Введение к работе
Актуальность работы. Минерально-сырьевая база является в настоящее время основой экономики Башкортостана. В ее структуре преобладают топливно-энергетические ресурсы. Но добыча полезных ископаемых в последние годы неуклонно снижается, и самое существенное снижение добычи наблюдается для нефти. Причинами этого являются: значительная выработанность запасов основных месторождений (выработаннссть запасов Туймазинского месторождения составляет 90%, Арлана - 79%); уменьшением размеров открываемых месторождений в легко доступных районах и прироста разведанных в них запасов нефти (в настоящее время прирост запасов практически не компенсирует даже сокращенный уровень добычи нефти); высокой степенью обводненности добываемой продукции (в АНК "Башнефть" по состоянию на 01.01.96 разрабатывается 137 месторождений, при этом текущая обводненность добываемой нефти превышает 93%, а с обводненностью выше 90% работает около 60% действующих скважин); возрастанием фонда простаивающих скважин, что обусловлено, чаще всего, полным преждевременным обводнением продукции и снижением дебита нефти ниже рентабельного уровня.
Практика показывает, что снижение темпов падения добычи может быть достигнуто за счет оперативного и качественного ввода в эксплуатацию скважин, находящихся в капитальном ремонте. Качественный ввод скважин в эксплуатацию предполагает качественное проведение различных видов капитального ремонта, результативность которых во многом определяется полнотой и достоверностью информации об объектах капитального ремонта. Одним из главных источников получения этой информации являются промыслово-геофизические исследования. Анализ свидетельствует, что в скважинах, где перед ремонтными работами проведены геофизические исследования, эффективность выше, чем в скважинах, где такие исследования не проводились.
Однако из анализа же следует, что эффективность решения задач геофизическими методами часто невысокая, что связано с принципиально иными условиями, в которых находятся месторождения на поздней стадии разработки: это высокая степень обводненности при низких дебитах скважин,
несколько одновременно перфорированных пластов, большой объем прострелочно-взрывных работ, наличие обводнения закачиваемыми водами, большой срок эксплуатации скважин как технических сооружений и т.д. Кроме того, для таких условий характерно возникновение специфических новых задач, требующих своего разрешения. Такой задачей является, например, экологическая экспертиза скважин.
Все это для обеспечения достоверности требует разработки новых и совершенствования существующих методов и методик геофизического сопровождения капитального ремонта скважин, что представляет собой актуальную и важную проблему.
Цель работы. Повышение информативности геофизических исследований скважин при их капитальном ремонте путем создания новых и совершенствования существующих методов определения источника обводнения скважины, ее технического состояния, контроля за технологическими операциями и качеством изоляционных работ.
Основные задачи исследований:
-
Анализ состояния и определение задач геофизических исследований для целей капитального ремонта скважин.
-
Исследование эффективности ремонтных работ в зависимости от информативности методов геофизических исследований скважин и условий проведения измерений и решаемых задач.
-
Разработка методики глубинного экологического мониторинга нефтяных месторождений по результатам геофизических исследований в скважине.
-
Экспериментальное изучение тепловых и электрических полей после перфорации колонны и разработка методики контроля перфорации.
-
Изучение особенностей тепловых полей в скважине при обводнении пласта закачиваемой водой и при многофазных потоках в скважине.
-
Обоснование комплексов и технологий исследований добывающих и нагнетательных скважин для сопровождения различных видов ремонтных работ.
-
Практическая реализация технических и технологических решений при геофизическом сопровождении КРС.
Методика исследований. Поставленные задачи решались путем проведения специальных лабораторных и скважинных экспериментов, обобщения и анализа результатов опытного и промышленного опробований, произэодственных измерений, публикаций отечественных и зарубежных ученых; внедрения разработанных технических и технологических решений при геофизических исследованиях скважин в период их ремонта.
Научная новизна.
1. Определен крут задач, решаемых геофизическими методами в
капитальном ремонте скважин, предложены технологические схемы (карточки)
для комплексных геофизических исследований при эксплуатации и ремонте
скважин, установлено повышение эффективности еодоизоляционных работ за
счет использования результатов геофизических исследований.
2. Экспериментально установлены закономерности образования
тепловых аномалий и электрических потенциалов после перфорации скважин,
и на их основе предложена методика контроля перфорации скважин.
3. Предложена' технологическая схема глубинного экологического
мониторинга нефтяного месторождения на основе площадных геофизических
исследований нагнетательных скважин.
4. Теоретически обоснована и практическими результатами
подтверждена возможность выделения пластов, обводненных закачиваемой
водой, по отсутствию инверсии аномалии калориметрического смешивания в
перфорированных пластах в отличие от случая разгазирования поступающей
нефти при изменении режима работы скважины.
Новизна предложенных автором методических разработок защищена авторскими свидетельствами на изобретения.
Практическая цвнность работы заключается в том, что результаты исследований позволили повысить информативность и геологическую эффективность комплекса геофизических методов при- сопровождении капитального ремонта скважин.
Обобщение и анализ результатов капитальных ремонтов по скважинам Башкирии показали, что применение геофизических исследований резко повышает результативность ремонтно-изоляционных работ.
Методика исследований и интерпретации данных термометрии и электрометрии при контроле перфорации позволяет выделить фактически перфорированный интервал и производить одновременно с этим оперативную экспресс - оценку гидродинамической связи вскрытого пласта со скважиной.
Предложенные технологические схемы комплексных геофизических измерений обеспечивают получение наиболее достоверных данных об объекте изоляции до, в процессе и после ремонтно-изоляционных работ.
Разработанная методика площадного экологического мониторинга скважин позволяет выделять скважины- источники загрязнения пресноводных горизонтов и, соответственно, предупреждать и ликвидировать осолонение питьевых вод в нефтерегионах.
Реализация в промышленности. Результаты исследований, выполненных в диссертации, в настоящее время внедрены и внедряются на месторождения Башкортостана.
Для обеспечения внедрения результатов исследований при непосредственном участии автора подготовлены (переданы и использованы предприятиями АНК "Башнефть" и АО "Башнефтегеофизика") методические документы: "Практическое руководство по решению задач контроля за разработкой нефтяных месторождений Башкирии методами промысловой геофизики "(1989г.); "Временное руководство по применению метода акустической шумометрии в промысловой геофизике" (1996г.).
Объем промыслово-геофизических исследований скважин . при капитальном ремонте в Башкортостане составляет порядка 1,5 тыс.скважин ежегодно. Результативность ремонтно-изоляционных работ в скважинах, где геофизические исследования проводятся, в 3 раза выше. Экономический эффект от достоверного решения задач с выделением причин и источников обводнения скважин составляет 1300 рублей на скважину (в ценах 1990 года). Апробация работы. Основные результаты работы представлялись и обсуждались в различные годы на научно-технических советах "Башнефть", "Башнефтегеофизика", "ВНИИНПГ; на Республиканских научно-практических конференциях "Состояние развития геофизики в республике Башкортостан" (Октябрьский, 1993, 1994); на Всероссийской научной конференции "Геофизика Урало-Поволжья" (Бугульма, 1993г.); на "круглом столе" Геофизика
накануне ХХ1 века" (Уфа, 1995г.); на Всероссийской научной конференции по контролю за разработкой нефтяных месторождений (Уфа,1995г.);. в различные годы в отделе промысловой геофизики Минтопэнерго РФ; на Международной выставке "Нефть и газ 1997" (Уфа,1997г.); на Международном симпозиуме "Новая геофизическапя техника для исследования бурящихся и действующих вертикальных, наклонных и горизонтальных скважин" (Уфа, 1997г.).
Объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав и заключения. Текст изложен на 168 страницах, включая 40 рисунков и список литературы из 119 наименований.
Разработанные методы геофизического сопровождения капитального ремонта скважин прошли опытно-промышленное опробование и используются на практике.
Научные исследования проведены под руководством д.т.н., профессора Валиуллина Р.А. и д.т.н. Хаматдинова Р.Т..