Введение к работе
Актуальность темы. Предупреждение и минимизация отрицательных последствий процессов, протекающих в призабойной зоне пласта и в заколон-ном пространстве на этапах заканчивания скважин является важной научно-практической проблемой, решение которой направлено на сохранение естественных фильтрационно-емкостных свойств коллектора.
Важное место при строительстве скважин занимает проблема предупреждения загрязнения бассейна пресных вод. Особую актуальность эти вопросы приобретают для месторождений, находящихся на завершающих стадиях разработки, характерной особенностью которой является интенсивное применение супертехнологий и специальных материалов, приводящих к значительным нагрузкам на цементную крепь заколонного пространства скважины. Это обусловило необходимость применения усиленных конструкций скважин. При бурении добывающих и нагнетательных скважин с альтитудой 120м и более предусматривается спуск удлиненного (до 70м) направления и двойного кондуктора. За период 1990-95 г.г. построено более 1500 скважин с усиленной конструкцией, что составляет 32% к пробуренному фонду скважин.
Значительный объем работ выполняется по целенаправленной защите источников питьевых вод от загрязнения и их восстановлению. Под пристальным вниманием центральной водной лаборатории АО "Татнефть" находится 434 родника. Результаты обнадеживающие, но минерализация 70 родников пока превышает ПДК.
Низкое качество разобщения пластов обусловило высокий уровень обводнения добываемой продукции. Так, за период 1993-97 г.г. по АО "Татнефть" в 104 вновь пробуренных скважинах получили прорыв воды при их освоении, а по НГДУ "Азнакаевскнефть" за этот же период в процессе освоения и первого года эксплуатации обводнилось 22% скважин, т.е. в каждой пятой скважине вместо нефти получена пластовая вода.
Диссертационная работа посвящена теоретическим, экспериментальным и промышленным исследованиям, разработке новых методов изоляции проницаемых пород при их первичном вскрытии в интервале бассейна пресных вод и продуктивной толщи.
В работе приведен анализ и обобщен опыт изоляции проницаемых пород при строительстве скважин, выявлены недостатки существующих методов, значительное внимание уделено изменению физико-химических свойств фильтрационных корок при взаимодействии с электролитами поливалентных металлов, разработке составов и технологии селективной изоляции водонефтяных зон и их разобщению с использованием гидрофобных добавок, а также разработке
технологии поинтервальной изоляции высокопроницаемых трещиноватых и кавернозных пород при их первичном вскрытии.
На основании обобщения результатов опытно-промышленных работ новых разработок диссертации составлена карта поинтервальной изоляции проницаемых пород при их первичном вскрытии.
Основные положения диссертационной работы вошли в РД 39-0147585-166-98 "Регламент по бурению боковых стволов и углублению забоев из ранее пробуренных скважин" АО "Татнефть", г. Альметьевск, 1998г., СТП 39-0147-585-179-99 «Технология поинтервальной изоляции проницаемых пород при первичном вскрытии».
Цель работы. Предупреждение загрязнения пресноводных горизонтов и повышение качества долговременного разобщения водонасыщенных пластов продуктивных отложений в аномальных геолого-промысловых условиях разработкой селективных методов изоляции проницаемых пластов при первичном вскрытии.
Основные задачи работы.
1. Аналитическая оценка геолого-промысловых условий заканчивания
скважин на поздней стадии разработки Ромашкинского нефтяного месторожде
ния.
2. Анализ существующих технологий и обоснование методологии изоля
ции водонасыщенных пластов при первичном вскрытии;
3. Технико-экономическое обоснование предупреждения загрязнения
бассейна пресных вод при строительстве скважин;
-
Анализ основных причин потери коагуляционной устойчивости глинистой корки, формирующейся на стенках скважин в водонефтяных зонах продуктивной толщи и экспериментальные исследования кинетики изменения ее проницаемости.
-
Экспериментальные исследования и промысловые испытания технологии селективной изоляции проницаемых сред тампонажными материалами, затворяемыми в интервале залегания водонасыщенных и поглощающих пластов.
-
Разработка составов и технологии селективной изоляции водонефтяных зон и их разобщение с использованием гидрофобных добавок.
Научная новизна.
-
Обоснована концепция и методология формирования гидрофобного изоляционного экрана в интервале продуктивных пород водонефтяных зон в процессе первичного вскрытия.
-
Уточнены факторы, влияющие на показатели эффективности и качества разобщения пластов при бурении и эксплуатации скважин в условиях аномально-высокой агрессии пластовых вод хлоркальциевого типа.
-
Теоретически обоснована и экспериментально доказана необходимость частичной замены глинистой фазы бурового раствора на карбонатную и добавления гидрофобного материала для первичного вскрытия продуктивных пластов в водонефтяных зонах.
-
Экспериментально разработана и в промысловых условиях реализована технология изоляции проницаемых сред тампонажными растворами, затворяемыми в интервале изоляции. Объяснен механизм снижения проницаемости приствольной зоны водонасыщенных пластов.
Практическая ценность.
-
Предложен метод расчета объема тампонажной смеси, приготавливаемой в интервале водонасыщенных и поглощающих пластов для карстовых и порово-трещинных типов пород.
-
Разработана и реализована технология селективної! изоляции водонасыщенных и поглощающих пластов при первичном вскрытии методом доставки малых порций тампонажного материала в обрабатываемый интервал при первичном вскрытии.
-
Разработан комплекс гидрофобных составов на основе мелкодисперсных систем для селективной изоляции водонефтяных зон в процессе первігчно-го вскрытия и разобщения проницаемых пластов в интервале продуктивных отложений, способствующий снижению водопроницаемости и повышению прочности сцепления образующейся единой взаимосвязанной системы крепи «фильтрационная корка - кольматационный экран - тампонажний камень».
-
Внедрение разработанных технологий обеспечило из вновь пробуренных скважин дополнительную добычу более 600 тонн нефти на каждую обработку при снижении количества добываемой воды.
Апробация работы.
Результаты диссертационной работы докладывались на:
научно-методических советах института ТатНИПИнефть и на технических советах предприятий АО "Татнефть" (1998-99 гг.);
семинарах главных геологов предприятий АО «Татнефть» (г. Бавлы, 1999 г.) и специалистов республики Ирак (г. Альметьевск, 1999 г.);
Международной научно-технической конференции «Ресурсосбережение в топливно-энергетическом комплексе России» (г. Тюмень, 1999 г.).
Структура и обьелі работы
Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов и основных выводов: изложена на 126 страницах машинописного текста, в том числе 17 рисунков, 26 таблиц, содержит список литературы из 110 наименований и 4 приложения.