Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Обзор технологий увеличения нефтеотдачи пластов месторождений с трудноизвлекаемыми запасами нефти 12
1.1 Трудноизвлекаемые запасы нефти и их роль в общей структуре запасов 12
1.2 Анализ и перспективы применения современных методов увеличения
нефтеотдачи 15
1.3 Применение поверхностно-активных веществ для повышения нефтеотдачи пластов на нефтяных месторождениях 21
1.4 Виброволновое воздействие на пласт для повышения нефтеотдачи 23
1.4.1 Технологии виброволнового воздействия на пласт 23
1.4.2 Описание принципа действия плазменно-импульсной технологии 26
1.5 Результаты применения плазменно-импульсной технологии 30
1.5.1 Результаты применения плазменно-импульсной технологии на нефтяных месторождениях России 30
1.5.2 Результаты применения технологии плазменно-импульсного воздействия на нефтегазовом месторождении Жданице (Чешская республика) 32
1.6 Выводы к главе 1 35
ГЛАВА 2 Методика проведения экспериментальных исследований по обоснованию комбинированного воздействия растворами неионогенных поверхностно-активных веществ и плазменно-импульсной технологией 37
2.1 Разработка экспериментального стенда моделирования воздействия плазменно-импульсной технологией 38
2.2 Методика определения диффузионных свойств неионогенных поверхностно-активных веществ 44
2.3 Методика проведения реологических исследований высоковязких нефтей 49
2.4 Методика проведения исследований по определению коэффициента вытеснения нефти 51
2.4.1 Проведение работ по подготовке кернового материала для исследований по определению коэффициента вытеснения нефти 51
2.4.2 Определение коэффициента вытеснения нефти 53
2.5 Методика определения коэффициента флокуляции 55
2.6 Методика исследования распределения размеров асфальтеновых частиц в нефти 56
2.7 Методика исследований процесса кристаллизации парафинов в нефти 58
2.7.1 Описание используемого оборудования 58
2.7.2 Методика проведения лабораторных экспериментальных исследований по исследованию процесса кристаллизации парафинов в нефти 63
2.8 Методика обработки экспериментальных данных 64
2.9 Выводы к главе 2 66
ГЛАВА 3 Разработка и обоснование комбинированного воздействия на пласт с применением неионогенных поверхностно-активных веществ и плазменно-импульсной технологии 67
3.1 Обоснование параметров излучателя экспериментального стенда по моделированию плазменно-импульсной технологии 67
3.1.1 Расчет спектров резонансных (доминантных) частот продуктивных нефтяных пластов 67
3.1.2 Исследование зависимости характеристик излучаемых импульсов от параметров излучателя 70
3.2 Исследование влияния комбинированного воздействия на диффузионные свойства поверхностно-активных веществ 77
3.2.1 Исследование диффузионных свойств поверхностно-активных веществ (нефть Усинского месторождения) 77
3.2.2 Исследование диффузионных свойств поверхностно-активных веществ (нефть Фаинского месторождения) 81
3.2.3 Анализ полученных результатов 85
3.3 Исследование влияния комбинированного воздействия на реологические характеристики аномально вязкой нефти 89
3.4 Экспериментальные исследования по определению коэффициентов вытеснения нефти 95
3.4.1. Определение коэффициента вытеснения нефти Усинского месторождения 96
3.4.2. Определение коэффициента вытеснения нефти Фаинского месторождения 98
3.5 Исследование влияния комбинированного воздействия растворами неионогенных поверхностно-активных веществ и плазменно-импульсной технологией на дисперсность асфальтенов в нефти 100
3.5.1 Исследования дисперсности асфальтенов капиллярным методом 100
3.5.2 Исследования дисперсности асфальтенов при помощи лазерного
анализатора микрочастиц 102
3.6 Исследования процесса кристаллизации парафинов в нефти 104
3.6.1 Исследование процесса кристаллизации парафинов в нефти Усинского месторождения 105
3.6.2 Исследование процесса кристаллизации парафинов в нефти Фаинского месторождения 106
3.7 Выводы к главе 3 111
ГЛАВА 4 Обоснование комбинированного воздействия растворами неионогенных поверхностно-активных веществ и плазменно-импульсной технологией для повышения нефтеотдачи пластов 114
4.1 Последовательность проведения работ при комбинированном воздействии растворами неионогенных поверхностно-активных веществ и плазменно-импульсной технологией 115
4.2 Технология комбинированного воздействия растворами неионогенных
поверхностно-активных веществ и плазменно-импульсной технологией 118
4.2.1 Описание технологического процесса закачки растворов поверхностно-активных веществ в пласт 118
4.2.2 Технология комбинированного воздействия для обработки нагнетательных скважин 120
4.2.3 Технология комбинированного воздействия для обработки добывающих горизонтальных скважин 122
4.3 Выводы к главе 4 124
Заключение 125
Список сокращений и условных обозначений 127
Список литературы 129
- Описание принципа действия плазменно-импульсной технологии
- Проведение работ по подготовке кернового материала для исследований по определению коэффициента вытеснения нефти
- Расчет спектров резонансных (доминантных) частот продуктивных нефтяных пластов
- Описание технологического процесса закачки растворов поверхностно-активных веществ в пласт
Введение к работе
Актуальность темы исследований
На сегодняшний день одной из актуальных задач, стоящих
перед нефтегазовой промышленностью страны, является поиск
новых энергоэффективных технологий добычи, которые позволят
повысить технико-экономические показатели разработки
месторождений с трудноизвлекаемыми запасами нефти (ТЗН).
В последние годы в общей структуре российских запасов нефти
существенно увеличилась доля месторождений с ТЗН. Ввод новых
залежей в эксплуатацию, которые, как правило, представлены
низкопродуктивными, неоднородными, низкопроницаемыми
коллекторами, а также залежами нефти с аномально высокой вязкостью не может в полной мере обеспечить восполнение извлекаемых запасов углеводородного сырья и компенсировать текущее падение добычи на большинстве месторождений. При этом потребление нефти и газа в России и мире увеличивается с каждым годом. Снижение доли активных запасов, вовлечение в разработку месторождений с ТЗН и переход большинства эксплуатируемых месторождений на позднюю стадию разработки требуют поиска и внедрения новых высокоэффективных технологий повышения нефтеотдачи пластов (ПНП). В связи с этим проблема увеличения полноты извлечения углеводородного сырья из продуктивных пластов месторождений, находящихся на поздней стадии разработки, а также месторождений с ТЗН является актуальной.
Целью диссертационной работы является повышение
нефтеотдачи пластов месторождений с трудноизвлекаемыми запасами нефти комбинированными физико-химическими и физическими методами.
Идея работы
Повышение нефтеотдачи пластов месторождений с
трудноизвлекаемыми запасами нефти может быть обеспечено за счет применения комбинированного воздействия на пластовую систему растворами поверхностно-активных веществ (ПАВ) в комплексе с плазменно-импульсной технологией (ПИТ).
Задачи исследований
1. Анализ современных методов ПНП, применяющихся на
месторождениях с трудноизвлекаемыми запасами нефти и обоснование перспективных направлений развития.
-
Исследование процессов диффузии нефтерастворимых компонентов из водных растворов поверхностно-активных веществ в нефть при воздействии плазменно-импульсной технологией.
-
Экспериментальные исследования изменения реологических свойств образцов высоковязкой нефти при моделировании комбинированного воздействия растворами неионогенных поверхностно-активных веществ (НПАВ) и ПИТ.
-
Экспериментальные исследования изменения коэффициента вытеснения нефти при моделировании комбинированного воздействия растворами НПАВ и плазменно-импульсной технологии.
-
Экспериментальные исследования влияния комбинированного воздействия растворами НПАВ и плазменно-импульсной технологией на дисперсность асфальтенов в нефти.
-
Экспериментальные исследования процесса кристаллизации парафинов в нефти при моделировании комбинированного воздействия растворами НПАВ и плазменно-импульсной технологией.
-
Обоснование оптимальных технологических параметров воздействия на продуктивный пласт растворами НПАВ и плазменно-импульсной технологией.
-
Обоснование технологии комбинированного воздействия на пластовую систему растворами НПАВ и плазменно-импульсной технологией для применения на месторождениях с трудноизвлекаемыми запасами.
Методы решения поставленных задач
Работа выполнена на основании результатов теоретических и
экспериментальных исследований. Экспериментальные
исследования выполнены в соответствии со стандартными и разработанными методиками (реологические, фильтрационные, определение дисперсности частиц и др.). Обработка данных проводилась с помощью методов математической статистики.
Научная новизна работы
-
Выявлена способность воздействия плазменно-импульсной технологии интенсифицировать процессы диффузии нефтерастворимых компонентов неионогенных поверхностно-активных веществ на основе оксиэтилированных алкилфенолов из водных растворов в нефть.
-
Установлены зависимости снижения межфазного натяжения нефти на границе с водной фазой, изменения реологических характеристик нефти, повышения коэффициента вытеснения, повышения дисперсности частиц асфальтенов и снижения температуры начала кристаллизации парафинов при комбинированном воздействии на нефть растворами неионогенных поверхностно-активных веществ и плазменно-импульсной технологией.
Защищаемые научные положения
-
Комбинированное воздействие на образцы нефти, основанное на применении 0,5-1,0 % водных растворов неионогенных поверхностно-активных веществ с последующим наложением 10-20 импульсов плазменно-импульсной технологии (в зависимости от типа нефти) позволяет увеличить количество продиффундировавших нефтерастворимых компонентов НПАВ из водного раствора в нефть до 4,5 раз.
-
Переход нефтерастворимых компонентов из 0,5-1,0 % водного раствора НПАВ в нефть после воздействия плазменно-импульсной технологией (10-20 импульсов в зависимости от типа нефти) сопровождается снижением межфазного натяжения на границе «нефть - водная фаза», способствует снижению интенсивности проявления тиксотропных свойств нефти, увеличению коэффициента вытеснения нефти из образца породы-коллектора, увеличению дисперсности асфальтенов и снижению температуры кристаллизации парафинов в нефти.
Достоверность научных положений, выводов и
рекомендаций подтверждена теоретическими и
экспериментальными исследованиями с использованием
современного оборудования, воспроизводимостью полученных
результатов.
Практическое значение работы
-
Разработана комбинированная технология увеличения нефтеотдачи, которая заключается в последовательной закачке в продуктивный пласт водного раствора НПАВ с последующим воздействием ПИТ на пластовую систему для применения на месторождениях высоковязких нефтей и месторождениях с низкопроницаемыми коллекторами.
-
Разработан способ обработки горизонтальных скважин комбинированным воздействием и устройство для генерирования упругих импульсов в гидросфере горизонтальных скважин (патент РФ № 131503).
-
Обоснованы условия применения комбинированной технологии воздействия НПАВ и ПИТ с учетом физико-химических характеристик нефти Усинского и Фаинского месторождений.
-
Материалы диссертационной работы могут быть использованы в учебном процессе при чтении лекций по дисциплинам «Нефтегазопромысловое оборудование», «Особенности разработки и эксплуатации залежей аномально вязких нефтей», «Подземная гидромеханика», «Подземный и капитальный ремонт скважин», «Технология и техника методов повышения нефтеотдачи пластов» студентам направления «Нефтегазовое дело».
Апробация работы
Основные положения, результаты экспериментальных
исследований, выводы и рекомендации докладывались на 64-ой
Международной научной студенческой конференции «Нефть и газ-
2010» (г. Москва, РГУ НГ им. Губкина, 2010); Студенческой
научной конференции г. Санкт-Петербург, СПГГИ им.
Г.В. Плеханова (технический университет), 2010); Международной
научно-технической конференции студентов, посвященной 90-
летнему юбилею Азербайджанской государственной нефтяной
академии (Азербайджан, г. Баку, АГНА, 2010); VIII Международной
научно-практической конференции «Международные и
отечественные технологии освоения природных минеральных ресурсов и глобальной энергии» (г. Астрахань, АГУ, 2010);
Международном форуме-конкурсе молодых ученых «Проблемы
недропользования» (г. Санкт-Петербург, СПГГУ, 2011);
Всероссийской конференции «Проблемы разработки и
эксплуатации месторождений высоковязких нефтей и природных битумов» (г. Ухта, УГТУ, 2011); IV Всероссийской конференции «Нефтегазовое и горное дело» (г. Пермь, Пермский национальный исследовательский политехнический университет, 2011); IX Международном Молодежном нефтяном форуме (Казахстан, г. Алматы, Казахский Национальный Технический Университет имени К.И. Сатпаева, 2012); Международном форуме инженеров-нефтяников (Китай, г. Пекин, Китайский Нефтяной Университет, 2012); III Международной конференции молодых ученых и специалистов "Актуальные проблемы нефтегазовой геологии ХХI века" (г. Санкт-Петербург, ВНИГРИ, 2013).
Исследования были поддержаны именной стипендией
Президента Российской Федерации и персональным грантом Правительства Санкт-Петербурга.
Публикации
По теме диссертации опубликовано 27 научных работ, в том числе 7 статей в изданиях, входящих в перечень ВАК Министерства образования и науки Российской Федерации, получен 1 патент Российской Федерации.
Личный вклад автора
Выполнен анализ результатов ранее опубликованных работ по
теме диссертации; сформулированы задачи исследований;
проведены экспериментальные исследования по обоснованию комбинированной технологии повышения нефтеотдачи пластов на современном лабораторном оборудовании; выполнена обработка и интерпретация полученных результатов; сформулированы основные защищаемые положения и выводы.
Структура и объем диссертационной работы
Описание принципа действия плазменно-импульсной технологии
Плазменно-импульсная технология (ПИТ) воздействия на пластовую систему относится к физическим методам увеличения нефтеотдачи. Данная технология основана на электрическом разряде высоковольтного источника в жидкости скважинным генератором с широким спектром частот.
Плазменно-импульсная технология разработана на кафедре геофизических и геохимических методов поисков и разведки месторождений полезных ископаемых Национального минерально-сырьевого университета «Горный» под руководством профессора А.А. Молчанова совместно с научно-производственным центром ООО «ГеоМИР» и ООО «Новас». Добывающие компании регулярно проводят геолого-технические мероприятия (ГТМ), направленные на обработку призабойной зоны (ОПЗ) скважин, справедливо считая, что от состояния прискважинной зоны зависит производительность скважины. В технологии ПИТ эта задача решается автоматически на любом этапе эксплуатации скважин, как начальное условие для возбуждения пласта на резонансных частотах.
После вторичного вскрытия и длительной эксплуатации перфорационные каналы, так же как и призабойная зона, подвержены кольматации твердой, жидкой, дисперсной, газообразной фазой. Радиус кольматации может достигать более 10 м [48, 68, 75, 84]. При инициировании плазменного импульса сила направленного воздействия (плазменная струя со скачком уплотнения) настолько велика, что вне зависимости от плотности перфорационных каналов, а также их диаметра, она во много раз превышает предел прочности кольматанта. Ударная волна при воздействии ПИТ по своей структуре, длительности и характеру существенно отличается от ударных волн, инициируемых традиционными методами. Образовавшаяся за несколько микросекунд, она декольматирует перфорационные каналы и, проникая в призабойную зону скважины, возмущает пластовую систему. Количество направленных импульсов с заданным интервалом зависит от геологических, литологических и других особенностей залежи [77, 78]. Воздействие на пласт производится с использованием аппаратуры (рисунок 1.2), спускаемой в скважину на стандартном трехжильном кабеле с помощью геофизической лебедки каротажного подъемника. По геофизическому кабелю осуществляется питание скважинной аппаратуры электрическим током, управление работой глубинного блока и контроль режима работы аппаратуры и параметров обработки скважин. Время обработки и количество импульсов воздействия на пласт определяется для каждой скважины индивидуально на основе геологических характеристик продуктивного пласта и физико-химических характеристик нефти [132, 150].
В скважинном приборе высокое напряжение (3-4 кВ) от батареи накопительных конденсаторов подается на электроды, которые замыкаются калиброванным проводником, что приводит к его взрыву и образованию плазмы в замкнутом пространстве скважины, заполненной жидкостью.
Во время взрыва запасенная в конденсаторах энергия испаряет материал проводника, образовавшаяся плазма с большой силой воздействует на окружающую среду, происходит резкое повышение давления, плотности и температуры среды, образуется ударная волна. Высокочастотная часть упругого импульса расходуется на декольматацию прискважинной зоны. Низкочастотная часть проникает в глубину пласта, изменяя характеристики пластового флюида и увеличивая подвижность нефти за счет резонансных явлений (доминантные частоты).
При взрыве в жидкой среде максимальное давление достигается в момент сжатия среды в ударной волне. При распространении взрывной волны в твердых упругих средах ударный фронт сравнительно быстро исчезает, и взрывная волна превращается в ряд последовательных колебаний, радиально распространяющихся от скважины вглубь пласта со скоростью упругих волн.
Применение воздействия ПИТ на месторождениях России и за рубежом, в том числе на месторождениях с трудноизвлекаемыми запасами, показало ее высокую эффективность. По результатам исследований, проведенных ООО НПЦ «ГеоМИР», отмечается распространение упругой волны в терригенных коллекторах на расстояния до 500 м в карбонатных коллекторах – до 1250 м, за счет чего повышаются дебиты соседних реагирующих скважин. Все вышеперечисленные характеристики ПИТ позволяют рекомендовать данную технологию, как физический метод при комбинированном воздействии на продуктивный пласт в комплексе с неионогенными ПАВ. Однако для обоснования эффективности применения комбинированного воздействия НПАВ и ПИТ на месторождениях с трудноизвлекаемыми запасами с целью повышения нефтеотдачи пластов необходимо проведение комплекса лабораторных экспериментальных исследований.
Проведение работ по подготовке кернового материала для исследований по определению коэффициента вытеснения нефти
При проведении лабораторных фильтрационных экспериментов по определению коэффициента вытеснения нефти использовались образцы естественного кернового материала. Подготовка образцов керна и пластовых флюидов, а также проведение исследований были выполнены в соответствии со следующими нормативными документами: ГОСТ 26450.0-85 «Породы горные. Общие требования к отбору и подготовке проб для определения коллекторских свойств», ОСТ 39-195-86 «Нефть. Метод определения коэффициента вытеснения нефти водой в лабораторных условиях», ГОСТ 26450.1-85 «Породы горные. Метод определения коэффициента открытой пористости жидкостенасыщением» и ГОСТ 26450.2-85 «Породы горные. Метод определения коэффициента абсолютной газопроницаемости при стационарной и нестационарной фильтрации» [39, 40, 41, 95, 96].
На начальном этапе исследований производилась подготовка кернового материала исследуемых месторождений.
Высверливание цилиндрических образцов керна диаметром 3 см производилось с помощью ручного сверлильного станка MDP-405 (рисунок 2.10). Подготовка торцов керна производилась с помощью станка DTS-430 (рисунок 2.11).
Экстрагирование образцов кернового материала производилось с помощью отжимной центрифуги CE-520 c использованием спирто-бензольной смеси (соотношение 1:2) и дистиллированной воды. После этого образцы керна помещались в термошкаф при температуре 105 С и высушивались до достижения постоянной массы.
После подготовки образцов кернового материала производился замер фильтрационно-емкостных характеристик. Пористость и абсолютная проницаемость высушенного керна определялась на автоматизированном газовом пермеаметре-порозиметре АР-608 компании Coretest Systems Corporation (рисунок 2.12). Принцип действия установки основан на законе Бойля, который заключается в способности определять неизвестный объем по расширению газа с известными значениями давления и температуры.
Автоматизированный прибор для измерения пористости, порового объема и проницаемости по газу АР-608 (Coretest Systems Corporation) Насыщение образцов керна приготовленной моделью пластовой воды производилось с помощью сатуратора MS-535 (Coretest Systems Corporation) при их предварительном вакуумировании.
После проведения всех необходимых подготовительных работ проводились фильтрационные исследования по определению коэффициента вытеснения на установке RPS-812 (Coretest Systems Corporation) (рисунок 2.13).
Установка позволяет при заданных термобарических условиях проводить закачку одно- и двухфазной систем потока жидкости в режиме стационарной и нестационарной фильтрации. Установка RPS-812 позволяет проводить эксперименты при термобарических условиях – при температурах до 150C с созданием горного и порового давления до 340 атм. Опыты могут выполняться в прямом направлении потока с интервалами, задаваемыми по равновесию дифференциального давления, объему или времени. Все части установки изготовлены из инертных материалов: Hastelloy, C-276, Viton и Teflon, что позволяет использовать различные типы рабочих жидкостей.
Исследования проводились в соответствии с ОСТ 39-195-86. В рамках работы была выполнена серия экспериментальных исследований для нефти Усинского и Фаинского месторождений.
Работы проводились с моделированием условий максимально приближенных к пластовым. В качестве вытесняющего агента использовалась модель пластовой воды месторождения. Вытесняющий агент прокачивался через образец естественно керна до прекращения выхода углеводородной фазы (но не менее 30 поровых объемов) с расходом 0,5 мл/мин. После проведения исследования образец керна экстрагировался в соответствии с представленной методикой и подготавливался к следующему эксперименту.
Расчет спектров резонансных (доминантных) частот продуктивных нефтяных пластов
Поиски новых решений использования энергии продуктивного пласта и рассмотрение свойств геологического разреза с характерными для каждого пласта плотностью, скоростью распространения упругих колебаний (продольные, поперечные и другие типы волн) в горном массиве позволили заключить, что при воздействии на продуктивный пласт, затухание упругих колебаний разных частот в разрезе, сложенном породами с различными физическими параметрами, включая пористые среды, отличающиеся параметрами пористости, проницаемости, содержания глинистого материала, насыщенные газом, нефтью или водой, должно быть различным [77, 88]. Ряд исследователей [25, 35, 37, 73] объясняют эти явления нелинейностью взаимодействия физических сред. Действительно, исследование спектра сигнала, излучаемого наземными сейсмическими источниками в точках, удаленных на разное расстояние от источника упругих колебаний, показали, что, наряду с большим поглощением более высоких частот, в спектрах измеренных сигналов выделялись сигналы, частота которых для пластов с различными физическими параметрами отличались по спектру частот, а амплитуда их превышала уровень сигналов соседних частот по спектру. К такому же выводу пришел В.Н. Николаевский (Институт Физики Земли РАН), назвав эти частоты «доминантными» [88].
Предложенная им математическая модель распространения плоской одномерной волны в вязкоупругой сплошной среде, описывается системой уравнений:
dt VdхJ - полная (субстанционная) производная по времени, характеризующая скорость изменения соответствующей величины в частице среды, (х, t) - Эйлеровы координаты. Деформация / и скорость распространения волны связаны соотношением:
Для учета свойств горных пород представленные уравнения необходимо дополнить уравнением состояния (реологической связи), которое для вязкоупругой среды записывается в виде:
Связь реологических коэффициентов ар, р с параметрами среды (упругими модулями, коэффициентами вязкости и т.п. величинами) определяется выбором конкретной реологической модели.
Эти данные не единичны и достаточно точно подтверждаются результатами полевых экспериментов резонансного эффекта геохимического отклика нефтяного пласта на сейсмическое возбуждение [114].
Таким образом, по результатам проведенных расчетов были установлены спектры резонансных (доминантных) частот продуктивных нефтяных пластов различной толщины. Установлено, что диапазон «доминантных» частот для пластов различной мощности и состава горных пород лежит в спектре от нескольких герц до десятков килогерц. Из этого следует, что источник упругих колебаний должен обладать импульсом с наиболее широким частотным спектром, чтобы удовлетворять условиям различных месторождений и быть наиболее универсальным.
Для оценки характеристик импульсов ПИТ в лабораторных условиях был проведен комплекс исследований. Оценивалось влияние изменения диаметра инициирующего проводника и межэлектродного расстояния на длительность импульсов и их частотные характеристики.
Полученные сигналы импульсов в зависимости от применения инициирующих проводников различного диаметра представлены на рисунке
На графике отчетливо видно снижение длительности импульса при уменьшении диаметра используемого инициирующего проводника от 37,2 мкс до 6,7 мкс.
На рисунке 3.2 представлена зависимость длительности импульсов от диаметра инициирующего проводника при различных расстояниях между электродами. Проведенные исследования показали, что изменение расстояния между электродами не оказывает существенного влияния на длительность импульса.
Таким образом, экспериментально установлено, что регулирование длительности импульса можно осуществлять изменением диаметра инициирующего проводника.
Описание технологического процесса закачки растворов поверхностно-активных веществ в пласт
Применение комбинированного воздействия растворами НПАВ и плазменно-импульсной технологией для повышения нефтеотдачи пластов требует описания последовательности и особенностей проведения технологических операций. Многие операции предлагаемые автором в данном разделе, являются общепринятыми и требуют использования стандартного оборудования. Применение воздействия ПИТ на нефтяных месторождениях имеет свою специфику, которую необходимо учитывать при проведении технологических операций. Данный раздел направлен на выработку рекомендаций по практическому применению разработанной комбинированной технологии.
Применение водных растворов ПАВ на нефтяных месторождениях характеризуется простотой техники, технологии и организации закачки. Доля капитальных вложений в систему закачки и хранения ПАВ в общих капитальных затратах на обустройство месторождения не превышает нескольких процентов, а изменение себестоимости добываемой нефти зависит от расходов на реагент [10, 11].
Перед применением реагентов проводятся лабораторные испытания (определение растворимости ПАВ в воде, изменение поверхностного натяжения на поверхности раздела «раствор ПАВ - нефть», определение адсорбции ПАВ на поверхности породы).
Для повышения нефтеотдачи пластов поверхностно-активные вещества обычно вводят через кустовую насосную станцию. При периодическом воздействии на пласт высококонцентрированными растворами их можно вводить непосредственно в конкретную нагнетательную скважину.
При внедрении поверхностно-активных веществ на первом этапе заводнения подготовительные работы сводятся, в основном, к некоторой модернизации процесса освоения нагнетательных скважин, связанной с использованием в этом процессе водного раствора ПАВ. В соответствии с предложениями института БашНИПИнефть, при использовании реагента ОП-10, водовод и скважина промываются (по схеме от КНС) 0,04 % водным раствором ПАВ с расходом 1000-1200 м3/сут до постоянства концентрации взвешенных частиц в выходящем из скважины потоке. Если ПАВ внедряется не с начала заводнения, то перед их применением водоводы и скважины промывают слабоконцентрированным раствором соляной кислоты, а затем 0,1% раствором ПАВ. Данная операция проводится с целью предотвращения снижения приемистости нагнетательных скважин в результате смыва отложений солей и продуктов коррозии.
Для обработки нагнетательных скважин комбинированным воздействием растворами неионогенных поверхностно-активных веществ и плазменно-импульсной технологией в рамках диссертационной работы было разработано 2 способа:
Способ 1. Данный способ предназначен для применения комбинированной технологии (ПАВ+ПИТ) на месторождениях с постоянным заводнением растворами ПАВ.
Добавление к закачиваемой воде поверхностно-активных веществ не влечет за собой необходимости существенного изменения давления, темпов и объемов нагнетания воды. Объемы закачиваемых в пласты водных растворов ПАВ должны быть значительными.
Применение плазменно-импульсной технологии в условиях месторождений, разрабатывающихся методом заводнением растворами ПАВ, предпочтительно в нагнетательных скважинах, расположенных внутри контура нефтеностности.
После извлечения НКТ и пакера в скважину на каротажном кабеле опускается геофизический прибор с комплексом датчиков (активный локатор муфт, ГК, манометр, резистивиметр, датчик состава). Анализируя данные по месторождению и по скважине, подлежащей обработке выбирается оптимальный режим обработки (интервалы и шаг обработки).
Далее производится воздействие плазменно-импульсной технологией. Применение плазменно-импульсной технологии позволяет повысить эффективность от воздействия НПАВ за счет повышения приемистости скважины, коэффициента охвата пласта заводнением и скорости диффузии ПАВ из закачиваемого раствора в нефть. Количество интервалов обработки выбирается в зависимости от толщины продуктивного пласта. Воздействие упругими импульсами в каждом интервале производится в выбранном диапазоне частот при помощи источника упругих резонансных импульсов.
После обработки плазменно-импульсной технологией возобновляется закачка рабочего агента.
Способ 2. Комбинированное воздействие при импульсной (разовой) закачке растворов ПАВ.
Технология закачки слабоконцентрированных растворов ПАВ связана с многолетними сроками дозирования и требует специального обслуживания, что в условиях автоматического режима работы КНС не всегда удобно.
В этом отношении импульсная (разовая) закачка малообъемной оторочки большой концентрации имеет несомненные технологические преимущества, так как реализуется в течение нескольких дней. В Татарстане, например, перспективной считается закачка 5% растворов ПАВ типа ОП-10. Принципиально это можно осуществить при помощи тех же технических средств.
Комбинированное воздействие при импульсной (разовой) закачке растворов ПАВ предусматривает следующие действия:
1. закачка водного раствора НПАВ;
2. воздействие ПИТ на пласт. Перед закачкой водного раствора НПАВ в нагнетательную скважину спускается колонна насосно-компресорных труб с пакером. Пакер устанавливается над зоной перфорации на расстоянии 20-30 м. Затрубное пространство пакеруется. Далее производится процесс закачки водного раствора НПАВ необходимой концентрации. Минимальный объем закачиваемого раствора НПАВ составляет 0,5% порового объема участка разработки. Далее осуществляется обработка скважины плазменно-импульсной технологией согласно последовательности описанной в способе 1.
После обработки плазменно-импульсной технологией возобновляется закачка рабочего агента.
