Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Аналитический обзор технологий кислотной стимуляции карбонатных коллекторов и стратегий повышения их эффективности 10
1.1 Аналитический обзор видов кислотной обработки карбонатных коллекторов 11
1.2 Анализ стратегий повышения эффективности технологий кислотной стимуляции карбонатных коллекторов 17
Выводы по главе 1 29
Глава 2 Исследование влияния природных осложняющих факторов на эффективность кислотной стимуляции карбонатных отложений 30
2.1 Краткая геолого-физическая характеристика объекта исследований 30
2.2 Влияние геологической неоднородности карбонатных коллекторов на эффективность кислотной стимуляции 36
2.3 Состояние изученности карбонатных отложений башкирского яруса 47
Выводы по главе 2 65
Глава 3 Исследование условий проявления техногенной нагрузки в виде сладж-комплексов 67
Выводы по главе 3 77
Глава 4 Научное обоснование технологий кислотной стимуляции карбонатных коллекторов для выработки трудноизвлекаемых запасов нефти в природных и техногенно измененных состояниях 78
4.1 Разработка и научное обоснование многофункциональных кислотных композиций с регулируемой реакционной способностью 78
4.2 Исследование влияния технологических параметров обработки на эффективность кислотной стимуляции карбонатных отложений 91
4.3 Методика создания многофункциональных кислотных композиций для адресной обработки карбонатных пластов 107
4.4 Результаты опытно-промысловых испытаний многофункциональных кислотных композиций и технологий кислотной стимуляции 110
Выводы по главе 4 119
Заключение 122
Список литературы 125
- Аналитический обзор видов кислотной обработки карбонатных коллекторов
- Состояние изученности карбонатных отложений башкирского яруса
- Разработка и научное обоснование многофункциональных кислотных композиций с регулируемой реакционной способностью
- Результаты опытно-промысловых испытаний многофункциональных кислотных композиций и технологий кислотной стимуляции
Введение к работе
Актуальность темы исследований
Основным, универсальным и действенным методом, обеспечивающим повышение нефтеизвлечения в карбонатных коллекторах, является метод кислотной стимуляции (КС) пластов. Однако, одна и та же технология КС, примененная в разновозрастных или техногенно измененных карбонатных отложениях одного возраста, имеет различную эффективность. Основной причиной является природное разнообразие карбонатных коллекторов по генезису, минеральному составу, структуре порового пространства, неоднородности и проницаемости. Другой, не менее важной причиной различий в эффективности КС, является влияние накопленной техногенной нагрузки на пласт и ее рост при кислотном воздействии. Проявления техногенной нагрузки снижают проницаемость призабойной зоны пласта. Существенное влияние на эффективность КС оказывают технологические параметры обработки. Таким образом, формирование вторичной проницаемости происходит в условиях многообразия влияющих факторов. Недостаточно полный учет факторов, оказывающих определяющее влияние на формирование вторичной проницаемости при КС, приводит к необоснованному выбору кислотных композиций. Кислотные композиции содержат комплекс компонентов, выполняющих различные функции. При этом существенной, требующей новых решений, остается задача регулирования реакционной способности многофункциональных кислотных композиций для реализации заданных функций.
Поэтому, настоящая работа, посвященная проблеме повышения эффективности технологии кислотной стимуляции с применением многофункциональных кислотных композиций в карбонатных коллекторах, содержащих природные и техногенно измененные трудноизвлекаемые запасы нефти, является актуальной.
Целью диссертационной работы является повышение эффективности кислотной стимуляции карбонатных нефтегазовых коллекторов, подверженных техногенной нагрузке .
Идея работы
Повышение эффективности кислотной стимуляции
карбонатных нефтегазовых коллекторов в условиях проявления
техногенной нагрузки достигается применением
многофункциональных композиций с регулируемой реакционной способностью, снижающих влияние различий структурно-генетических типов известняков. Задачи исследований
-
Выполнить анализ современных тенденций в развитии технологий кислотной стимуляции карбонатных коллекторов.
-
Исследовать влияние природных факторов на эффективность солянокислотных обработок (СКО) в карбонатных отложениях.
-
Исследовать условия проявлений техногенной нагрузки на скважину в виде сладж-комплексов.
-
Разработать и научно обосновать многофункциональные кислотные композиции с регулируемой реакционной способностью.
-
Исследовать влияние технологических параметров обработки на эффективность кислотной стимуляции карбонатных отложений.
-
Разработать методику создания многофункциональных кислотных композиций и технологий КС карбонатных отложений.
-
Провести промысловые испытания технологий КС с применением многофункциональных кислотных композиций.
Методы решения поставленных задач
Теоретические и экспериментальные исследования выполнены
с применением стандартных методов оптико-микроскопических
исследований, рентгеноструктурного анализа, сканирующей
электронной микроскопии, рентгенофазового анализа минерального
состава, метода моделирования термобарических условий пласта,
томографирования форм каналов проникновения кислоты в пласт.
Обработка результатов исследований велась с использованием
современных пакетов программ, позволяющих выполнять
статистические многофакторные расчеты. Результаты
экспериментов и испытаний сопоставлены с известными теоретическими и экспериментальными данными других отечественных и западных исследователей и имеют достаточную сходимость.
Научная новизна работы
1. Установлена зависимость формы канала проникновения кислоты в пласт от величины начальной проницаемости, скорости растворения известняков различных структурно-генетических типов, величины замедления скорости кислотных реакций и
межфазного натяжения кислоты с породой пласта и насыщающим пласт флюидом.
2. Выявлена способность кислотной композиции с регулируемыми величинами замедления скорости кислотной реакции, межфазного натяжения и комплексирования неионогенных и катионоактивных поверхностно-активных веществ (ПАВ) снижать различия взаимодействия с известняками различных структурно-генетических типов, формировать канал проникновения кислоты в пласт в виде червоточины, предотвращать и разрушать проявления техногенной нагрузки в виде сладж-комплексов.
Защищаемые научные положения
-
Формирование вторичной проницаемости по разрезу и глубине карбонатных коллекторов с начальной проницаемостью более 0,05 мкм обеспечивается регулированием реакционной способности кислотных композиций в зависимости от формы проникновения кислоты в пласт путем замедления кислотной реакции и снижения межфазного натяжения до выравнивания скорости растворения известняков различных структурно-генетических типов в обрабатываемой зоне и формирования канала проникновения кислоты в карбонатную породу в виде червоточины.
-
Формирование каналов проникновения кислоты в карбонатную породу в виде червоточины в техногенно измененных карбонатных коллекторах призабойных зон нефтяных скважин обеспечивается регулированием реакционной способности кислотной композиции путем замедления скорости кислотной реакции, снижения межфазного натяжения, комплексирования неионогенных и катионоактивных поверхностно-активных веществ до разрушения проявлений техногенной нагрузки в виде сладж-комплексов, а также достигается за счет обоснованного выбора технологических параметров кислотной обработки скважин.
Достоверность научных положений, выводов и
рекомендаций подтверждена теоретическими и
экспериментальными исследованиями с использованием высокотехнологичного цифрового оборудования, достаточной сходимостью расчетных величин с экспериментальными данными и воспроизводимостью полученных результатов.
Практическое значение работы
-
Предложены технологии кислотной стимуляции карбонатных коллекторов, содержащих трудноизвлекаемые запасы нефти в природном и техногенно измененном состояниях, позволяющие формировать и восстанавливать вторичную проницаемость известняков с применением многофункциональных кислотных композиций с регулируемой реакционной способностью.
-
Предложенный многофункциональный состав и способ кислотной стимуляции карбонатных отложений защищены патентами на изобретения № 2319726 и № 2467164.
-
Разработаны технологические регламенты проведения работ по кислотной стимуляции малодебитных скважин для условий Аканского, Демкинского, Онбийского, Зюзеевского, Актанышского и Мельниковского нефтяных месторождений.
-
Практическая ценность диссертационной работы подтверждена положительными результатами промысловых испытаний на нефтяных месторождениях ЗАО «Предприятие Кара Алтын», ЗАО «ТАТЕХ», ОАО «Татнефтепром-Зюзеевнефть», ООО «МНКТ», ОАО «ТатРИТЭКнефть». Дополнительная добыча нефти составила более 8,5 тыс. т.
Апробация работы
Основные результаты работы докладывались на отраслевых
совещаниях, российских и международных научно-технических
конференциях, семинарах и симпозиумах: совещании «Анализ
итогов внедрения методов повышения нефтеотдачи пластов,
интенсификации добычи нефти и ремонта скважин в ОАО
«ЛУКОЙЛ» (Москва, 2005); международной научно-практической
конференции «Повышение нефтеотдачи пластов на поздней стадии
разработки нефтяных месторождений и комплексное освоение
высоковязких нефтей и природных битумов» (Казань, 2007);
международной научно-практической конференции «Актуальные
проблемы поздней стадии освоения нефтегазодобывающих
регионов» (Казань, 2008); региональной научно-технической
конференции «Проблемы разработки и эксплуатации
месторождений, высоковязких нефтей и битумов» (Ухта, 2009);
международной научно-практической конференции
«Инновационные технологии в геологии и разработке углеводородов» (Казань, 2009); международной научно-
практической конференции "Инновации и технологии в разведке, добыче и переработке нефти и газа" (Казань, 2010); XIV международном симпозиуме имени академика М.А. Усова (Томск, 2010); межрегиональной научно-технической конференции «Проблемы разработки и эксплуатации месторождений высоковязких нефтей и битумов» (Ухта, 2010).
Публикации
По теме диссертации опубликовано 22 научные работы, в том числе 10 статей в изданиях входящих в перечень ВАК Минобрнауки России, 2 патента.
Структура и объем диссертационной работы
Диссертационная работа содержит введение, четыре главы, заключение, список литературы из 147 наименований. Объем работы составляет 141 страницу, в том числе 52 рисунка, 15 таблиц.
Аналитический обзор видов кислотной обработки карбонатных коллекторов
Основным этапом технологии кислотной стимуляции пласта является вид кислотной обработки. По данным Гейхмана М.Г. и др. [31] большая часть применяемых технологий для кислотного воздействия в карбонатных коллекторах основана на применении минеральных кислот и их композиций, в частности соляной кислоты, вследствие своей простоты реализации, экономической рентабельности и благоприятных для ее применения в различных геолого-геофизических условиях.
Вместе с тем, для обеспечения гомогенной обработки всего интервала был разработан реагент, выделяющий непосредственно в коллекторе. Метод заключается в том, что в интервал обработки закачивается инертный материал в воде или в рассоле, который не вступает в реакцию с породой. Со временем материал гидролизуется с образованием органической кислоты. Поскольку весь интервал изначально заполнен раствором, то и концентрация кислоты после гидролиза постоянна, что гарантирует равную скорость реакции образующейся кислоты с растворимым материалом породы и фильтрационной корки, что в свою очередь гарантирует гомогенную обработку всего интервала [125, 138].
В отечественной нефтепромысловой практике большое внимание уделялось технологиям, способствующим увеличению охвата пласта кислотным воздействием по его толщине [1, 6, 12, 18, 21, 22, 24, 25, 29, 32, 43, 45, 52, 60, 61, 63, 66, 70, 72, 100, 112, 119, 128, 130], путем применения солянокислотных композиций с реакционной способностью, характерной для водных растворов соляной кислоты.
Довольно широкую известность на месторождениях Волго-Уральской области приобрела технология кислотной стимуляции скважины путем создания каверн-накопителей Аширова К.Б. [7]. Технология способствует увеличению диаметра, степени совершенства призабойной зоны и приведенного радиуса скважины. Одновременно призабойная зона очищается от загрязнений, которые выносятся с продуктами реакции.
В работе Аширова К.Б. [6] показано, что наибольшее количество обработок, проводимых на нефтяных месторождениях, приходится на проведение простых соляно-кислотных обработок скважин.
Авторским коллективов под руководством Галева Р.Г. [25] были предложены высокоэффективные технологии направленных солянокислотных обработок (НСКО) и циклических направленных солянокислотных обработок (ЦНСКО). Сущность технологии заключается в предварительной закачке в скважину гидроэмульсионного раствора, представляющего собой высоковязкую обратную эмульсию типа «вода в масле» и играющего роль временно блокирующего инертного к кислоте эмульсионного состава. В первую порцию высоковязкой эмульсии добавляют порошкообразный мел (5-10% объема). Это дисперсная система, где внешней средой является углеводородная жидкость (нефть, дизельное топливо и др.), а внутренней фазой - вода, водные растворы солей. В него добавляется ПАВ, выполняющая роль эмульгатора и стабилизатора. Обратные эмульсии обладают способностью выделять преимущественно внешнюю углеводородную фазу.
Технология НСКО включает в себя последовательную закачку в скважину (с последующей продавкой в пласт) временно блокирующего инертного к кислоте эмульсионного состава и соляной кислоты. Временно блокирующий состав заполняет дренированные (работающие) участки пласта, тем самым предотвращает поступление кислоты в данные участки. Закачиваемая следом кислота вынужденно направляется в неработающие участки пласта и обрабатывает их. При освоении скважины временно блокирующий состав разжижается поступающей из пласта нефтью и деблокирует дренированные участки пласта. В результате ОПЗ приток в скважину осуществляется и по старым, ранее работающим участкам, и по вновь обработанным, ранее бездействующим участкам пласта. При повышенной обводненности продукции рекомендуется целенаправленно блокировать обводненные трещиноватые интервалы пласта путем закачки большей порции гидрофобной эмульсии и с большей вязкостью. При своевременном и технологически правильном выполнении НСКО по оптимальной методике обработки достигается эффект кратного увеличения производительности скважин.
Технология ЦНСКО (циклические НСКО) представляет собой несколько последовательно выполняемых операций НСКО за одну скважино-операцию. Необходимость разработки такой технологии вызвана наличием продуктивных пластов с толщиной 15-40 м и более, в которых неработающие участки составляют до 75 % от перфорированной толщины пласта. По технологии НСКО кислотным воздействием охватывается до 5 м толщины пласта. При ЦНСКО эта величина практически не ограничена и зависит от количества циклов закачки порций блокирующего состава и кислоты. Эта технология КС получила наиболее широкое внедрение на нефтяных месторождениях. Этим же авторским коллективом [25] были созданы кислотные композиции с замедленной скоростью кислотной реакции с породой пласта, что позволяет осуществлять более глубокую кислотную обработку пласта. Данная технология получила название ГСКО.
Высокоэффективной является технология применения глубокого химического воздействия на продуктивные пласты на основе кислотных растворов замедленного действия, предложенная Вердеревским Ю.Л. [18]. Технологии, основанные на пассивирующем действии кислотных растворов, позволяют в 10-20 раз увеличить радиус кислотного воздействия по сравнению с обычной обработкой. Отмечается, что достигаются кратные увеличения дебитов по нефти.
Технологии на основе кислотных композиций с добавлением загустителей и замедлителей реакции рассмотрены также в работе Токунова В.И. [119].
Обзор опубликованных работ зарубежных авторов также свидетельствует о том, что нефтяные компании зарубежных стран отдают приоритеты технологиям кислотных воздействий с применением кислотных композиций, основанных на регулировании скорости реакции кислот с породой пласта, что способствует увеличению глубины обработки пласта [58, 58, 137, 138, 140, 141, 142, 143, 144, 145].
В работах Сучкова Б.М. [112] обоснованы технологии на основе пенокислотных систем. Применение пенокислотных обработок приводит к многократному замедлению скорости распространения за счет уменьшения поверхности контакта пены с породой из-за включения пузырьков воздуха и значительного ограничения диффузии свежих порций кислоты к местам контакта с породой вследствие стабильности системы. При таких солянокислотных обработках увеличивается охват пласта кислотным воздействием из-за малой плотности системы, что приводит к лучшей очистке пор от продуктов реакции кислоты с породой.
Состояние изученности карбонатных отложений башкирского яруса
К настоящему времени создано несколько классификаций карбонатных пород, описанных в работах Теодоровича Г.И., Морозова В.П., Викторина В.Д., Твенховела У.Г., Рухина Л.Б. и Багринцевой К.И. [116, 67, 21, 114, 106, 136, 8]. Наиболее широко применяются вещественная [116] и структурно-генетическая [67] классификации.
В данной работе принята структурно-генетическая классификация известняков по Морозову В.П. [67], отражающая особенности их строения, формирования и возможность интерпретации вторичных изменений.
Результаты проведенных исследований с применением структурно-генетической классификации известняков позволило выделить в разрезе яруса следующие структурно-генетические типы известняков: известняки биокластово-зоогенные первого типа (ИБЗ-1); известняки биокластово-зоогенные второго типа (ИБЗ-2); известняки пелитоморфные (ИП); известняки литокластовые (ИЛ); известняки строматолитовые (ИС) и представлены в работах автора [14, 15, 64, 68, 75, 85, 86, 97, 98].
На рисунке 2.12 представлены фотографии микрошлифов и микрофотографии сколов образцов ИБЗ-1.
Биокластово-зоогенные известняки первого типа - представлены нефтенасыщенными известняками, в которых обычно гранулированные органические остатки имеют поровый тип цементации. Цемент спаритовыи по структуре, не полностью заполняет пространство между органическими остатками. Известняки кавернозны, что определяется реализацией в них процессов выщелачивания. Такие породы равномерно нефтенасыщены.
На рисунке 2.13 представлены фотографии микрошлифов и микрофотографии сколов образцов ИБЗ-2.
Биокластово-зоогенные известняки второго типа - плотные светло-серые породы. Однородные по текстуре. Такие известняки под микроскопом характеризуются базальным типом цементации биоморфных и гранулированных органических остатков. Цемент может быть сложен как микритом, так и спаритом, выполняющим всё межформенное пространство
На рисунке 2.14 представлены фотографии микрошлифов и микрофотографии сколов образцов ИП.
На рисунке 2.15 представлены фотографии микрошлифов и микрофотографии сколов образцов ИЛ.
Литокластовые известняки - сложены различающимися по форме и размерам обломками и цементирующим их материалом. Окраска пород светлосерая до белой. Обломки, как правило, неокатаны или слабо окатаны, скреплены микритом, нередко спаритом, формирующими неравномернозернистую структуру.
На рисунке 2.16 представлены фотографии микрошлифов и микрофотографии сколов образцов ИС.
Строматолитовые известняки - светло-серые до серых породы, со скрытозернистои структурой, неяснослоистои текстурой, хорошо видимой лишь в шлифах. Сложены зернами пелитовой размерности. Породы плотные, не несут следов выщелачивания.
Отмечается связь между характером кавернозности, нефтенасыщенности и типом цементации органических остатков в биокластово-зоогенных известняках. Равномерно нефтенасыщенные, равномерно кавернозные биокластово-зоогенные известняки характеризуются наличием порового типа цемента гранулированных органических остатков. В них цемент полностью заполняет промежутки между органическими остатками. В случае наличия смешанного порово-базального типа цементации органических остатков выщелачивание, и соответственно, кавернозность развиты неравномерно. Тогда известняки неравномерно нефтенасыщены.
Минеральный состав данных карбонатных пород изучался с помощью рентгеновской дифрактометрии по методике Кринари Г.А. [57]. Дифракция рентгеновских лучей является основным методом фазового анализа твердых тел, диагностики присутствия в объекте разных кристаллических фаз, включая минералы.
Рентгенографические исследования были проведены на керне Аканского месторождения, отобранного из скважин 2116, 2106, 2259. Образцы для проведения рентгенографических исследований отбирались из всех, отличающихся по макроскопическим признакам пород, включая насыщенные нефтью тёмные участки и осветлённые зоны, представленные микрозернистым или тонкозернистым кальцитом.
Полный список всех минералов в разрезе скважины 2106, установленный рентгенографически с достаточной для генетической интерпретации степенью надёжности, приведён в таблице 2.1.
Разработка и научное обоснование многофункциональных кислотных композиций с регулируемой реакционной способностью
Опыт применения технологий с использованием кислотного воздействия на месторождениях с трудноизвлекаемыми запасами нефти в карбонатных коллекторах показывает, что вопросы физико-химических процессов, протекающих при кислотных обработках довольно сложны и представляют собой широкое поле для исследований специалистами научно-исследовательских институтов и нефтяных компаний.
Известно, что основными функциями технологии кислотной стимуляции карбонатных нефтяных пластов являются: формирование и восстановление вторичной проницаемости коллекторов в природном и техногенно измененном состоянии, снижение различий геологической неоднородности прискважинной зоны пласта и предотвращение и разрушение проявлений техногенной нагрузки.
Известны способы обработки призабойной зоны пласта кислотными растворами, содержащими различные добавки в виде ПАВ, углеводородных жидкостей и спиртов, предложенный Глущенко В.Н. [32].
Известен также способ кислотной стимуляции карбонатных коллекторов, включающем закачку кислотного реагента в зону продуктивного пласта, продавку его в пласт, проведение технологической выдержки и удаление продуктов реакции из призабойной зоны созданием депрессии в скважине.
Основным недостатком данных способов является низкая эффективность, связанная с наличием асфальтенов и парафина. Если есть подозрение о наличии асфальтенов и парафина, закупоривающих пласт, то с целью устранения данного повреждения перед закачкой кислотного реагента производится промывка пласта органическими растворителями. Зачастую наличие асфальтосмолопарафинов является основной причиной повреждения и, удалив его, проведение кислотной обработки может даже и не потребоваться. Наиболее близким техническим решением, реализующим промывку пласта перед закачкой кислотной композиции, является способ обработки скважин карбонатного нефтяного пласта путем последовательной закачки смеси углеводородного растворителя с ПАВ и кислотных реагентов, предложенный Сергеевым Б.З. [107]. Недостатки заключаются в том, что ПАВ переходит в нефть вместе с растворителем и смачивающая способность кислоты остается недостаточной. Кроме того, после нейтрализации кислоты водонасыщенность призабойной зоны увеличивается.
Известен, также способ кислотной обработки скважин карбонатного нефтяного пласта, включающий последовательную закачку в пласт углеводородного растворителя до и после кислотного состава, предложенный Телиным А.Г. [115]. Углеводородный растворитель фильтруется в нефтенасыщенные интервалы продуктивного пласта, отмывает АСПО и снижает вязкость нефти. Завершающая обработка углеводородным растворителем обеспечивает в призабойной зоне создание повышенной углеводородонасыщенности и увеличивает фазовую проницаемость по нефти.
В большинстве известных способов кислотной стимуляции карбонатных нефтяных пластов применяются кислотные композиции, содержащие соляную кислоту, органическую кислоту, ПАВ, спиртосодержащий реагент и воду. Таким образом, обобщенная рецептура кислотной композиции сводится к следующей: галоидоводородная кислота, органическая кислота, анионоактивные, неионоген-ные и катионоактивные поверхностно-активные вещества.
Компоненты кислотных композиций выполняют различные функции. Количество функций должно быть достаточным для снижения различий в геологической неоднородности породы пласта, формирования и восстановления вторичной проницаемости, подавления накопленных проявлений техногенной нагрузки на скважину, а также проявлений техногенной нагрузки, формирующихся при кислотном воздействии. Известно, что во всех известных способах, в том числе в вышеперечисленных, присутствует процесс адаптации кислотного реагента на соответствие обрабатываемой геологической среде, включающий этап отображения геологической неоднородности прискважинной зоны пласта и техногенных проявлений, а также этап регулирования выходных параметров кислотных композиций.
Регулирование выходных параметров кислотной композиции является сложным, многоплановым и многофакторным процессом, который осложняется наличием ряда жестких технологических и экономических требований. Процесс должен предполагать выбор специальных реагентов, обеспечивающих появления новой функции жидкости без негативного влияния на весь комплекс других, не менее важных функций. Однако лабораторная проработка рецептур проводится в основном методом поочередного подбора компонентов до достижения приемлемых выходных параметров композиции. Известны методики планирования эксперимента с применением математических методов по оптимизации выходной рецептуры, например с применением функции желательности Харрингтона. Функция желательности Харрингтона позволяет свести все исследуемые параметры в один численный безразмерный параметр, и процесс оптимизации ведется по одному обобщенному параметру. Это уменьшает объем лабораторных исследований, но не решает проблему выбора выходного параметра. В итоге выбор составов кислотных композиций и технологий обработки зачастую не соответствует обрабатываемой среде.
В связи с этим, регулирование физико-химических параметров кислотных композиций сводится по своей сути к регулированию реакционной способности многофункциональных композиций для формирования вторичной проницаемости пласта в природном или техногенно измененном состоянии.
Большинство из применяемых физико-химических МУН и методов интенсификации притока нефти адаптированы прежде всего к терригенным коллекторам и даже в них не всегда эффективно решают поставленные задачи. При кислотном воздействии, например, предварительный анализ в ряде случаев ограничивается учетом кратности обработки ПЗП (обычно при повторных обработках увеличивается объём реагента) и общими геолого-физическими условиями разработки залежи [30].
По данным Хлебникова В.Н. карбонатные отложения имеют иной химический и минералогический состав, характеризуются более высокой неоднородностью, широким диапазоном распределения пор по их размерам, обладают большей адсорбционной способностью, гидрофобностью [132, 133]. Все это затрудняет извлечение нефти из пласта и требует более детального изучения применяемой кислотной композиции.
Поэтому совершенствование существующих и разработка новых технологий кислотной стимуляции в карбонатных коллекторах с учетом состояния разработки, особенностей геологического строения пласта, физико-химических и реологических свойств насыщающих пласт нефтей, является важной задачей в нефтедобыче.
Разработка новых и анализ существующих технологий, направленных на повышение эффективности кислотного воздействия в карбонатных коллекторах, должна опираться на тщательное исследование процессов, происходящих в реальных пластах.
В данной главе рассмотрены результаты выполненных лабораторных исследований, изучающих взаимодействие различных кислотных составов с образцами горных пород в условиях, моделирующих пластовые.
Принимая во внимание специфику геологической составляющей отложений башкирского яруса, а также преимущественное преобладание кислотных ОПЗ скважин, лабораторные тесты и изыскания преследовали цель исследования фильтрации кислотных составов через естественные керны различных структурно-генетических типов известняков данного месторождения, изученных Морозовым В.П. [67].
Комплекс проведенных исследований на растворимость и фильтрационных испытаний кислотных составов состоял из серий опытов, каждая из которых предусматривала лабораторное опробование кислотных составов на различных структурно-генетических типах известняков башкирского яруса Аканского месторождения.
Таким образом, испытание проводилось в несколько этапов. На первом этапе в статическом режиме определялась эффективность растворения керна башкирского яруса со скважин 2106, 2116, 2359 Аканского месторождения. У образцов керна, представленных биокластово-зоогенными известняками первого и второго типов, литокластовыми, строматолитовыми и пелитоморфными известняками, замерялась масса до и после испытаний, а также объём выделившегося газа
Результаты опытно-промысловых испытаний многофункциональных кислотных композиций и технологий кислотной стимуляции
В настоящей работе применены методы планирования геолого-технических мероприятий, подходы к прогнозирования и оценке их эффективности, предложенные в работах Казакова А.А. [46, 47, 48, 49, 50, 51].
На сегодняшний день в РТ наблюдается рост ввода в эксплуатацию мелких нефтяных месторождений, характеризующихся сложным геологическим строением, высокой послойной неоднородностью и низкой продуктивностью коллекторов. Запасы таких месторождений в основном сосредоточены в карбонатных коллекторах и являются трудноизвлекаемыми. Залежи нефти разрабатываются на малоэффективном естественном режиме, без поддержания пластового давления. Опытно-промысловые работы на экспериментальных участках по внедрению метода заводнения не выявили какого-либо существенного влияния от закачки воды. В этой связи на месторождениях для поддержания темпов выработки запасов при эксплуатации залежей на естественном режиме активно применяется уплотнение сетки скважин и технологии интенсификации добычи нефти солянокислотной обработкой пластов. Дальнейшее повышение эффективности разработки таких месторождений видится в усовершенствовании стандартных методов повышения нефтеотдачи пластов и интенсификации добычи нефти, а также в применении высокоэффективных технологий. Объектами внедрения разработанных кислотных составов и технологии СКО явились данные сложнопостроенные объекты, что также подчеркивает актуальность работы.
Объектами для обработки выступали карбонатные коллектора месторождений Республики Татарстан. Для обработки многофункциональными солянокислотными композициями подбирались скважины, в которых наблюдалось резкое снижение дебита нефти и жидкости при сохранении постоянного пластового давления и обводненности добываемой продукции не выше 20 %.
Технология стимуляции скважин опробована на карбонатных коллекторах добывающих скважин по следующей схеме представленной на рисунке 4.15.
Технология включает следующие этапы:
1. Установка воронки НКТ в заданный интервал перфорированной мощности;
2. Закачка модифицированного кислотного раствора (многофункциональной солянокислотной композиции);
3. Продавка кислотного состава в пласт продавочной жидкостью;
4. Ожидание реагирования кислотного состава в пласте;
5. Освоение скважины с целью выноса продуктов реакции и вызова притока;
6. Спуск подземного оборудования и запуск скважины в работу.
Перспективными для применения кислотных составов и технологии СКО являются скважины в карбонатных коллекторах при обводненности продукции менее 20%. Объектами воздействия послужили карбонатные коллектора Черемуховского, Мельниковского и Енорусскинского месторождений. Объектами воздействия были выбраны 4 добывающих скважины (№ 5536, 2517, 3826, 304), характеризующиеся по данным промыслово-геофизических исследований низкими значениями коллекторских свойств, коэффициентом продуктивности и снижением добычи нефти ниже потенциальной. При выборе скважин для воздействия кислотными составами рассматривались следующие показатели: текущая обводненность, первоначальный и текущий дебит нефти, кратность обработки, эффективная толщина, пористость, проницаемость, текущее пластовое давление. Технологические параметры до и после закачки кислотных составов и результаты применения технологии СКО представлены ниже в таблице 4.8.
По результатам опытно-промысловых испытаний технологии сделаны выводы о применимости технологии СКО к условиям разработки карбонатных коллекторов ОАО «ТатРИТЭКнефть». Технология рекомендована к дальнейшему внедрению.
Объектами воздействия также послужили карбонатные коллектора Зюзеевского месторождения. Объектами воздействия были выбраны добывающие скважины 2484, 939, 2497, 989, 927, 2475, 905, 2498, характеризующиеся по данным промыслово-геофизических исследований низкими значениями коллекторских свойств, коэффициентом продуктивности и снижением добычи нефти ниже потенциальной. При выборе скважин для воздействия кислотными составами рассматривались следующие показатели: текущая обводненность, первоначальный и текущий дебит нефти, кратность обработки, эффективная толщина, пористость, проницаемость, текущее пластовое давление. Технологические параметры до и после закачки кислотных составов и результаты применения технологии СКО представлены в таблице 4.9.
По результатам опытно-промысловых испытаний технологии сделаны выводы о применимости технологии СКО к условиям разработки карбонатных коллекторов ОАО «Татнефтепром-Зюзевнефть». Технология рекомендована к дальнейшему внедрению.
Очередными объектами воздействия послужили карбонатные коллектора Степноозерского месторождения. Объектами воздействия были выбраны добывающие скважины 2471, 2206, 2354, 2028, 125а, 2190, 2231, 2250, 2689, 2227, 2675, 2473, характеризующиеся по данным промыслово-геофизических исследований низкими значениями коллекторских свойств, коэффициентом продуктивности и снижением добычи нефти ниже потенциальной. При выборе скважин для воздействия кислотными составами рассматривались следующие показатели: текущая обводненность, первоначальный и текущий дебит нефти, кратность обработки, эффективная толщина, пористость, проницаемость, текущее пластовое давление. Анализ результатов применения кислотных составов и технологии СКО показал, что средний прирост добычи нефти составил 1,5 т/сут.
Для сравнения результатов эффективности применения кислотных составов со стандартными СКО проведенными на месторождении, построены графики изменения динамики работы скважин после стандартного СКО и предложенного метода СКО кислотным составов. Результаты обработок свидетельствуют, что применение кислотного состава и технологии СКО позволяет получить высокий практический результат по сравнению со стандартным СКО. Применение кислотного состава позволило повысить эффективность прироста добычи нефти стандартных СКО с 1,4 т/сут до 2,5 т/сут. Результаты представлены на рисунке 4.16 и рисунке 4.17.
Таким образом, применение кислотных составов и технологии СКО для повышения продуктивности карбонатных коллекторов на объектах малых нефтяных компаний РТ показало ее высокую эффективность и технологичность. Проведены опытно-промысловые испытания разработанных технологических решений. Внедрены регламенты применения многофункциональных кислотных композиций для кислотной стимуляции малодебитных скважин для условий Аканского, Демкинского, Онбийского, Зюзеевского, Актанышского и Мельниковского нефтяных месторождений. Результаты промысловых испытаний подтверждены предприятиями ЗАО «Предприятие Кара Алтын», ЗАО «ТАТЕХ», ОАО «Татнефтепром-Зюзеевнефть», ООО «МНКТ», ОАО «ТатРИТЭКнефть». Дополнительная добыча нефти составила более 8,5 тыс. т.
