП сразу возрастает, затем некоторое время снижается по мере того, как вода, находящаяся вблизи скважины, поступает в трещину и замещается нефтью, после чего наблюдается постепенный рост обводненности, связанный с продвижением фронта воды вдоль трещины к скважине [2].

1.2 Обзор применяемых технологий по ограничению водопритока при проведении ГРП.

Основными факторами, ограничивающими область применения ГРП, являются близость водо- и газонасыщенных прослоев, небольшие запасы нефти или высокая степень их выработки, низкое пластовое давление. С конца 90-х -начала 2000-х годов зарубежными и отечественными компаниями ведется активная работа по поиску и внедрению новых технологий ГРП, позволяющих снизить риск высокой обводненности и потери добычи нефти после операций [3].

Трещины, образуемые при ГРП, можно использовать для предотвращения притока воды в нефтяные скважины, В частности, при ГРП на заводняемых нефтяных площадях может дать эффект закачка вместо крупнозернистого песка кристаллов неорганических солей тина хлоридов, растворяющихся в пластовых

водах (предпочтительно поваренной соли). Применяются хлориды, имеющие частицы достаточной крупности, в количестве до 950 г/л, Концентрация их в жидкости разрыва обычно составляет до 950 г/л. Жидкость разрыва должна иметь достаточную удерживающую способность и вязкость более 10 мПахс. В качестве такой жидкости могут использоваться остатки бензинового газоконденсата, некоторые топлива, промысловые нефти (обычные или загущенные), растительные масла и даже нефтяные остатки, вязкость которых доходит до 500 мПахс и выше [4].

Объем используемой жидкости разрыва изменяется в пределах от 1.9 до 19 мЗ. Объем продавочной жидкости определяется из расчета размещения закачиваемой соли в трещине.

Данный способ ГРП позволяет избежать увеличения обводненности продукции нефтяных скважин, если трещина образуется в водонасыщенной части пласта. В случае образования здесь трещины заполнившая ее соль быстро растворяется в притекаюшей воде и вымывается из трещины, что ведет к смыканию последней и предотвращению дальнейшего поступления по ней воды в скважину. Если, наоборот, трещина возникает в нефтяной части пласта, то соль, поскольку она не растворима в нефти, удерживает трещину в раскрытом состоянии и таким образом обеспечивает повышенный приток нефти из пласта к забою скважины [4].

Технология состоит в том, что в пласт перед закачкой жидкости разрыва вводится специально обработанный раствор, который в воде дает осадок. Осадок увеличивает сопротивление потоку в трещинах, заполненных водой. Если трещины образовались в водоносной зоне, то в результате реакции воды с раствором количество осадка увеличивается и трещины закупориваются, уменьшая приток воды [4].

Применяемые жидкости представляют собой раствор полимеров в смеси воды со спиртом. Полимеры можно получать реакцией серной кислоты со смолой, растворенной в таких растворителях, как газолин, бензин, четыреххлористый углерод и др.

Количество раствора, используемого для изоляции трещин в водонасыщенной зоне, зависит от радиуса их распространения. Опыт показал, что объем раствора должен составлять не менее 5% от количества жидкости разрыва.

Большие количества раствора (до 10—20%) нецелесообразно применять из экономических соображений,

В литературе описывается состав вещества, применяемого при ГРП для закрытия наиболее проницаемых водонасыщеииых пропластков. Полициклическне ароматические углеводороды, которые раньше использовались для этой цели, имеют следующие недостатки: низкую точку плавления и высокую растворимость в нефти [4].

Можно также использовать гексахлорциклогексан, имеющий ряд изомеров. Изомеры могут быть применены как в чистом виде, так и в виде смеси, имеющей точку плавления выше 93 С0. В качестве носителя твердых частиц служат вода, нефть или любая другая жидкость, имеющая небольшую водоотдачу и большую вязкость (30 мПахс при 27 °С). При использовании воды вязкость увеличивается добавлением мыл, смол и т. п., а для лучшего образования фильтрационной корки добавляются коллоиды (натрий, КМЦ глина). Добавление хлорида натрия и цинка повышает плотность жидкости-носителя. Расход гексахлорциклогексана составляет около 120 кг на 1 мЗ жидкости разрыва [4].

Для одновременного осуществления ГРП в нефтенасыщенной части и селективной изоляции водоносных пропластков рекомендуется в качестве жидкостей разрыва использовать специально приготовленные для этих целей закупоривающие агенты смолообразующего типа, хорошо растворимые в пластовых нефтях, но не растворимые в воде. Такие жидкости должны обладать достаточно высокой вязкостью, следовательно, они обладают способностью хорошо удерживать во взвешенном состоянии крупнозернистый песок, предназначенный для заполнения трещин при ГРП [4].

Эта жидкость, попадая в водонасыщенную зону, при пластовых температурах конденсируется в твердую водонепроницаемую массу, которая предотвращает приток пластовой воды к забою нефтяной скважины,

В качестве жидкостей разрыва также использовались частично конденсированная смесь, состоящая из фенола, паральдегида и кислотного катализатора конденсации. Имеется несколько рецептов приготовления подобных жидкостей. В частности, следующий состав в % вес: высококипящне фенолы - 60, октилфенол - 10, паральдегид - 10, нефтяные сульфокислоты - 1С, вода - 10 [4].

Приготовление смеси продолжается 30 мин; вязкость готового продукта — 400 мПахс. Переход такого смолообразующего продукта в твердое состояние при температуре 71 С0 происходит через 24 ч. Смола не растворима в воде; закупоривает поры песчаника, но в то же время хорошо растворяется в керосине. Поэтому в нефтяной зоне проницаемость породы полностью восстанавливается. Обработка скважин осуществляется по- технологии, аналогичной обычному ГРП.

В одной из эксплуатационных скважин восточной части Техаса (США) впервые была проведена с успехом изоляция подошвенной воды путем закачки в пласт пластмассы [4].

В основе технологии этой операции лежит применение ГРП для создания первоначальной трещины в пласте на уровне водонефтяного контакта. Образовавшаяся трещина является емкостью для затвердевшей пластмассы, На уровне водонефтяного контакта создается изолирующая перемычка из затвердевшей пластмассы.

Перемычка может иметь форму диска или цилиндра; она уменьшает или совсем прекращает приток воды в скважину. Маловязкая пластмасса закачивается под давлением, не превышающим давление первичного разрыва пласта. Это делается с таким расчетом, чтобы пластмасса заполнила поровое пространство и трещину на уровне водонефтяного контакта, а не новую произвольно образовавшуюся трещину. В известняках пластмасса обычно закачивается лишь после направленной кислотной обработки скважины [4].

В общем можно выделить три направления технологических решений в данной области:

- ограничение роста трещины в высоту за счет снижения эффективного давления в самой трещине, что достигается путем снижения вязкости жидкости разрыва вследствие применения линейных гелей специальных составов;

- ограничение роста трещины в высоту за счет создания механических барьеров путем предварительной закачки цементных и глинистых растворов;

- установка химических барьеров (закачка реагентов, снижающих относительную фазовую проницаемость по воде) - применение модификаторов фазовой проницаемости (МФП) [5-8].

Первые два направления используются в условиях тонких глинистых перемычек, отделяющих нефтенасыщенные интервалы от водо- или газонасыщенных прослоев, для низкообводненных объектов (за исключением глинистых композиций), третье направление в условиях водонефтяного контакта (ВНК) и в высокообводненных скважинах.

МФП, представляющие собой смесь полимеров и ПАВ, изначально использовались в стандартных водоизоляционных работах [6,9], позже нашли применение в области ГРП. Специальные составы добавляются к жидкостям разрыва и могут закачиваться как на стадии «подушки», так и в процессе основного ГРП. Концентрация МФП в общем объеме жидкости разрыва (без «продавки») составляет 1-2 %. Принцип их действия основан на изменении смачивающих свойств породы за счет осаждения (адсорбции) полимера на стенках поровых каналов: полимерная цепь молекулы МФП при взаимодействии с водой удлиняется, а при контакте с углеводородами сжимается. Эти технологии представляют наибольший интерес для месторождений Западной Сибири, где распространены объекты с наличием ВНК и для значительной доли скважин характерна высокая обводненность вследствие заводнения [10,11].

1.2.1 Технологии, ограничивающие вертикальный рост трещины за счет снижения эффективного давления

Технология НЬегШАС основана на добавлении в рабочую жидкость ГРП специальных саморазрушающихся волокон. Эти волокна создают армирующую

сетку внутри рабочей жидкости с проппантом. механически помогая в переносе и удержании проппанта при проведении ГРП [12]. Основными преимуществами применения технологии РЛегРИАС являются:

— Улучшение транспортировки и предотвращение оседания проппанта.

При проведении ГРП проппант стремится к оседанию в результате действия гравитационных сил. В зависимости от свойств рабочей жидкости и проппанта

оседание последнего может начаться до того, как он достигнет конца трещины,

/

таким образом, часть ее полудлины останется незакрепленной и не будет участвовать в формировании дебита. Применение технологии РШегРИАС позволяет проппанту дольше удерживаться в рабочей жидкости, закрепляя всю созданную полудлину трещины, увеличивая ее эффективность и снижая скин-фактор. Оседание проппанта продолжается и после остановки закачки — до тех пор пока трещина не сомкнётся в результате фильтрации рабочей жидкости через стенки трещины. Это приводит к тому, что верхняя часть трещины может содержать недостаточное количество закрепляющего агента для вовлечения данных интервалов в работу [12].

Ограничение высоты трещины.

Типичным условием проведения ГРП в Западной Сибири является ограничение роста трещины в высоту. Это становится особенно важно в случаях, если вблизи обрабатываемой зоны находятся водонасыщенные пропластки. В зависимости от контрастов пластового давления и проницаемости рост трещины в водонасыщенные пропластки может значительно увеличить обводненность продукции, вплоть до полной потери дебита по нефти. Традиционно для минимизации риска роста трещины в водонасыщенные пропластки приходится ограничивать массу проппанта и скорость закачки. Однако при таком подходе дизайн ГРП далек от оптимального, и полученный дебит скважины будет ниже потенциально возможного. Более эффективным методом ограничения высоты трещины является снижение вязкости рабочей жидкости ГРП. Это позволяет снизить эффективное давление в трещине при проведении обработки и за счет

этого ограничить ее рост в высоту. Однако снижение вязкости оказывает негативное влияние на способность рабочей жидкости переносить проппант [12].

1.2.2 Технологии, ограничивающие вертикальный рост трещины за счет создания механических барьеров

Компанией 8с111итЬе^ег разработана и применяется комбинированная технология по контролю за вертикальным ростом трещины. Эта запатентованная технология 1-РИАС, применяемая перед основным ГРП, использует избирательную закачку искусственных барьеров, а также специальные системы жидкостей и графики закачки. Технология решает проблему контроля высоты трещины в условиях, при которых отмечается риск несдерживаемого роста трещин в ходе ГРП на месторождениях Западной Сибири.

Неудачи при сдерживании гидравлической трещины в нефтенасыщенной зоне часто приводят к высокой обводненности продукции, преждевременным остановкам работ, что резко меняет время окупаемости работы, коэффициент извлечения запасов и в целом экономическую выгоду при разработке. В случае добываемой воды вне продуктивного пласта проблема уже вряд ли может быть устранена. Оператор при этом сталкивается с необходимостью утилизации добываемой воды, а также с проблемой пониженного притока нефти. По аналогии, прорыв в газонасыщенный пласт сверху от добывающего нефтяного также вызывает проблемы с выработкой запасов из нефтенасыщенной зоны.

В Западной Сибири, где традиционными требованием к ГРП является высокая проводимость трещины — закачивается проппант крупных размеров (12/18 меш и крупнее) и средней прочности при технологии (ТБО) концевого экранирования [12], рост трещины в высоту в данном случае является одной из основных причин преждевременных остановок («стопов») при ГРП. Размещение проппанта вне продуктивной зоны при росте трещины, а также его недозакачка из-за преждевременной остановки в свою очередь снижают продуктивность трещины.

Контроль над вертикальным ростом трещины

Высота трещины контролируется отношением эффективного давления в трещине и разницей минимальных напряжений между непроницаемым барьером и пластом.

Несколько методов ограничения высоты трещины ГРП для слабых барьеров были опробованы ранее [13-21]. Способы контроля вертикального роста включали в себя следующие моменты [22]:

• ограничение эффективного давления трещины с помощью жидкостей малой вязкости;

• использование технологии Вгаске1РКАС - искусственное усиление барьеров для предотвращения проникновения трещины;

Ограничение расхода жидкости при закачке имеет лишь слабое влияние на эффективное давление и может сдержать распространение трещины лишь в случае высоких утечек жидкости [22].

В качестве альтернативной технологии компанией 8сЫитЬе^ег предлагается Т-РИАС-технология по улучшенному сдерживанию вертикального роста трещины, включает в себя размещение смеси различных твердых и специальных материалов, от крупного до мелкого размера, закачиваемой между буфером и проппантными стадиями или на протяжении стадии буфера, которая «блокирует» и «изолирует» давление на (и проникновение жидкости через) зоны барьеров [22].

Как можно видеть из рисунка 1.1, ^РЯАС материал — это смесь определенного размера твердых частиц — подобранных в специальном соотношении для упаковки с целью минимальной проницаемости.

Последовательность закачки .ГРКАС состоит в размещении смеси между стадией буфера и проппантными стадиями основной работы — с маленькой концентрацией ~ 1 кг/мЗ, затем закачивается запланированная работа ГРП (рисунок 1.2).

Рисунок 1.2 - Схема работы технологии .ТРИАС.

Назначение крупных частиц в смеси — создать механический мост на глинистых барьерах, а две более мелкие фракции частиц используются для устранения утечек через крупные. Без мелких частиц жидкость (а соответственно, и давление) проходила бы сквозь крупные частицы и продолжала развивать трещину в вертикальном направлении, создавая «зону смыкания» (рисунок 1.3), что приводит к прорыву жидкости ГРП из зоны продуктивного пласта и часто к незамедлительной остановке работы («стопу») [22].

Как правило, последствиями этого являются нежелательная геометрия трещины, дебит скважины ниже запланированного, дополнительные расходы на работы по вызову притока и необходимость в повторных ГРП [22].

Рисунок 1.3 - Рост трещины и создание зоны смыкания

Заключение по технологии ^ГЯАС

Технология .ЬРИАС позволяет решить проблемы контроля высоты трещины, которая может применяться в случаях, где отмечается риск прорыва трещины в выше лежащие водоносные горизонты. Данный подход к проведению ГРП методом .Г-РКАС может применяться в отношении скважин кандидатов с повышенным риском обводненности продукции, в которых ГРП считалось экономически и технически неэффективным. Успешность проведения данного способа ГРП объясняется следующими причинами [22]:

Скважины после проведения ГРП методом 1-Р11АС характеризуются низким показателем средней обводненности, по сравнению с обычными ГРП. На скважинах Д-РЯАС средняя обводненность на 29% ниже, чем в после обычных ГРП [22].

Строгое соблюдение плана закачки при выполнении операций и использование подходящего материала для снижения риска «стопов» позволяют добывающей компании сократить затраты по очистке ствола скважины от проппанта после проведения ГРП.

Метод и материалы могут сочетаться с различными системами жидкостей ГРП.

Возможность проведения экономически выгодных ГРП на пласте (-ах), предрасположенных к неконтролируемому росту трещин, позволили

разработчику расширить спектр операций по стимуляции скважин, на которых ни разу не проводился ГРП. Так как количество скважин — кандидатов на проведение ГРП на месторождениях находящихся в заключительной стадии разработки в целом постоянно снижается, данный метод становится инструментом интенсификации притока скважин и продления экономически выгодного периода эксплуатации месторождения [22].

Однако как отмечают сами авторы технологии компании Schlumberger необходимо обеспечить высокое качество цементного камня за эксплуатационной колонной, и провести РИР чтобы изолировать водонасыщенный пласт снизу, что связано с дополнительными сложностями и материальными затратами [22].

1.3. Технологии ограничения водопритока с помощью использования модификаторов фазовой проницаемости

Впервые модификаторы фазовой проницаемости (МФП) были применены в 2005 году в БЕ «Самотлор» в рамках пилотного проекта, реализацией которого занималась компания BJ, оказывающая услуги по проведению гидроразрыва пласта (ГРП). Для снижения обводненности продукции специалисты этой компании предложили при выполнении основных работ по ГРП вводить свой фирменный МОП - Aquacon. В 2007 году другая компания - Newco Well Service -начала использование аналогичных продуктов - WCA-1 и WLP-3700 - на месторождениях ОАО «Нижневартовском нефтегазодобывающем предприятие» (ННП) [23].

Обычно скважины с высоким риском увеличения обводненности продукции не рассматривались в качестве кандидатов на проведение ГРП. Еще несколько лет назад они составляли основную часть низкопродуктивного фонда (дебит - менее 10 мЗ/сутки). Анализ результатов гидродинамических испытаний скважин показывает, что после проведения обычных ГРП обводненность продукции превышает ожидаемый уровень - особенно это характерно для пластов, где глинистые перемычки незначительны или отсутствуют.

С целью увеличения эффективности ГРП при разработке таких малорентабельных запасов, одновременно с выполнением операций ГРП необходимо осуществлять контроль водопроявлений в скважине. Предотвратить прорыв в близлежащие водоносные пласты можно, сочетая различные промысловые практики, обеспечивающие контроль роста трещины в высоту и распределения проппанта, включая использование маловязких жидкостей для гидроразрыва, низкие скорости закачки, постепенные изменения расходов, а также применение небольших объемов подушки при закачке проппанта, имеющего малый удельный вес [23]. В некоторых случаях обводненность можно уменьшить механическими методами - путем установки устройств, изолирующих водоносные зоны от продуктивных интервалов.

Однако такие системы могут оказаться дорогими, и зачастую их использование практически невозможно. Методы, ограничивающие высоту трещины, несмотря на некоторый успешный опыт их применения, имеют ряд серьезных недостатков. К недостаткам данных технологий можно отнести тот факт, что риск прорыва трещины в обводненные пропластки хоть и минимизируется, но не исключается полностью. К тому же, применение данных технологий требует особых геологических условий (необходимо наличие перемычки между целевым интервалом обработки и водонасыщенным пластом), что в свою очередь накладывает определенные ограничения на область их применения и требует более тщательного подбора скважин кандидатов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Долгушин, Владимир Алексеевич, 2013 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Каневская Р.Д. О влиянии направления трещин гидроразрыва на динамику обводнения продукции скважин [Текст] // Нефтяное хозяйство. -1999. -№ 2. - С. 26-29.

2. Каневская Р. Д. Математическое моделирование разработки месторождений нефти и газа с применением гидравлического разрыва пласта [Текст] // М.: ООО "Недра-Бизнесцентр", 1999. - с. 142-153.: ил. - ISBN 5-83650009-6

3. Игнатьев М. Интенсификация добычи: две стороны одной трещины [Текст] //Нефтегазовая вертикаль. 2003. №15. С. 36-43.

4. Гадиев, С.Г. Воздействие на призабойную зону нефтяных и газовых скважин [Текст] : учебник / С.Г. Гадиев, И.С. Лараревич. - М. : Недра, 1966. - 180 с.

5. Ширгазин Р.Г., Залевский O.A., Лысенко В.Н., Исянгулова Р.Х. Опыт применения гидроразрыва пластов на высокообводненном фонде скважин Ловинского месторождения [Текст] // Пути реализации нефтегазового потенциала ХМАО: X науч.-практ. конф. Т 2. - Ханты-Мансийск, 2007. - С. 95-101.

6. Е.А. Горобец, М.А. Гапонов, А.П. Титов, С.Х. Абдульмянов Особенности применения гидроразрыва пласта при разработке низкопроницаемых коллекторов Самотлорского месторождения [Текст] // Нефтяное хозяйство. - 2007. - №3. - С. 54-55.

7. Cornwall С, Boughey A. Relative Permeability Modifier (RPM): suitability screening with reservoir core under reservoir conditions, paper SPE 112503, presented at the 2008 SPE International Symposium and Exhibition on Formation Damage Control held in Lafayette, Louisiana, U.S.A.

8. Интернет-сайт компании Halliburton, www.halliburton.com.

9. Патент 2256787 «Способ гидравлического разрыва пласта в сочетании с изоляцией водопритоков в добывающих скважинах с применением гелеобразующих жидкостей на углеводородной и водной основах». Е 21 В 43/26.

10. Гусев СВ., Бриллиант JI.C, Янин А.Н. Результаты широкомасштабного применения ГРП на месторождениях Западной Сибири [Текст] // Материалы совещания "Разработка нефтяных и нефтегазовых месторождений" (г. Альметьевск, 1995 г.).- М.: ВНИИОЭНГ.- 1996.- С. 291-303.

11. Гусев СВ., Коваль Я.Г., Кольчугин И.С Анализ эффективности гидроразрыва пластов на месторождениях ПО "Юганскнефтегаз" [Текст] // Нефтяное хозяйство.- 1991.- № 7.- С. 15-18.

12. Reservoir Stimulation 3-rd Edition, MJ. Economides, and K.G. Nolte (eds), John Willey&Sons, LTD, New York, 2000, p. 10-21.

13. Barree R. D. and Mukherjee H.: «Design Guidelines for Artificial Barrier Placement and Their Impact on Fracture Geometry», SPE 29501, Production Operations Symposium, Oklahoma City, USA, 1995.

14. Arp M. E. and Hilton R.E.: «Case History Study of Fracture Height Containment in East Texas», SPE 14653, East Texas Regional Meeting of the Society of Petroleum Engineers, Tyler, Texas, USA, 1986.

15. Nguyen H. X. and Larson D.B.: «Fracture Height Containment by Creating an Artificial Barrier With a New Additive», SPE 12061 Annual Technical Conference and Exhibition San Francisco, CA, USA ,1983.

16. Engels J. and England K.: «Tip Screen-out Designs and Alternative Height Growth Containment Techniques», SPE 67230, SPE Production and Operations Symposium, Oklahoma City, OK, USA, 2001.

17. Nolte K.: «The Height — Mitigation Treatment» Presentation, personal correspondence based on SPE 10911, Feb. 1988.

18. Mukherjee H., Morales R.H, and Denoo S. A.: «Important Considerations in the Design of Uncontained Hydraulic Fractures, Greater Green River Basin», SPE 21845, Rocky Mounteen Regional Meeting and Low-Permeability reservoir symposium, Denver, Colorado, USA, 1991.

19. Hodges J. E. and Paoli B. F.: «Modern Techniques and thorough Evaluation Yield More consistent Stimulation Results in Frontier Formation», SPE 10892, Rocky Mounteen Regional Meeting and Low-Permeability reservoir

symposium, Denver, Colorado, USA, 1982.

20. Greener K. R., Snead L. L., Arbaugh R. M. and Sears M. M.:«Evaluation of Height Growth Controlled Fractures with Placement of Artificial Barriers», SPE 29186, Eastern Regional Conference Exhibition. Charleston WV, USA.

21. Mukherjee H. et al: «Successful Control of Fracture Height Growth by Placement of Artificial Barrier», SPE 25917 Rocky Mounteen Regional Meeting and Low-Permeability reservoir symposium, Denver, Colorado, USA, 1993.

22. Юдин А., Бутула К., Новиков Ю., Технология J-FRAC - новый подход к контролю роста трещины [Текст, рисунок] // Технологии ТЭК. 2007. №5. С.48-54.

23. Зденко К. Технологии ГРП: использование модификаторов относительной проницаемости [Текст] // Журнал о технологиях ТНК-ВР «Новатор» 2008. №23.С.22-26.

24. Интернет-сайт компании Trican Well Service // URL: www.trican.com

25. Интернет-сайт компании ЗАО «Химеко-ГАНГ» // URL: www.himeko.ru

26. Пат. №2256787 российская федерация, е 21 в 43/26, способ гидравлического разрыва пласта в сочетании с изоляцией водопритоков в добывающих скважинах с применением гелеобразующих жидкостей на углеводородной и водной основах [Текст] / JI.A. Магадова [и др.]. (Россия).

27. Виноградова И.А. Результаты применения технологий гидроразрыва пласта по снижению риска неконтролируемых водопроявлений на месторождениях Западной Сибири [Текст] // Нефтяное хозяйство 2010. №1. С.70-72.

28. Клещенко И.И. Теория и практика во до-изоляционных работ в нефтяных и газовых скважинах: уч.пособ [Текст] / И.И. Клещенко, Г.П. Зозуля, А.К. Ягафаров. - Тюмень: ТюмГНГУ, 2010.-344 с.

29. Пат. №2247224 Российская Федерация, Е 21 В 33/13, Способ изоляции притока пластовых вод в нефтяные и газовые скважины [Текст] / С.К. Сохошко [и др.]. (Россия). - 20021122144/03, Заявлено 06.05.2002.

30. Клещенко И.И. Водоизоляционные работы при разведке нефтяных месторождений Западной Сибири [Текст] / И.И. Клещенко [и др.]. - М.: ВНИИОЭНГ. 1994 г. - 59 с.

31. Пат. Селективный состав для ремонтно-изоляционных работ в нефтяных и газовых скважинах / В.А. Долгушин, A.A. Земляной, Г.П. Зозуля и др. заявка 213 125 841 Рос. Федерация; заявл. 04.06.2013.

32. Долгушин В.А. Земляной A.A., Зозуля Т.П. Результаты исследований составов на основе кремнийорганических соединений и совершенствование технологий их применения при производстве водоизоляционных работ [Текст] // Материалы региональной научно-практической конференции студентов, аспирантов, молодых учёных и специалистов - Тюмень, ТюмГНГУ - 2012. -С.112-120.

33. Ваганов Ю.В. Применение кремнийорганических соединений при ремонтно-изоляционных работах на месторождениях Западной Сибири / Ю.В. Ваганов, А.К. Ягафаров, И.И. Клещенко и др. // Наука и ТЭК № 4 - Тюмень. 2012 -С. 54-56.

34. Клещенко И.И., Григорьев A.B., Телков А.П. Изоляционные работы при заканчивании и эксплуатации нефтяных скважин. М., изд. "Недра", 1998, 267 с.

35. Игнатьев М. Интенсификация добычи: две стороны одной трещины [Текст] // Нефтегазовая вертикаль. 2003. №15. С. 36-43.

36. Селективный состав для ремонтно-изоляционных работ в нефтяных и газовых скважинах / В.А. Долгушин, A.A. Земляной, Г.П. Зозуля и др. заявка 213 125 841 Рос. Федерация; заявл. 04.06.2013.

37. Кряжев A.B. Система гидравлического разрыва пласта Quantum RU компании Trican well service / A.B. Кряжев, В.А. Долгушин, A.A. Земляной и др. // Нефтепромысловое дело. - 2013. № 6. - С 19-26.

38. Стандарт ТНК-BP «Соблюдение контроля качества при выполнении гидравлического разрыва пласта» [Текст] // Версия 12, март 2012 г. - 16 с.

39. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование

> 1

эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1976. 278 с.

40. Долгушин В.А. Исследование и разработка расклинивающего материала с водоизолирующими свойствами для крепления трещин ГРП / В.А. Долгушин, C.JI. Голофаст, Д.С. Леонтьев // Известия вузов. Нефть и газ. - 2013. -№ 4. - С. 44-49.

41. Гидроразрыв пласта как способ разработки низкопроницаемых коллекторов // С.И. Кудряшов, С.И. Бачин, И.С. Афанасьев (ОАО «НК «Роснефть»), А.Р. Латынов, A.B. Свешников, Т.С. Усманов (ООО «ЮНГ -НТЦ Уфа»), А.Г. Пасынков, А.Н. Никитин (ОАО «Юганскнефтегаз») // Нефтяное хозяйство. - 2005, март. - с. 80.

42. ГОСТ Р 51761 - 2005. Проппанты алюмосиликатные. Технические требования. Введ. 2006-07-01. М.: Изд-во Стандартинформ, 2006. 34 с.

43. ГОСТ 21104-2001. Весы лабораторные. Общие технические требования. Введ. 2001-24-05, переизд. апрель 2007 г.

44. Долгушин В.А., Леонтьев Д.С., Земляной A.A., Зозуля Г.П., Кряжев A.B. Результаты анализа методик исследования физико-механических и фильтрационных свойств проппантов для ГРП // Бурение и нефть. 2013. № 04. - с. 16-20.

45. Стандарт API RP-61. Методика испытаний проводимости расклинивающих материалов.

46. Международный стандарт ISO 13503-5. Методика измерения долговременной удельной проводимости расклинивающих наполнителей - Per. № 3173. - М: ФГУП «Стандартинформ», 2007 - 35 с.

47. Пат. 2483209 российская федерация, Е 21 В 43/26, способ гидравлического разрыва пласта в скважине [Текст] / И.Х. Махмутов [и др.]. (Россия).-2011151677/03, Заявлено 16.12.2011.

48. Пат. №2256787 российская федерация, Е 21 В 43/26, способ гидравлического разрыва пласта в сочетании с изоляцией водопритоков в добывающих скважинах с применением гелеобразующих жидкостей на углеводородной и водной основах [Текст] / Л.А. Магадова [и др.]. -

2004100331/03, Заявлено 13.01.2004.

49. Клещенко И.И. Оптимизация эксплуатации водопескопроявляющих скважин нефтяных и газовых месторождений Западной Сибири [Текст] / И.И. Клещенко, С.И. Грачев, А.К. Ягафаров // Сб.науч.тр. Тюменского Отделения РАЕН. Под редакцией Хафизова Ф.З., Ягафарова А.К. - Тюмень. 2009 г. - С. 282306.