Введение к работе
з
Актуальность работы. Нефтегазодобывающая отрасль Российской Федерации в последние годы подвержена влиянию ряда отрицательных факторов, основными из которых являются снижение объемов прироста геологических запасов, при увеличении доли трудноизвлекаемых запасов (до 74% на территории ХМАО - Югры) и ухудшении их качества, поздняя стадия разработки большинства месторождений, недостаточные объемы применения методов увеличения нефтеотдачи. Нельзя не отметить и актуальную для большинства нефтегазодобывающих компаний Западной Сибири проблему высокой (более 85 %) обводненности месторождений. Перечисленные факторы не только отрицательно влияют на текущую эффективность разработки нефтяных и газовых месторождений, но и в ряде случаев оказывают существенное влияние на результаты по достижению запланированных объемов добычи углеводородов.
Одним из широко применяемых на сегодняшний день методов, позволяющим увеличить количество дополнительно добываемой нефти, является гидравлический разрыв пласта (ГРП). По своим технологическим возможностям данный метод считается наиболее эффективным при разработке пластов с низкими фильтрационно-емкостными свойствами (ФЕС) и обеспечивает не только интенсификацию добычи углеводородов, но и возможность разработки сложнопостроенных, низкопроницаемых коллекторов.
Основными факторами, ограничивающими количество добывающих скважин - кандидатов под ГРП, являются показатели обводненности продукции и близость водоносных горизонтов, которые в случае прорыва к ним трещины гидроразрыва после проведения операции ГРП приводят к увеличению подтягивания пластовых вод. Одним из путей решения данной проблемы является включение, как в состав жидкости проппантоносителя, так и непосредственно в сами проппанты, композиций с селективными водоизоляционными свойствами для управления фазовой проницаемостью непосредственно в самой трещине гидроразрыва, обладающей высокой проводимостью. Поэтому проведение комплексных исследований по разработке и применению новых материалов и технологий, обеспечивающих селективную изоляцию водопритока после ГРП, и проектную добычу углеводородов на сегодняшний день является достаточно актуальной задачей.
4 Цель работы. Повышение эффективности водоизоляционных работ при
производстве ГРП в сложно построенных коллекторах.
Объект исследования. Процесс ограничения водопритока при высокой проводимости трещины ГРП.
Предмет исследования. Материалы и технологии, управляющие фазовой проницаемостью после производства ГРП.
Основные задачи исследования
-
На основе анализа методов и материалов выявить особенности водоизоляционных работ при операциях ГРП и последующей эксплуатации скважин.
-
Обосновать выбор компонентов и разработать на их основе водоизоляционныи состав, применение которого совместно с жидкостью проппантоносителя позволит создать селективный водоизоляционныи экран при обеспечении необходимых реологических характеристик жидкости разрыва.
-
Исследовать и обосновать возможность управления фазовой проницаемостью непосредственно в трещине гидроразрыва за счет придания специальных свойств расклинивающему материалу.
-
Разработать на основе результатов проведенных исследований технологию ограничения водопритока при операциях ГРП в скважинах с близко расположенными водоносными горизонтами и провести ее апробацию на производстве.
Методы исследования. При выполнении работы использовалась методы математической статистики и планирования экспериментов, экспериментальные методы исследования физико-механических и гидродинамических характеристик расклинивающих материалов.
Научная новизна
1. Теоретически и экспериментально доказана возможность ограничения водопритока непосредственно в трещине гидроразрыва двухкомпонентным водоизоляционньш составом на основе ЭТС-40 и ГЮК-11Н при сохранении проницаемости по углеводородам.
2. Установлена взаимосвязь реологических характеристик разработанной
жидкости проппантоносителя на углеводородной основе от ее компонентного состава, обладающая селективными водоизоляционными свойствами.
3. Обосновано применение в качестве расклинивающего материала
опоки, адсорбционные свойства которой позволяют предварительно насытить ее
водоизоляционным составом и ограничить водоприток по всей длине трещины
гидроразрыва.
Практическая ценность
1. Результаты исследований жидкости проппантоносителя, полученные
для пласта АВ\1'2\ позволяют обосновать и подобрать компонентный состав
жидкости для проведения ГРП в расширенном интервале пластовых температур
от 0 до 200 С0.
-
Расклинивающий материал на основе опоки в отличие от применяемых алюмосиликатных проппантов позволяет доставить и закрепить водоизоляционный состав по всей длине трещины гидроразрыва.
-
Применение разработанной технологии ограничения водопритока позволит увеличить число скважин-кандидатов для ГРП с близко расположенными водоносными горизонтами.
-
Жидкость проппантоносителя, состав которой подобран по разработанным в диссертации рецептурам, применена в компании ООО «ТМК Нефтегазсервис - Бузулук» при проведении ГРП на скважине № 995 Росташкинского месторождения с обводненностью продукции 82%.
Основные положения, выносимые на защиту
-
Результаты исследования селективной изоляции пластовых вод на керне АВ/Ь2) Самотлорского месторождения двухкомпонентным составом на основе ЭТС-40 и ГКЖ-1Ш.
-
Рецептура жидкости проппантоносителя, обеспечивающая при соответствующем сочетании компонентов селективные водоизоляционные свойства и требуемые реологические характеристики жидкости при минимальных затратах на реагенты.
3. Селективное ограничение водопритока в трещине гидроразрыва,
обеспечиваемое за счет применения насыщенной водоизоляционным составом опоки в качестве расклинивающего материала при операциях ГРП.
4. Технология изоляции водопритока при производстве ГРП в скважинах с
близко расположенными водоносными горизонтами.
Соответствие диссертации паспорту научной специальности Диссертация соответствует пункту 2 - области исследований специальности 25.00.17 - Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений (Геолого-физические и физико-химические процессы, протекающие в пластовых резервуарах и окружающей геологической среде при извлечении из недр нефти и газа известными и создаваемыми вновь технологиями и техническими средствами для создания научных основ эффективных систем разработки месторождений углеводородов и функционирования подземных хранилищ газа) и пункту 4 -специальности 25.00.15 - Технология бурения и освоения скважин (Тепломассообменные процессы при бурении скважин с целью разработки технологии и технических средств по улучшению коллекторских свойств призабойной зоны пласта, интенсификации притока пластового флюида, предупреждения загрязнения недр, обеспечения охраны окружающей среды).
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на следующих международных и межрегиональных научно-практических и научно-технических конференциях: Межрегиональной научно-технической конференции с международным участием, посвященной 10-летию Института нефти и газа и 65-летию Победы в Великой Отечественной Войне (Тюмень 2010 г.); IV региональной научно-практической конференция молодых специалистов ТНК-ВР (Тюмень 2010 г.); Молодежном инновационном конвенте Уральского федерального округа и Финального отбора победителей программы «УМНИК» в рамках Конференции «Молодежная наука - экономике знаний» (Тюмень 2010, 2011 гг.); VII Всероссийской научно-технической конференции «Геология и нефтегазоносность Западно-Сибирского Мегабассейна» посвященной 100-летию Н.К. Байбакова (Тюмень 2011 г.); III Всероссийской научно-исследовательской конференции «К вершинам познания» Ноябрьск филиал
7 ТюмГНГУ (Ноябрьск 2013 г.); XVII Международной научно-практической
конференции (Суздаль 2013 г.); Международный конгресс Celle Drilling (Celle
2013 г.), Конкурс инновационных проектов в сфере нефтегазовой отрасли
(НефтьГазТЭК Тюмень 2013 г.); Международной научно-технической
конференции «Нефть и газ Западной Сибири» (Тюмень 2013 г.).
Результаты, полученные в диссертационной работе, отмечены дипломами победителя в следующих конкурсах: Конкурс инновационных проектов в сфере нефтегазовой отрасли, номинация "Сервис в сфере нефтегазовой отрасли" (НефтьГазТЭК Тюмень 2012 г.); Конкурс «Участник молодежного научно-инновационного конкурса» (УМНИК Тюмень 2012 г.); Конкурс «Молодежных творческих разработок» ООО «Буровая компания «Евразия» (Тюмень 2013 г.); «Гордость Тюменской области-2013» Номинация «Наука» (Тюмень 2013 г.), а так же Специальным именным грантом «Благотворительного фонда «ЛУКОЙЛ» для молодых преподавателей высших учебных заведений (Тюмень 2013 г.) и стипендией Президента Российской Федерации молодым ученым и аспирантам, осуществляющим перспективные научные исследования и разработки по приоритетным направлениям модернизации российской экономики (2013 г.).
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 11 печатных работах, из которых 6 статей в журналах, рекомендованные ВАК Минобрнауки РФ. По результатам работы получен Патент РФ на изобретение и находятся на рассмотрении 2 заявки на изобретение.
Структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов, основных выводов и рекомендаций, списка литературы из 49 наименований и приложения. Работа изложена на 125 страницах машинописного текста, включая 56 рисунков и 15 таблиц.
