Совершенствование технологии вторичного вскрытия продуктивных пластов нефтегазовых скважин с использованием жидкостей на углеводородной основе тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.15, кандидат технических наук Мартынов, Богдан Алексеевич

• Мартынов, Богдан Алексеевич
• кандидат технических наук
• 2007

Оглавление диссертации кандидат технических наук Мартынов, Богдан Алексеевич

Введение.

Глава 1 Анализ современного состояния техники и технологии вторичного вскрытия продуктивных пластов нефтегазовых скважин. Выбор направления исследования.

1.1 Существующие способы оценки эффективности вторичного вскрытия. Влияние различных факторов на совершенство вскрытия.

1.2 Жидкости перфорации. Классификация. Основные характеристики, преимущества и недостатки.

1.3 Направление исследования.

Глава 2 Теоретическая оценка эффективности технологий первичного и вторичного вскрытия при заканчивании скважин.

2.1 Выбор методики сравнения эффективности различных технологий вторичного вскрытия продуктивных пластов. Разработка методики выбора технологической жидкости для вторичного вскрытия продуктивных пластов.

2.2 Определение оптимальных условий применения различных технологий вторичного вскрытия продуктивных пластов.

2.3 Перфорация при депрессии: Эффективность использования перфораторов. Влияние технологии первичного вскрытия. Влияние депрессии при освоении.

2.4 Перфорация при репрессии: Эффективность использования перфораторов. Влияние технологии первичного вскрытия. Влияние депрессии при освоении. Влияние технологических жидкостей для вторичного вскрытия.

Глава 3 Разработка технологической жидкости перфорации на углеводородной основе.

3.1 Исследования стабильности концентратов, приготовленных на основе ациклических карбоновых кислот (АКК).

3.2 Исследования по определению числа омыления карбоновых кислот.

3.3 Исследования реологических свойств растворов на основе УТЖ

3.4 Исследования реологических свойств растворов на основе нефти, стабильного газового конденсата и их смеси, загущенных с использованием УТЖ VIP и добавкой в качестве стабилизатора безводного хлористого кальция.

3.5 Исследование влияния жидкости перфорации на фильтрационно-емкостные свойства натуральных кернов продуктивного пласта.

Глава 4 Внедрение технологии вторичного вскрытия продуктивных пластов с использованием жидкости перфорации на углеводородной основе и оценка ее эффективности.

4.1 Анализ базовой технологии вторичного вскрытия продуктивных 80 пластов.

4.2 Комплексная технология заканчивания скважин.

4.3 Внедрение новой технологии вторичного вскрытия с использованием жидкости перфорации на углеводородной основе.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование технологии вторичного вскрытия продуктивных пластов нефтегазовых скважин с использованием жидкостей на углеводородной основе»

Современные темпы развития научно-технического прогресса неразрывно связаны с повышенным ростом энергопотребления. Основным источником энергии в настоящее время является углеводородное сырье - нефть и газ. Потребность в этих источниках энергии в последние годы значительно выросла и в дальнейшем, такая тенденция будет сохраняться.

Стратегической задачей для большинства нефтегазодобывающих компаний является наращивание темпов добычи углеводородов за счет роста объемов буровых работ и строительства новых скважин, а также посредством интенсификации работы скважин старого эксплуатационного фонда, включая малоде-битные, простаивающие и законсервированные скважины на месторождениях, которые вступили в позднюю стадию разработки.

В этой связи особую важность приобретает вопрос качества вскрытия продуктивных пластов и заканчивания скважин, т.к. в последнее время все чаще разбуриваются площади со сложными геолого-техническими условиями, где продуктивные горизонты имеют низкие коллекторские свойства и АНПД, что предопределяет повышенные требования к выбору технологии заканчивания.

Качественное первичное и вторичное вскрытие нефтегазонасыщенных пластов имеет исключительно важное, часто решающее, значение для объективной оценки продуктивности залежей, подсчета запасов нефти и газа, достижения максимально возможной отдачи пластов, сокращения сроков строительства, испытания и освоения скважин, выбора эффективных методов интенсификации работы скважин и пластов.

Этап заканчивания скважины включает в себя операции по первичному вскрытию, спуску и креплению обсадной колонны, вторичному вскрытию и освоению продуктивного горизонта. Каждая из этих операций влияет на фильтра-ционно-емкостные свойства коллектора в той или иной степени.

Так в результате проникновения фильтрата бурового раствора происходит повышение водонасыщенности в зоне проникновения, приводящее к изменению абсолютной и фазовой проницаемости в результате гидродинамических и массообменных процессов, а также образование водонефтяных эмульсий и блокирующих глобул воды, что приводит к изменению продуктивности скважины. Также существует множество других факторов, приводящих к нежелательному снижению проницаемости призабойной зоны пласта, связанных с первичным вскрытием.

Операции по спуску и креплению обсадной колонны также приводят к снижению фильтрационно-емкостных свойств коллектора.

Одним из определяющих этапов заканчивания скважин является вторичное вскрытие продуктивных пластов. Наибольшее распространение получило вторичное вскрытие посредством кумулятивной перфорации, т.к. этот способ имеет наилучшие технико-экономические показатели.

В настоящее время к технологии вторичного вскрытия предъявляются повышенные требования, т.е. продуктивность скважины должна быть максимально приближена к потенциальным возможностям вскрытых отложений. Достичь этого можно лишь, учитывая комплексно все факторы, влияющие на эффективность заканчивания скважины. Так, если выбранная технология заканчивания предусматривает вторичное вскрытие посредством перфорации, то сама технология перфорации должна выбираться по обоснованной методике, предусматривающей подбор всех необходимых компонентов для обеспечения высокого качества вскрытия.

В современных условиях целью вторичного вскрытия продуктивных отложений является не только образование гидродинамической связи пласта со скважиной посредством перфорационных каналов, но и преодоление тех негативных последствий, которые неизбежно возникают при осуществлении вышеуказанных операций. Пути решения данной проблемы лежат в определении наиболее эффективной технологии вторичного вскрытия в конкретных геолого-промысловых условиях.

Заключение диссертации по теме «Технология бурения и освоения скважин», Мартынов, Богдан Алексеевич

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Подобрана теоретически обоснованная и практически проверенная методика оценки эффективности технологий заканчивания скважин, которая, в отличие от других, позволяет учитывать вертикальную составляющую потока, совместное влияние перфорации и зоны измененной проницаемости, определять коэффициент восстановления проницаемости пласта.

2. Разработана методика выбора технологической жидкости для вторичного вскрытия нефтенасыщенных пластов с минимальными потерями продуктивности в сравнении с базовой технологией вскрытия.

3. Сформулированы общие рекомендации по выбору технологии заканчивания скважин: перфорацию проводить при депрессии на пласт перфораторами, обеспечивающими совершенство вскрытия при минимальном числе спусков, обязательно учитывать влияние технологии первичного вскрытия на коллек-торские свойства пласта и при необходимости изменять ее.

4. Разработана и внедрена технологическая жидкость для перфорации скважин на основе нефти, представляющая собой псевдопластичную жидкость геле-образного вида, применение которой позволяет полностью сохранить кол-лекторские свойства пласта, зафиксированные после окончания бурения.

5. Разработанная и примененная на Киняминском месторождении технология заканчивания скважин позволила снизить расходы в 1,5 раза. Экономический эффект от внедрения новой технологии заканчивания скважин на Киняминском месторождении по сравнению с базовой технологией составил -1 272 530 руб.

В заключение можно сделать следующие общие выводы.

Современные полногабаритные перфораторы в чистом пласте обеспечивают совершенство вскрытия.

Не допускается длительный контакт пластов с повышенной глинистостью и полимер-глинистых буровых растворов без добавления ингибиторов глин и ПАВ.

Высокие потенциальные возможности перфораторов максимально реализуются в следующих случаях: при специальном подборе технологий первичного и вторичного вскрытия; при глубине каналов перфорации в пласте более чем в 1,5 раза, превышающей толщину зоны со сниженной проницаемостью.

Необходимые расчеты по оценке эффективности и выбору оптимальных технологий могут быть выполнены по разработанной в ОАО "НПО "Бурение" методике с использованием компьютерной программы.

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЖИДКОСТИ ПЕРФОРАЦИИ НА УГЛЕВОДОРОДНОЙ ОСНОВЕ

3.1. Исследования стабильности концентратов, приготовленных на основе ациклических карбоновых кислот (АКК).

С целью обеспечения вышеуказанных требований к технологическим жидкостям для вторичного вскрытия продуктивных пластов нами было разработано несколько рецептур таких систем на углеводородной основе. Для обеспечения необходимых структурно-реологических параметров разрабатываемых систем были рассмотрены различные способы образования вязких и псевдопластичных жидкостей.

Одним из возможных способов загущения углеводородных жидкостей является использование ациклических карбоновых кислот, в частности кубовых остатков. Данный продукт является отходом производства и поставляется в твердом виде в нормальных условиях (t = 20°С), при этом обладает низкой температурой плавления и хорошей способностью растворяться в углеводородах при определенных условиях. С целью снижения затрат времени и повышения технологичности процесса приготовления растворов на углеводородной основе было предложено предварительно производить растворение АКК в среде углеводородных жидкостей с требуемой концентрацией. В дальнейшем полученный продукт представлял собой вязкую жидкость темно-коричневого цвета, получившую товарное название "Универсальная технологическая жидкость VIP" (УТЖ VIP). Для определения оптимальной концентрации карбоновых кислот в углеводородах были приготовлены жидкости на основе нефти и дизельного топлива с различным содержанием АКК: 30, 50 и 70%. Время приготовления в разных случаях составило 1,2 и 3 часа.

Для определения стабильности приготовленного концентрата после отстоя в течение 1, 2, 4, 7, 14, 20 и 24 суток при температуре t = 20°С и t = -5°С произвели замер плотности концентрата вверху и внизу пробы. Результаты исследований представлены в таблице 3.1.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Мартынов, Богдан Алексеевич, 2007 год

1. А.с. 1597445 СССР, МКИ Е 21 В 43/26. Состав для гидравлического разрыва пласта / Усачев П.М., Крикунов Н.В. и др.- № 4390955/23-03.- Заявл. 07.01.88; Опубл. 07.10.90, Бюл. № 37.- 3 с.

2. А.с. 956765 СССР, МКИ3 Е 21 В 43/26. Загущенная жидкость и способ ее получения / Жирнов Е.И., Рагимов Д.А. (СССР). № 2860968/22-03.- Заявлено 29.12.79; Опубл. 07.09.82, Бюл. № 33-3 с.

3. Азаматов В.И. и др. Оценка качества первичного вскрытия продуктивных пластов по промысловым и геофизическим данным. -М.: ВНИИОЭНГ, 1989. (Обзор, информ. Сер. Геология, геофизика и разработка нефтяных месторождений).

4. Асмоловский B.C. Шулындин М.И. Влияние плотности перфорации на продуктивность добываемых и приемистость нагнетательных скважин. М., Недра. Нефт. Хоз-во. №12,1979.

5. Банди М. Количественная оценка условий бурения как основа оптимизации // 4-й Меж-дунар. симп. по бурению скважин в осложн. условиях, Санкт-Петербург, 8-12 июня, 1998: Тез. докл. СПб, 1998. - С. 11.

6. Буровые растворы на водной основе и химические реагенты для регулирования их свойств. Справочное пособие. Краснодар, 1979.116 стр.

7. Буровые растворы, применяемые для вскрытия пластов в ряде регионов США//ЭИ Сер.Бурение: Зарубежный опыт/ВНИИОЭНГ.- 1986.-Вып.6.- 75 с.

8. Винарский М.С., Чардымская Е.Ю. Исследование деэмульгирующей способности ПАВ для улучшения качества вскрытия нефтеносных пластов // РНТС. Сер. Бурение / ВНИИОЭНГ. 1982. - Вып. 5. с. 16-17.

9. Воздвиженский Б.И., Волков С.И. Разведочное колонковое бурение. Гос-топтехиздат, 1957.

10. Вскрытие нефтегазовых пластов кумулятивными перфораторами. Состояние исследовательских работ (По зарубежным данным)./Григорян Н.Г./ Обз. инф. Развед. геофиз., «Геоинформмарк», №6,1992.

11. Выбор бурового раствора и проектирование его свойств./Рябоконь С.А., Пеньков А.И., Кошелев В.И., Растегаев Б.А.// Тр. ОАО "НПО'Ъурение", № 7, Краснодар, 2002. С.3-14.

12. Выжигин Г.Б. Влияние условий вскрытия пластов и заканчивания скважин на продуктивность // Нефтяное хоз-во. 1985. №5 с. 45-48.

13. Выжигин Г.Б. Еньков О.Н. Повышение эффективности вскрытия продуктивных пластов путем перфорации М., ВНИИОЭНГ, РНТС, Бурение, 1979, №12.

14. Гайворонский И.Н. и др. Вскрытие продуктивных пластов бурением и перфорацией и подготовка скважин к эксплуатации: Уч. пособие /УИИ/, 1985.

15. Гайворонский И.Н., Ахмадеев Р.Г., Мордвинов А.А. Вскрытие продуктивных пластов бурением и перфорацией и подготовка скважин к эксплуатации.-Пермь. -1985.-80 с.

16. Гайворонский И.Н., Мордвинов А.А. Гидродинамическое совершенство скважин. Обзорная информация, сер.: Нефтепромысловое дело. - М.: ВНИИОЭНГ, 1983.-38 с.

17. Горшков Г.Ф. Технология проводки скважин в Саратовском экономическом районе. За прогрессивную технологию бурения. Саратов, ЦБТИ, 1961.

18. Готовский С.В. Условия эффективного вскрытия продуктивных горизонтов. Тезисы докл. респ. научно-техн. конф. «Повышение эффективности исследования скважин на Украине», Ивано-Франковск УССР, 1979.

19. Григорян Н.Г. Вскрытие нефтегазовых пластов стреляющими перфораторами. М., Недра. 1982.

20. Григорян Н.Г. и др. Прострелочные и взрывные работы в скважинах. М., Недра. 1980.

21. Гуров Ю.А. и др. /Разработка аппаратурного комплекса АКСП для оперативного контроля сверлящей перфорации в обсаженных скважинах.

22. Гусман М.Т., Мительман Б.И. О турбинном бурении скважин уменьшенных диаметров. Нефт. хоз., № 2,1957.

23. Калинин В.Ф. Оценка качества вскрытия пластов и освоения скважин // Нефтяное хоз-во. 1986. №8 с. 8-12.

24. Качлишвили Н.З., Баскаков Н.П., Озеренко А.Ф. Бурение глубоких скважин. Гостоптехиздат, 1963.

25. Клубничкин К.Ф., Ривкин П.М. Горный журнал, № 9,1949.

26. Комплекс технологий, обеспечивающий высокое качество заканчивания скважин. / Рябоконь С.А., Пеньков А.И., Куксов А.К., Кошелев В.Н., Ба-довская В.И.// Нефтяное хозяйство №2,2000.- С. 16-22.

27. Краткий справочник по прострелочно-взрывным работам в скважинах. М., Недра. 1990.

28. Кусаков М.М. Гудок Н.С. Влияние внешнего давления на фильтрационные свойства нефтесодержащих пород. -Нефтяное хоз-во, №6,1958.

29. Леонидова А. И., Соловьев Е. М. Об одной методике приготовления искусственного песчаника. Изв. ВУЗ, Нефть и газ. 1962 №3.

30. Мамаджанов У.Д. Динамическая фильтрация при циркуляции промывочной жидкости. -Нефтяное хоз-во, №6,1960.

31. Мамаджанов У.Д. Характер изменения водоотдачи и глинистой корки при гидродинамических условиях. -В кн.: Вопросы теории и техники бурения скважин /Тр. ВНИИБТ, 1959, вып. 2, с.67-69.

32. Методика и технология вскрытия продуктивных пластов перфораторами спускаемыми через насосно-компрессорные трубы. М., изд. НПО Союзге-офизики, 1976.

33. Методическая инструкция по вскрытию продуктивных пластов перфораторами, спускаемыми на насосно-компрессорных трубах. М., изд. НПО Союзгеофизики, 1975.

34. Мительман Б.И. Справочник по гидравлическим расчетам в бурении. М.: Гостоптехиздат, 1963.-253 с.

35. Мухин JI.B. Горный журнал, № 12,1950.

36. Назаров П.П. Горный журнал, № 7,1947.

37. Овнатанов Г.Т. Состояние продуктоподводящих каналов (микротрещин) при вскрытии пласта. Новости нефтяной и газовой техники. Сер. «Нефтепромысловое дело», 1961, №9, с 28-30.

38. Особенности и результаты применения гидромеханического перфоратора/Александров B.C. Лаштабега В.И. Нефт. хоз-во, №5,1994.

39. Оценка условий перфорации скважины при несбалансированном пластовом давлении. №6. ЭИ, 1991.

40. Пеньков А. И., Острягин А. И. Контроль реологических свойств буровых растворов по показателям "К" и "п". Краснодар, ОАО НПО "Бурение" Сборник научных трудов, 1998 184стр.

41. Применение нефтяных растворов в бурении и влияние их на результаты геофизических исследований скважин// ЭИ Сер.Бурение: Зарубежный опыт/ ВНИИОЭНГ.- 1985.- Вып. 12.-102 с.

42. Рабинович Н.Р. Инженерные задачи механики сплошной среды в бурении. -М.: Недра, 1989.-270 с.

43. Развитие исследований по теории фильтрации в СССР. М.: Наука, 1969.

44. Руководство к лабораторным работам по курсу "Химия жи-ров'У/Е.А.Аришева, Н.С.Арутюнян, под ред.П.И. Кудинова, КПИ, Краснодар.- 1973.- 134 стр.

45. Рябоконь С.А. и др. Жидкости глушения для ремонта скважин и их влияние коллекторские свойства пласта. Москва, ВНИИОЭНГ, 1989. 42стр. ОИ Серия: Нефтепромысловое дело.

46. Рябоконь С.А., Ламосов М.Е. Основные принципы выбора уровня очистки технологических жидкостей на основе рассолов. Краснодар, ОАО "НПО "Бурение" Сборник научных трудов, выпуск 7, 2002 307 стр.

47. Сидоров Н.А., Серенко И.А., Сурикова О.А. Особенности заканчивания скважин в странах СЭВ. -М., 1986. ВНИИОЭНГ.

48. Смирнов А.П., Ткаченко О.В., и др. Нефтедобывающая промышленность США (технико-экономический обзор под общей редакцией А.П. Смирнова). ЦНИИТЭнефтегаз, 1963.

49. Соловкин Е.Б. Гребенник О.И. Зондовая перфорация скважин. М., Недра. . Нефт. хоз-во, №8,1982.

50. Тарасевич В.И. О характеристике турбобура для бурения глубоких скважин. Нефт. хоз., № 8,1960.

51. Тарасевич В.И. Об оценке буримости горных пород по удельной энергии разрушения. Изв. МВО СССР: Сер.: "Нефть и газ", № 10,1958.

52. Техническая инструкция по прострелочно-взрывным работам в скважинах. М., Недра. 1978.

53. Федоров B.C. Научные основы режимов бурения. Гостоптехиздат, 1951.

54. Федоров B.C. Проектирование режимов бурения. Гостоптехиздат, 1958.

55. Федоров B.C., Беликов В.Г. Методы обобщения передового опыта в бурении. Гостоптехиздат, 1962.

56. Федоров B.C., Зенков Ф.Д. Азерб. нефт. хоз., № 12, 1946.

57. Фоменко И.Е. Изменение проницаемости горных пород под влиянием внешнего давления. В кн.: Вопросы геологии, разработки нефтяного месторождения, гидродинамика и физика пласта /Тр. ТатНИИ, 1965, вып. 8, с 20-24.

58. Фридляндер Л.Я. Замахаев В. С. и др. Вскрытие пластов кумулятивными перфораторами в условиях превышения пластового давления над забойным. М., Недра. Нефт. хоз-во. №3, 1978.

59. Фридляндер Л.Я. и др. /Прострелочно-взрывная аппаратура: Справочник-М., Недра, 1990.

60. Фридляндер Л.Я. Прострелочно-взрывная аппаратура и ее применение в скважинах. 2-е изд. перераб. и допол. М., Недра. 1985.

61. Харив И.Ю. и др. Буровые растворы для вскрытия продуктивных пластов перфорацией. М., Техника и технология геол.-развед. работ; орг. пр-ва, Обзор / ВНИИ экон. минер, сырья и геол.-развед. работ. ВИЭМС / 1989.

62. Хеманта Мукерджи Производительность скважин//Руководство/Второе издание, дополненное/ Москва, 2001.

63. Шакиров А.Ф. Каротаж, испытание, перфорация и торпедирование скважин. 2-е изд. перераб. и допол. М., Недра. 1987.

64. Ширяев А. И. Определение удельного веса жидкости для заканчивания скважин. Нефтепромысловое дело. -1974. №9 стр. 18-20.

65. Якимов С.В. Маргулис А.С. Характеристики физических процессов при термогазохимическом воздействии. Нефт. хоз-во. №2,1981.

66. Ясашин A.M. Вскрытие, опробование и испытание пластов. М., Недра. 1979.

67. Bell W.T. Perforating underbalanced evolwing techniques//JPT - 1984. -vol. 36, №11. p. 1653 - 1662. Метод перфорации при пониженном давлении.

68. Bell W.T. Perforating underbalanced-evolving techniques// J.P.T. 1984. -vol.36,№ 11-p.1653-1662.

69. Beswick A.I. Low-cost slim-hole drilling system provers a success // Drill. Contract.-1995.-51. №4.-p. 18-21

70. Bit selection increases coiled tubing and slimhol success // Petrol. Eng. Int.— 1995.— 68, № 7,—C. 37-41.

71. BP tests offshore coiled tubing slim hole drilling // Oil and Gas J. — 1997, V. — Vol.95, № 19. — P.73.

72. Burban B. Slim hole MWD tool accurately measures downhole annular pressure //Oil and Gas J. — 1994 Feb. 14.— P. 56—58.

73. Cinco-Ley, H.,"Pseudoskin Factors for Partially Penetrating Directionally Drilled Wells", SPE paper 5589,1975.

74. Drilling Contractor. — 1996,111. — Vol. 52, № 2. — P. 48,49.

75. Hough R. Slimhole wells present tremendous economic opportunity // Petroleum Engineer Int. — 1995, VII. — Vol.67, № 7. P. 22—27.

76. Karakas, M., and Tariq, S.: Semi-analytical Productivity Models for Perforated Completions, paper SPE 18271,1988.

77. Kelly T. "Discussion of Perforation Underbalanced Evelving Techniques" (статья 6) JPT - 1985, v.37 №7 p 1065-1068 Эффективность различных методов перфорации.

78. Low-cost slim-hole drilling system provt-s a success / Beswick A. I. // Drill. Contract.— 1995.— 51, № 4.— C. 18-21.

79. Noles I. Small-capacity cement procedure reduces failure potential.// World Oil. -1996.-217,№5.-p. 53 -55/

80. Perforating Technology. Dresser Atlas, Dresser Industries, Inc. Printed in USA. 5m PEP. 11/80 5016,1981.

81. Slimhole wells challange cementing design execution. Part 2//Petroleum Engineer. Int. 1994.-vol.66.-№10.

82. Small-capacity cement procedure reduces failure potential / Noles I. // World Oil.— 1996.—217, № 5—C. 53-55.