Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Научно-практические основы применения физических полей в нефтяных скважинах с осложненными условиями эксплуатации Мохов Михаил Альбертович

Научно-практические основы применения физических полей в нефтяных скважинах с осложненными условиями эксплуатации
<
Научно-практические основы применения физических полей в нефтяных скважинах с осложненными условиями эксплуатации Научно-практические основы применения физических полей в нефтяных скважинах с осложненными условиями эксплуатации Научно-практические основы применения физических полей в нефтяных скважинах с осложненными условиями эксплуатации Научно-практические основы применения физических полей в нефтяных скважинах с осложненными условиями эксплуатации Научно-практические основы применения физических полей в нефтяных скважинах с осложненными условиями эксплуатации Научно-практические основы применения физических полей в нефтяных скважинах с осложненными условиями эксплуатации Научно-практические основы применения физических полей в нефтяных скважинах с осложненными условиями эксплуатации Научно-практические основы применения физических полей в нефтяных скважинах с осложненными условиями эксплуатации Научно-практические основы применения физических полей в нефтяных скважинах с осложненными условиями эксплуатации Научно-практические основы применения физических полей в нефтяных скважинах с осложненными условиями эксплуатации Научно-практические основы применения физических полей в нефтяных скважинах с осложненными условиями эксплуатации Научно-практические основы применения физических полей в нефтяных скважинах с осложненными условиями эксплуатации
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Мохов Михаил Альбертович. Научно-практические основы применения физических полей в нефтяных скважинах с осложненными условиями эксплуатации : дис. ... д-ра техн. наук : 25.10.17 Москва, 2006 286 с. РГБ ОД, 71:07-5/54

Содержание к диссертации

Введение

1.ТЕХНОЛОГИЯ НЕПРЕРЫВНОГО ГИДРОИМПУЛЬСНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА НЕФТЕНАСЫЩЕННЫЙ ПЛАСТ ЧЕРЕЗ ДОБЫВАЮЩУЮ СКВАЖИНУ ПРИ ОДНОВРЕМЕННОМ ОТ БОРЕ ПРОДУКЦИИ 12

1.1. Анализ применении вибрационных методов при разработке нефтяных месторождений 14

1.1.1.Влияние вибросейсмического воздействия на свойства коллектора и насыщающие его флюиды 14

1.1.2.Вибрационное и акустическое воздействие на призабойную зону скважин 18

1.1.3.Виброволновое и вибросейсмическое воздействие на нефтяные пласты 22

1.1.3.1.Теоретические основы вибросейсмического воздействия 22

1.1.3.2.Вибросейсмическое воздействие с поверхности Земли, практические результаты 35

1.2. Виброисточники, применяемые для воздействия на нефтяные пласты 42

1.2.1 .Наземные виброисточники 42

1.2.2.Импульсные скважинные виброисточники 48

1.2.3.Принципиальная схема гидроимпульсной установки 55

1.2.4.Основные конструктивные элементы разработанной установки 60

Выводы к главе 1 68

2.ПРОМЫСЛОВЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ УСТАНОВКИ И ТЕХНОЛОГИИ ВИБРОВОЛНОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА УЧАСТОК НЕФТЯНОЙ ЗАЛЕЖИ АЗНАКАЕВСКОЙ ПЛОЩАДИ РОМАШКИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ 70

2.1. Краткая геолого-промысловая характеристика продуктивного объекта и история его разработки 70

2.2.Проведение промысловых исследований установки виброволнового воздействия на залежь 77

2.3.Результаты вибрационного воздействия в скв. Центрально-Азнакаевской площади 84

2.4.Анализ результатов промысловых исследований по вибровоздействию на Центрально-Азнакаеской площади Ромашкинского месторождения 89

2.4.1 .Исследование отклика окружающих скважин на виброобработку 89

2.4.2.Экспериментальное исследование капиллярного давления от водонасыщенности образцов керна 96

2.4.3.Оценка размеров пор по результатам исследования капиллярного давления 98

2.4.4.Механизм высокочастотного воздействия на пласт 102

2.4.4.1.Воздействие на низкопроницаемые нефтенасыщенные пропластки 102

2.4.4.2.Воздействие на высокопроницаемые частично промытые пропластки 104

Выводы к главе 2 108

3.ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИЧИН, ПРИРОДЫ И ВЕЩЕСТВЕННОГО СОСТАВА ТВЕРДЫХ ОТЛОЖЕНИЙ В ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ СКВАЖИН И ВЛИЯНИЕ НА НИХ ГРАВИТАЦИОННОГО И МАГНИТНОГО ПОЛЕЙ 112

3.1. Основные причины появления механических примесей в продукции скважин 112

3.2.Основные факторы, определяющие разрушение коллектора в призабойной зоне скважин 114

3.3.Экспериментальные исследования влияния некоторых факторов на появление механических примесей в продукции скважин 116

3.4.Исследование природы механических примесей и их вещественного состава 123

3.5.Некоторые факторы, влияющие на выпадение солей из растворов 132

3.6.Анализ влияния напряженности магнитного поля на выделение карбоната кальция 136

Выводы к главе 3 139

4.РАЗРАБОТКА ОБОРУДОВАНИЯ И ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ СКВАЖИН С ПОВЫШЕННЫМ СОДЕРЖАНИЕМ МЕХАНИЧЕСКИХ ПРИМЕСЕЙ И ПРИ ОТЛОЖЕНИИ СОЛЕЙ, ИСПОЛЬЗУЮЩЕГО ГРАВИТАЦИОННОЕ И МАГНИТНОЕ ПОЛЯ 142

4.1 .Принципиальная схема установки для защиты погружного оборудования от механических примесей 142

4.1.1 .Промысловые испытания разработанной системы 147

4.1.2.Результаты ревизии установки после подъема изскважины 148

4.2.Оценка возможности применения системы магнитной очистки жидкости для предотвращения солевых отложений в добывающих скважинах 149

4.2.1.Принципиальная схема установки для магнитной обработки продукции скважин 151

4.2.2.Результаты экспериментального исследования эффективности магнитной ловушки 160

Выводы к главе 4 166

5.СОЗДАНИЕ И РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ГАЗОСЕПАРАТОРОВ К ПОГРУЖНЫМ ЦЕНТРОБЕЖНЫМ ЭЛЕКТРОНАСОСАМ ВЫСОКОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ 169

5.1.Обоснование схемы нового газосепаратора к насосам высокой производительности 169

5.2.Результаты экспериментальных исследований разработанного газосепаратора, а также газосепараторов различных фирм 172

5.3.Исследование влияния газосепаратора с диспергатором на работу электроцентробежного насоса 177

Выводы к главе 5 186

6.РАСЧЕТНЫЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ НА ПРИЕМЕ И ВЫКИДЕ ПОГРУЖНОГО ЦЕНТРОБЕЖНОГО ЭЛЕКТРОНАСОСА 188

6.1.Всплытие пузырьков газа в неограниченном объеме жидкости 190

6.2.0тносительная скорость газа на режиме нулевой подачи 194

6.3.Анализ промысловых данных для определения истинного газосодержания в затрубном пространстве 200

6.4.Расчет давления на приеме насоса по устьевому давлению взатрубном пространстве 207

6.5.Исследование процесса движения трехфазных смесей в вертикальных трубах 210

6.6.Определение характеристик газожидкостных подъемников обводненных скважин 224

6.7.Методика расчета параметров водонефтегазового потока в добывающих скважинах 233

Выводы к главе 6 239

Основные выводы и рекомендации 239

Заключение 242

Литература 244

Приложения 253

Введение к работе

Актуальность темы. В настоящее время многие нефтяные месторождения России вступили в завершающую стадию разработки, средняя обводненность добывающих скважин на таких месторождениях превышает 90% при достаточно низких коэффициентах нефтеотдачи. При достижении обводненности добываемой продукции 98-99%, эксплуатация таких скважин может оказаться нерентабельной. Фонд таких скважин на месторождениях, находящихся на поздней стадии разработки, весьма значителен, хотя извлекаемый потенциал нефти далеко не исчерпан. Поэтому весьма актуальна проблема доизвлечения нефти и повышения коэффициента нефтеотдачи из таких месторождений современными экологически безопасными, например, гидроимпульсными и виброволновыми методами воздействия. С другой стороны в разработку вводятся трудноизвле-каемые запасы, в частности, залежи в низкопроницаемых неоднородных коллекторах, для разработки которых создание энергоэффективных технологий, основанных на воздействии волновых полей на околоскважинную зону и неф-тенасыщенный коллектор, является оправданным для достижения более высоких технико-экономических показателей нефтедобывающего производства и экономически обоснованным в связи с высокими ценами на углеводородное сырье.

Поступающая из продуктивного коллектора продукция характеризуется целым рядом факторов, определяющих склонность к различного вида отложениям в погружном оборудовании, а сам коллектор - к разрушению, вследствие чего в продукции появляются механические примеси. При обводнении продукции скважин проблема образования и отложения солей в различных элементах добывающей системы становится одной из основных. Указанные особенности продукции добывающих скважин в ряде случаев существенно осложняют процесс добычи нефти, снижая не только дебит скважин, но и работоспособность погружного оборудования вплоть до его полной остановки.

К настоящему времени предложены различные методы борьбы с указанными осложнениями, но проблема остается достаточно острой и актуальной.

Продукция реальных скважин представлена дисперсной системой, в процессе движения которой происходят сложные физико-химические процессы, изменяющие свойства этой системы. Получение зависимостей для гидродинамического расчета основных потерь энергии движущейся продукции в гравитационном поле также представляет несомненный практический интерес. Цель работы. Совершенствование и развитие теории и практики подъема сложной скважинной продукции с учетом фазовых превращений, разработка технологий и оборудования для воздействия на неоднородный нефтяной пласт с целью повышения эффективности разработки и эксплуатации скважин с осложненными условиями с использованием различных физических полей. Основные задачи исследований.

  1. Разработка технологий, оборудования и проведение промысловых исследований гидроимпульсного воздействия на нефтяную залежь с целью увеличения добычи нефти из продуктивного коллектора, увеличения коэффициента нефтеотдачи, снижения обводненности добываемой продукции и увеличения продуктивности добывающих скважин.

  2. Исследование причин, природы и вещественного состава твердых отложений в погружном оборудовании в процессе эксплуатации скважин и влияния на них гравитационного и магнитного полей.

  3. Разработка технологии и погружного оборудования для эксплуатации скважин с повышенным содержанием механических примесей и при отложении солей.

  4. Экспериментальное исследование поведения дисперсных систем (газожидкостной смеси) в поле центробежных сил применительно к созданным центробежным газосепараторам высокой производительности.

  1. Экспериментальное исследование движения водонефтегазовых смесей в гравитационном поле с целью разработки методики расчета промысловых газожидкостных подъемников.

  2. Обобщение теоретических и экспериментальных (промысловых) исследований с целью определения истинной доли газа в затрубном пространстве скважин с учетом определяющих параметров эксплуатации скважин погружными насосными установками.

Методы решения поставленных задач. Решение поставленных задач производилось в соответствии с общепринятой методикой выполнения научных исследований, включающей анализ и обобщение предшествующих исследований, разработку рабочих гипотез и концепций, аналитические, лабораторные и промысловые исследования, разработку технологических процессов и их методического обеспечения. Научная новизна

  1. Разработана технология гидроимпульсного воздействия на нефтенасы-щенный коллектор, основанная на распространении упругих колебаний давления в пласте, позволяющая увеличить добычу нефти из залежи, снизить обводненность добываемой продукции, увеличить коэффициент нефтеизвлечения.

  2. Впервые установлено, что помимо послойной и зональной неоднородности на Азнакаевской площади Ромашкинского месторождения существует мелкомасштабная «крапчатая» неоднородность, которая представлена включениями небольших размеров (от долей до нескольких сантиметров по осям) с малым размером пор и, следовательно, с резко пониженной проницаемостью.

  1. Выдвинута гипотеза, что источником преобразования низкочастотных колебаний в высокочастотные при волновых методах воздействия на нефтяную залежь может служить мелкомасштабная «крапчатая» неоднородность.

  1. Экспериментально установлено, что природа механических примесей в продукции добывающих скважин различна и может идентифицироваться по вещественному составу, но доминирующими причинами их появления в значительных количествах является разрушение цементирующего вещества и самого продуктивного коллектора вследствие изменения его напряженного состояния.

  2. Разработано оборудование для эксплуатации скважин с повышенным содержанием механических примесей и при отложении солей с использованием магнитного и гравитационного полей.

  3. Разработан газосепаратор к погружным насосам высокой производительности, отличительными особенностями которого являются изменение конструкции рабочего колеса с оптимальным расположением его лопастей относительно ребер сепарационного барабана, показавший высокую сепарационную способность при работе на газожидкостных смесях в поле центробежных сил.

  4. На основе обобщения экспериментальных данных получены зависимости, позволяющие рассчитывать распределение давления в скважине, определять коэффициент гидравлического сопротивления, определять истинное газосодержание потока в подъемных трубах и затрубном пространстве, которые позволяют повысить точность расчета распределения давления в различных элементах добывающей системы.

Научная новизна подтверждается выдачей семи патентов Российской Федерации.

Практическая ценность работы

  1. Создана гидроимпульсная установка, генерирующая низкочастотные колебания в добывающей скважине при одновременном отборе продукции в процессе ее эксплуатации насосными способами.

  2. Проведенные опытно-промышленные работы на опытном участке Азна-каевской площади Ромашкинского месторождения показали эффективность технологии гидроимпульсного воздействия не только в добывающей скважине, где установлен источник воздействия, но и в удаленных добывающих скважинах опытного участка. Дебиты по нефти добывающих скважин увеличились в среднем на 27% при снижении обводненности продукции с 99% до 94,6%. Дополнительная добыча нефти по скважинам за период с октября 2002 г. по январь 2006 г. составила более 15 тыс. тонн.

  3. Создана комплексная погружная установка, в основе которой лежит система магнитной и гравитационной очистки жидкости (СМГОЖ), добываемой из скважин.

  4. В результате промысловых исследований скважин с солеотложениями выявлено влияние магнитного поля на процесс кристаллизации карбонатных солей. Результаты рентгенографического анализа показали, что механические примеси, отлагающиеся на поверхности пескоприемника и на магнитах магнитной ловушки, представлены смесью карбонатов различного состава - кальцитом, магнезиальным кальцитом, олигомитом.

  5. Результаты промысловых испытаний системы магнитной и гравитационной очистки продукции скважин на Асомкинском и Мамонтовском месторождениях позволили увеличить наработку на отказ погружного оборудования и снизить количество взвешенных частиц в добываемой продукции от двух до шести раз. Серийный выпуск СМГОЖ освоен на заводе ОАО «ОКБ БН КОННАС». Выпущено и поставлено на нефтяные месторождения России и Казахстана более 20 установок.

  1. На основе результатов, изложенных в диссертации, создан ряд газосепараторов к погружным центробежным насосам группы 5 и 5А МН-ГСЛМ5, МНГД5 и ГСИК5А-500. Серийное производство данного оборудования производится Дмитровским экспериментально-механическим заводом «ДЭМЗ» (г. Дмитров) и заводом ОАО «ОКБ БН КОННАС» (г. Москва) и поставляется в ведущие нефтяные компании России. Серийный выпуск газосепараторов МНГД5 и МНГСЛ5М за предыдущие годы составил более 4500 штук, газосепараторов ГСИК5А-500 более 150 штук.

  2. Получена экспериментальная зависимость количества взвешенных частиц от забойного давления, позволяющая подбирать более эффективные технологические режимы и оборудование к каждой конкретной скважине.

  3. Создана методика расчета распределения давления в различных элементах добывающей системы, повысившая точность расчетов. Апробация работы

Основные положения и результаты исследований докладывались и обсуждались на научных семинарах кафедры Р и ЭНМ РГУ нефти и газа им.И.М.Губкина (1990-2005 г.г.).

На научно-технической конференции ученых МИНГ им.И.М.Губкина, Москва, 1989 г.

На научно-технической конференции «Актуальные проблемы состояния нефтегазового комплекса России, Москва, 1994 г.

На Международной научно-технической конференции «Нефтеотдача-2003», г.Москва, 2003 г.

На техсоветах НГДУ «Азнакаевскнефть» ОАО «Татнефть» им.В.Д.Шашина, ОАО «Юганскнефтегаз» НК «ЮКОС», ОАО «Славнефть-Мегионнефтегаз» (2000-2005г.).

Публикации. Основные результаты выполненных исследований изложены в двух монографиях, десяти статьях и семи патентах РФ.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, выводов, заключения, приложения и списка литературы, включающего 136 наименований. Работа изложена на 286 страницах машинописного текста, включая 77 рисунков, 26 таблиц.

Благодарности. Автор выражает большую признательность академику РАЕН, профессору И.Т. Мищенко за поддержку, научные консультации и уделившего большое внимание диссертационной работе.

Соискатель выражает глубокую признательность профессору В.А. Сахарову, профессору И.И. Дунюшкину, профессору Н.Н. Михайлову и коллегам по работе за содержательные дискуссии, а также многим промысловым инженерам за помощь в промышленной реализации результатов диссертации.

Анализ применении вибрационных методов при разработке нефтяных месторождений

Влияние колебательных процессов земной коры или вибрационного воздействия на нефтяные залежи было отмечено впервые в результате последствий, наблюдавшихся после землетрясений. На Старогрозненском нефтяном месторождении после землетрясения 7 января 1938 г. суточная добыча на некоторое время повысилась на 45% [1], после одного из сильных землетрясений в Калифорнии уровень добычи нефти увеличился на 100% и эффект наблюдался продолжительное время [2]. Влияние некоторых землетрясений на интенсивность добычи нефти на Апшеронских месторождениях показало, что после одного из землетрясений уровень добычи увеличился на территории, которая охватывает не только центральную зону землетрясения, но и область на расстоянии 100-250 км от эпицентра [3]. Отмечается, что эффект от землетрясения может проявляться со сдвигом по времени от нескольких десятков часов до нескольких месяцев [5]. Наблюдалось также влияние природных вибровоздействий на газосодержание нефти и минеральных вод.

В результате установления влияния землетрясений на работу добывающих скважин в 60-х и начале 70-х годов высказывались идеи искусственного вибровоздействия на призабойную зону скважин и на пласт в целом [4,6]. Промысловые исследования воздействия на пласт были осуществлены приблизительно только через 10 лет по причине отсутствия мощных источников сейсмических колебаний [7,8]. Но этим работам предшествовали исследования влияния вибровоздействия на коллекторы и насыщающие их жидкости как в лабораторных, так и промысловых условиях. Эти работы во многом раскрыли сущность протекающих процессов при вибровоздействии на пласт в целом, чему способствовали и начавшиеся в 60-х годах промышленные исследования влияния упругих колебаний на призабойную зону скважин [13].

Величина поверхностного (межфазного) натяжения оказывает значительное влияние на остаточную нефтенасыщенность пласта после прохождения фронта вытеснения. Из-за различия в скорости продвижения границы раздела "вода-нефть" в порах большего и меньшего диаметров в пласте оказываются изолированными небольшие объемы нефти - ганглии. Количество их может быть значительным и чем больше величина межфазного натяжения, тем больше остаточная нефтенасыщенность. Исследования влияния упругих колебаний на величину межфазного натяжения проводились в России [14] и за рубежом [15]. В обоих случаях использовались трансформаторное масло и вода. Было установлено, что снижение межфазного натяжения не зависит от частоты колебаний (исследования проводились в интервале частот 200-800 Гц), а является функцией продолжительности воздействия. В зависимости от продолжительности воздействия поверхностное натяжение уменьшалось до 2,5 раз [15].

Капиллярные силы в нефтяном коллекторе зависят от поверхностного натяжения на границе раздела фаз, размеров и формы пор и смачивания породы тем или иным флюидом. Изучалось влияние упругих колебаний на процесс капиллярной насыщенности [16,17]. В работе [17] опыты проводились на единичных капиллярах. Наблюдалось снижение высоты подъема воды в капиллярах при сообщении им вертикального волнового воздействия с частотой 10-80 Гц. Наибольший эффект отмечен при частоте 30-40 Гц, когда наблюдалось и нарушение сплошности столбика воды. В работе [16] исследовалось влияние вибровоздействия на процессы прямоточной и противоточной капиллярной пропитки. Опыты проводили на моделях пористой среды и на естественных кернах. При прямоточной капиллярной пропитке на моделях пласта вибровоздействие привело к 2-кратному увеличению нефтеизвлечения при уменьшении времени пропитки в 5 раз. При исследованиях на керне Елабужского нефтяного месторождения в результате вибровоздействия время пропитки уменьшилось в 3,5 раза. Воздействие упругих колебаний при противоточной капиллярной пропитке также привело к увеличению темпа отбора более чем в 2 раза.

Краткая геолого-промысловая характеристика продуктивного объекта и история его разработки

Описанная в предыдущей главе установка гидроимпульсного воздействия на продуктивные пласты через добывающую скважину при одновременном отборе продукции была испытана на опытном участке Центрально-Азнакаевской площади Ромашкинского месторождения. Участок ограничен с севера и юга рядами нагнетательных скважин, а с запада и востока - границами выклинивания. Эксплуатационный объект в пределах участка имеет площадное распространение, характеризуется единой толщей песчаников за исключением отдельных скважин [54]. Такое строение участка исключает оттоки нефти за его пределы и позволяет достаточно точно определить текущий коэффициент неф-теизвлечения, а, следовательно, и эффективность тех или иных методов воздействия на пласт [57].

Основным объектом разработки на участке является девонский пласт Ді (а+бі) Пашийского горизонта. Коллектора - песчаники, преимущественно кварцевые, средняя пористость 23,5%, проницаемость 0,72 мкм2. Площадь нефтеносности пласта Ді на участке -1358 га, нефтенасыщенная толщина 6,8 м, начальная нефтенасыщенность 0,88. Балансовые запасы на участке оценены в 13,75 млн.т, а извлекаемые 8,25 млн.т при коэффициенте нефтеизвлечения 0,6. На 1.01.2004 года отобрано около 8,85 млн.т и разработка участка продолжается.

Разработка опытного участка начата в 1951 году. В табл.2.1 приведены годовые отборы нефти, воды и закачки последней для поддержания пластового давления за всю историю разработки; на рис.2.1 представлен график изменения годовых отборов нефти во времени. Из табл.2.1. и рис.2.1 видно, что опытный участок вступил в завершающую стадию разработки в 1972 году, когда было отобрано около 81% от планируемых извлекаемых запасов и 48,5% от балансовых. Пик добычи пришелся на 1964 год, в котором было добыто 808,2 тыс.тонн нефти.

Закачка воды в продуктивный пласт начата на участке в 1986 году. На 1.01.2004 года закачано 12,6 млн.м3 воды при накопленном отборе жидкости из пласта 26,2 млн.т (табл.2.1). На рис.2.2 представлены кривые изменения отборов жидкости и нефти, а также значения средней обводненности продукции за последние 24 года; на рис.2.3 - изменение годовых отборов нефти дано в более крупном масштабе. На графиках рис.2.2 и 2.3 наблюдаются значительные колебания в отборах жидкости и нефти. Связано это с различными экспериментами по воздействию на продуктивный пласт, которые проводились на опытном участке. Несмотря на резкие колебания годовых отборов нефти, часто достигающих кратных значений, наблюдается четкая тенденция снижения годовых отборов во времени (прямая линия тренда на рис.2.3).

По-видимому, проводимые эксперименты на опытном участке Централь-но-Азнакаевской площади имели в общем положительное влияние на процесс разработки участка и показатели разработки. При их отсутствии темпы падения добычи нефти были бы более интенсивными, о чем можно судить по превышению текущего коэффициента нефтеизвлечения (0,64) над запланированным конечном его значении - 0,60. Отметим также, что разработка опытного участка продолжается и коэффициент нефтеизвлечения будет расти.

Основные причины появления механических примесей в продукции скважин

При разработке нефтяных месторождений проблема отрицательного влияния механических примесей на работу внутрискважинного оборудования в добывающих скважинах может возникнуть с первых дней эксплуатации скважин и борьба с твердыми взвешенными частицами в добываемой продукции является весьма актуальной для нефтедобывающих предприятий [65,67,68,69,70]. Среди основных причин появления механических примесей в продукции скважин можно указать на следующее:

1. Механические частицы, не связанные с пластовой продукцией скважин, а занесенные в скважину (в пласт) извне (при бурении скважин, при их глушении, при проведении спуско-подъемных операций погружного оборудования и др.).

2. Механические частицы, связанные с коррозией погружного оборудования или обсадной колонны в процессе эксплуатации скважин. Кроме того, увеличение количества коррозионных частиц может быть связано с проведением различных обработок призабойных зон скважин (ПЗС) с целью интенсификации притока (различные кислотные обработки, технологические обработки и др.).

3. Механические частицы, связанные с некоторыми обработками ПЗС и закачанные в коллектор с поверхности (например, проппант при ГРП).

4. Механические частицы, содержащиеся в пластовой продукции и попавшие в нее вследствие разрушения цементирующего вещества и самого скелета породы.

5. Механические частицы, появляющиеся вследствие изменения термобарических условий (особенно в ПЗС) и связанные с образованием микрокристаллов твердых компонентов нефти или солей. По-видимому, указанные причины являются основными, но не исключено, что этих причин может быть больше, а появление механических примесей в продукции скважин может быть связано и с неизвестными на настоящее время процессами.

Таким образом, причины появления механических примесей разнообразны, поэтому и методы борьбы с ними также должны базироваться на различных физических и химических принципах.

Разрушение продуктивного коллектора в процессе разработки месторождения является сложным физико-химическим процессом, сугубо нестационарным во времени и связанным с изменением напряженного состояния системы.

Исходя из современных представлений механики нефтегазоносного пласта, к основным факторам, способствующим разрушению коллектора, в основном, в призабойной зоне и попаданию механических частиц в добываемую продукцию можно отнести [71,72,73]:

1. Тип, геологические строение пласта и его коллекторские свойства: пористость, гранулометрический состав, сцементированность и т.д.

2. Первичные и вторичные методы вскрытия продуктивного пласта, вызывающие не только изменение начального напряженного состояния горного массива, но и появление микротрещин в разбуриваемом массиве горных пород (в частности, на стенке скважины), а также нарушение целостности цементного камня и ПЗС в процессе перфорационных работ.

3. Изменение напряженного состояния горного массива в процессе освоения или эксплуатации скважин за счет снижения забойного давления в добывающих скважинах ниже критического, а в нагнетательных скважинах - превышение забойного давления выше давления разрыва породы, приводящее к разрушению цементирующего вещества и самого скелета породы.

4. Снижение пластового давления в процессе разработки.

5. Высокие скорости движения пластовой продукции в коллекторе (особенно вблизи скважины), связанные с необоснованным режимом работы скважин.

Похожие диссертации на Научно-практические основы применения физических полей в нефтяных скважинах с осложненными условиями эксплуатации