Введение к работе
Актуальность проблемы. На современном этапе падения уровня добычи углеводородного сырья в стране одной из наиболее значимых проблем нефтегазодобывающей отрасли является проблема повышения эффективности разработки недр, в том числе за счёт максимального использования добычных возможностей каждой скзажины.
Из-за несовершенства состояния прнзабойной зоны пласта ( ПЗП) и призабойной зоны стзола скважины ( ПЗС) нефтегазодобывающая отрасль недополучает более 30% продукции и для исправления этого положения приходится вкладывать значительные средства. Первостепенное значение эта проблема приобретает при горизональном расположении ствола в продуктивной толще, поскольку некачественные ПЗП и ПЗС сводят на нет все достоинства 'этого метода оборудования забоя.
Многочисленными исследованиями показано, влияние на начальную продуктивность при освоении скважин разнообразных по природе, характеру и времени действия процессов и явлений, происходящих во время формирования ПЗП и ПЗС. Однако, до сих пор были недостаточно по нашему мнению изучены взаимосвязи их между собой на каждом из этапов заканчизания скважин
Усилия многих исследователей и производственников направлены в основном на создание и использование "незагрязняющих" растворов, "сохраняющих" естественные характеристики ПЗП, а другим же причинам снижения продуктивности при заканчивании скважин не уделяется достаточного внимания. В результате применяемые технологии формирования ПЗС иПЗП как при заканчивании, так и при капитальных ремонтах, либо вообще не учитывают отрицательных последствий их применения, либо включают необоснованные операции и неоправданные ограничения режимов. Это приводит к увеличению расходов материалов и средстз.
Многообразие реальных горно-геологических условий и большое количество разнотипных воздействий на продуктивный пласт при формировании ПЗС и ПЗП ставят перед необходимостью определения для каждой конкретной ситуации наиболее значимых технологических приемов, оптимальные режимы и последовательность которых позволят достигнуть высокого уровня гидродинамического совершенства ПЗС и ПЗП , а следовательно к высокую продуктивность скважин.
Основная цель работы.
С учетом реальной горно-геологической обстановки, восприимчивости' коллектора к технологическим воздействиям, технических н организационных зозмоккостей производителя работ разработать технологические принципы формирования ПЗП и ПЗС на стадии заканчизания скважин с целью обеспечения благоприятных условий для притокг. углеводородов з скважину
Задачи исследований.
В результате обобщения отечественного и зарубежного опыта, а также собственных исследований конкретизировать представления о сущности процессов, происходящих в ПЗС и ПЗП, и систематизировать их с учетом технологических воздействий в ходе заканчивания скважин.
Разработать экспериментальные и промысловые методики исследований и обработки данных для определения весомости технологических воздействий при заканчивании скважин на дебит и обводненность продукции.
Исследовать основные технологические воздействия, влияющие на дебит нефти и обводненность скважин при формированиии ПЗП и ПЗС. Установить причинную взаимосвязь между различными технологическими воздействиями и характером протекания процессов, сопровождающих эти воздействия.
Разработать новые технологические приемы для реализации на практике принципов управления процессами В ПЗП и ПЗС.
Защищаемые положения.
-Влияние физико-химических процессов на снижение продуктивности. нефтегазонасыщенного пласта сопоставимо по величине с влиянием фильтрационного проникновения буровых растворов в результате гидравлической репрессии. Диффузионное, капиллярное и контракционкое перемещения водной фазы в направлении противоположном фильтрационному проникновению способствуют восстановлению притока пластовых флюидов.
-Продуктивность скважины зависит кроме всего от восприимчивости коллектора к технологическим воздействиям на каждом этапе заканчивания скажин. Оптимизируя наиболее весомые из них по влиянию на продуктивность, можно повысить уровень газогидродинамического совершенства системы пласт-скважина при минимальных затратах времени и средств.
-Остаточная водная и углеводородная фазы в породе зависят от
гидродинамического режима фильтрации и от физико-химического
взаимодействия компонентов буровых растворов с породой и пластовыми
флюидами и определяют возможность восстановления
нефтегазопроницаемости в зоне проникновения.
-Разработанные технологические воздействия на ПЗП и ПЗС обеспечивают повышение газогидродинамического совершенства скважин.
Методика исследований. Поставленные задачи решались путем экспериментальных и промысловых исследований по стандартным и оригинальным методикам с последующим анализом результатов с применением компьюторной техники ( пакеты программ параметрической и непараметрической ста-истики, системного анализа и анализа нечётких множеств).
Фильтрационные, ксльматациснные и коркообразуюоше процессы исследовались ьг установках к стенде, моделирующих гидродинамические условия в стволе скззжкны н призабойной зоне пласта. Часть экспериментов проводилась ««посредственно с промысловых условиях
(погружной снаряд для исследования перфорационных каналов и фильтрационные камеры, устанавливаемые на нагнетательнок линии насосов).
Методы исследования капиллярных, диффузионных и контракцнонных процессов основаны на общепринятых принципах, а условия их проведения учитывали внутрипластовые и внутрискважинные особенности реализации этих процессов.
Достоверность экспериментальных исследований на оригинальных приборах и установках контролировалась сопоставлением с результатами, полученными другими исследователями.
Научная новизна. Обоснозаны принципы управления технологией формирования ПЗП и ПЗС с учётом многовариантности влияния технологических воздействий на начальную продуктивность скважин.
Конкретизированы и углублены представления о физико-химических процессах в ПЗП и ПЗС и показана значимость их влияния на начальную продуктивность скважин в зависимости от реальных горногеологических условий.
Показана возможность оптимизации?, набора технологических приемов в процессе формирования ПЗП и ПЗС, последовательность и глубина воздействия которых определяются с учётом их влияния ка начальную продуктивность и обводненность скзажин.
Экспериментально подтверждена определяющая роль физико-химических явлений з процессе формирования ПЗП и ПЗС для низкопроницаемых коллекторов.
Разработаны технологические основы вызова притока из пласта s зависимости от горно-геологических характеристик коллектора и фактического состояния ПЗП к ПЗС.
Практическая ценность. Разработаны оригинальные приборы и методы исследований, которые существенно расширили возможности экспериментальных исследований процессов в ПЗП и ПЗС:
-Диагностика весомостен технологических воздействий при закзнчн-зании скзажин на дебит скзажин при освоении.
-Определение физико-химической активности скзажинных жидкостей в породах-коллекторах ( ает.сзнд. 1 121 411 от 1.07.1984 г.).
-Оценка интенсивности перемещения флюидов из ПЗП з твердеющий тампснажный раствор.
-Определение оптимальной величины депрессии, скорости и частоты сё приложения для зьсов?. притока из продуктивного пласта.
Разработаны следующие технологические мероприятия, которые позволила повисать начальную продуктязность сква'.-лкн пр-л применении в различных регионах:
-Буровые ргістіорес для вскрытия продуктивных пластоз ( азт.езид. 515 869 от 5.02.і376г., авт.езид. і 134 ЇЗЗ ov I7.0S. 1982г. и авт.евчд. 1 121 282 от LOS.SJr.).
-Гомогенные скважкнные жидкости для заканчиваник с регулируемой физико-химической активностью.
-Способ расформирования зоны проникновения водкой фазы сква-жинных жидкостей в ПЗП за счёт перемещения её в твердеющий тампо-нажный раствор с высокой водопоглогительной способностью ( авт.свид. 1 756 537 от 22. 04.1992 г.).
-Способ расформирования зоны проникновения водной фазы сква-жинных жидкостей в ПЗП за счёт осмотического переноса ( авт.свид. 1 434 838 от 1.06.1988 г.).
-Режимы вызова притока при освоении скважин, обеспечивающие увеличение продуктивности ПЗП за счёт восстановления нефтегазопрони-цаемости фильтрующих каналов и пор.
Реализация работы в промышленности. В течение последних 15 лет осуществялось опытно-промышленной применение разработок автора в различных регионах Западной Сибири, Оренбургской, Волгоградской областей, Украины, Казахстана, Туркмении и Узбекистана.
Результаты диагностики качества формирования ПЗП и ПЗС использованы в НГДУ "Самотлорнефть", "Лась-Ёганкефть", "Урьевнефть", "Покачёвнефть", "Бузулукнефть", в бывших ПГСГАктюбинскнефтегаз-геология", "Полтаванефтегазгеология" , БПО'Туркменгазпром".
Разработанные под руководством автора и при его непосредственном участии буровые растворы с конденсированной и неадгезионноактивной твердыми фазами успешно применены на площадях Казахстана и Восточной Туркмении при разбуривании нефтяных и газовых месторождений. В качестве утяжеляющей добавки использовались целестин Гуардахского комбината, измельченный известняк "гюша", нормативные документы ка выпуск которых были разработаны и утверждены при непосредственном участии автора работы.
Научные исследования по тематике диссертационной работы выполняются по заказу нефтяной компании "ЛУКойл нефте-газ" и включены в перечень важнейших работ на 1995 г.
Апробация работы. Основные научные, методические и прикладные результаты, полученные б работе, освещались на междуна_-родных, всесоюзных и зональных конференциях и совещаниях:У111 й Международной геохимической конференции ( г.Готвальдов, 1976г.), IIIий Международный симпозиум по бурению глубоких скважин ( г. Загреб, 1977г.), Петрольгеохим-79 (г. Лейпциг, 1979г)., Передовой опыт организации работ по подготовке и вскрытию продуктивных горизонтов , ( г. Москва, 1980 г.), Всесоюзное совещание "Состояние и пути совершенствования технкки.технологии промывки скважин, вскрытия продуктивных пластовЧ г. Краснодар, 1984 г.), Y1 ^Республиканская конференция по физико-хкмии, технологии получения и применении промывочных жидкостей, дисперсных систем" и тампонажних рг.стьорез ( г. Ивано-Фраккозск. 1935 г.), 11 гя Всесоюзная конференция "Вскрытие нефтегазовых пластоз к освоение сквгжі!н( г. Ивано-Франковск., 19SS г.). Отраслевой сег*к;:ар "Эффективность вскрытия и к-гтодов оценки.
сложнопостроенных продуктивных пластов при бурении и опробовании глубоких разведочных скважин( г. Тюмень, 1990 г.). Всесоюзная конференция "Проблемы строительства нефтяных и газовых скважин ( г. Краснодар, 1990 г.), Межвузовский научно-методический семинар "Компьютерные технологии" ( г.Москва, 1993 г.) и другие.
Основные аспекты диссертационной работы доложены и обсуждены на научно-технических советах и семинарах Института проблем нефти и газа г.Москва), института "Взрывгеофизика" ( г.Раменское), Туркменского филиала "ВНИИГАЗ"( г. Ашхабад), "ЗапСибБурНИПИ" ( г.Тюмень), института ГиРНГМ ( г.Ташкент), иксгитута"НИПИнефть"( г.Нижневартовск), института ВНИКРнефть( г. Краснодар), института ВосСиб-НИГНиМС ( г.Иркутск) и производственных предприятий НГДУ "Самотлорнефть", ПО "ЛУКойл Лангепаснефтегаз", НГДУ "Лась-Ёганнефть", ПГО "Актюбинскнефтегазгеология", Турьевнефтегазгеоло-гия", "Уральскнефтегазгеологкя", Нижневартовское УБР 3, Южно-Оренбургское УБР.Чарджоуское УБР и других.
Результаты исследований использозаны при работе азтора в межведомственных и государственных комиссиях по экспертизе эффективности освоения нефтегазоносного цельфа Чёрного, Азозского, Охотского, Баренцгвогои Каспийского морей.
Результаты теоретических и экспериментальные исследований, а также разработанные методы исследований используются в учебном процессе, в том числе в рамках созданного автором курса "Технологические основы освоения и глушения нефтегазодобывающих скважин" и в лабораторном практикуме учебкой лаборатории"Вскрытие пластов", организованной и оснащенной для практического изучения проблем вскрытия продуктивных пластов- в ' Государственной академии нефти и газа им. И.М.Губкина.
Азтор использовал основные результаты диссертации пр;[ работе со слушателями ФПК, организуемой з ГАНГ для специалистов Мингго, Миннефтепрома и Мингазпрома.
Публикации.. Основное содержание диссертации изложено в 50 опубликованных работах, з том числе 6 книгах и обзорах (один из которых опубликован в США), 0 изобретениях а также в 18 научно-технических отчетах к s і учебно-методических руководствах и пособиях, используемых з ВУЗа;» нефтяного профиля страны.
Обьем работы. Диссертация состоит из S~ глав, основных выводов и приложений. Оча написана на/Й^стр, включает ^^"рис, и/Г~ тзбл, и список нсг:сльсс:?.ннсн литературы ::з/5?7на::менов;-:иГі.
При заполнении отдельных разделов диссертации и внедрении разработанных мероприятий ізтор сотрудііцчг.;; с Ахмадеевым Р.Г., Быковым М.В., Ва::и;;вым З.В., 3?дищь2ь:м К.А., Григорьевым Л.И., Зазкрным В.А., Калингзячем Г.Э., Карабалинкм У., Кудрявцевым Л.Н... Нздирадзе И.А., Назаровым М.М.,Ннзовцезым В.Н., Па.-хвым Б.Д., С.-.мознкем Н.Н., Фастовец Н.О.,Х?.лтур:іксгиг.і Н. А. ,Х,тч з тря и B.C., Яныкооым MX.
Автор выражает прнлнптелькость зав.кафедрой Ангелопуло O.K..