Содержание к диссертации
ВВЕДІіНИІ: З
1 ЛИІНРАІУРНЬІЙОЬЗОРПОМЕііОДАМИ 11ЇХИОЛОІИЯМ 10
ВЫРАВНИВАНИЯ ПРОФИЛЯ ПРИР-МИС ЮСІ И 1ІАГІШі АПШЫ1ЫХ
СКВАЖИН
ІЛ Общие положения 10
Соеіанм нте\ноіоіии;пя выравнивания приемистости нат недельных 13 с к важ и it
Сосыны на ослоне ситнката натрия (жидкою стекла) и технологии па н\ 33 основе
Выводы 41
2 РПЗУЛЫА1ЫЭКСП]ФИМ1:1ИЛЛЫ1ЫХИССЛ1:ДОНЛИИЙФИЗИКО- 42
ХИМИЧРСКИХ И РШЛОГИЧІІСКИХ СВОЙСТВ КОМПОЗИЦИЙ НА
ОСНОВІ-1ЦШ1ОЧМЫХСИЛИКА1П0-П0ЛИМ1:РПЫХГНЛЬЙ
2,1 Методики проведения исследований 42
2.1 Л Методика онредетелин концентрации силиката натрия н растворе (но 42
активному веществ))
Методика определения си чи каши о модуля 43
Методика определения плотности і сообразующих растворов 44
2.1 4 Методика определения реолоїических характеристик (вязкости) 44
] с ^образующих растворов
2.1.5 Меіодикаопределетшя рН іелеобрлїуіощнх растворов 45
2.1 6 Мешлика определения времени начала г елеобрашшшия силикатных і елей 45
2.1.7 Методика определения прочности (напряжения сдвига) силикатных і елей 45
2 2 Результаты исследовании сое ива и свойств гелсобра дующих композиций 46
2.2.1 Влияние концентрации компонентов на свойства силикатного теля, 51
2 2.2 Влияние величины силикатного мод>ля на свойства гслсобранующи\ 54
составов
Влияние температуры на процесс телеобразования и свойства гелей 56
Влияние минерализации вольт на процесс іелеобрлїования и свойства 59 силикатной) іеля
2 2,5 Влияние природы кислої о агента на процесе іелеобразования н свойства 62 геля
2.2 6 В'шяние различных напоіни гелей на процесс гелеобраювания и свойства 67
тслеобраз)ющих растворов
2 2 6.1 Исследование в іняния полимера на фи шко-химическне свойства 67
композиций на основе силиката натрия и соляной кислоты.
2.2 6 2 Исследование вчияпия твердых наполнителей на рео юг ичеекис свойства 72
композиции на основе еичикаїа натрия
Выводы 80
3 ФИЛЫ РАЦИОННЫЙ ИССЛРДОВЛНИЯ ПОВІіДІ'НИЯ И СВОЙСІ В 81
СИЛИКЛ1НЫХ ГРЛКЙ В ІЮРИСІОЙ СРЕДЕ
3.1 Методика подт отопки насыпной модели пласта и образна керна 81
Методика определения коэффициентов нориешетн и пропинаемое їй ИЗ
Методика щ чения фильтрационных характеристик 84 3 4 Оксиерименталіліое оборудование ;ия проведения испілі аниії Йі
3.5 Реїульїаш экспериментальных исследований по изучению 89
фичырационпых чарактсриешк пористых сред, заполненные і ел еобра заюшим составом
3,5,1 Однослойные иодопасып^енные модели пласта 9!
3 5.2 Двухслойные водоплсышенные модели пласта 96
3 5 3 Двуслойные нефтснасыщенные модели їілаета 98
3 6 Результаты исследования филырлциониы\ характеристик 98
водонасыщенных образцов керна, заполненных іслеопра^ющим міст алом
Выводы 104
4 ОПЫТ1Ю-П[Ч)МЫ111ЛЬННЬ1РИСПЫ1АНИЯ ІІЇХНОЛОГИИ 105
ВЫРАВНИВАНИЯ ПРОФИЛЯ ПРИНМИСТОС1И
4.1 Характерне жкатехнолої ии 105
АЛЛ Расчет объема закачки гелсобраі)ншшх растворов 106
4.1 2 Способ приготовления гелеобраіуюіцего раствора 106
Выбор скважин для проведения испытании техножн ии выравнивания 111 профиля приемистости ншнеытельныч скважин композициями па основе силиката натрия
Подготовка скважин для проведения испытания технологии 112
Гемюлогия закачки рабочих шептов 113
Результаты промысловых испытаний и определение техполш и ческой 114 эффективности от реали ыцни тсхнолот ии выравнивания профиля приемнеюети нашешелылыч скважин комношциями на основе
щелочных силикашо-полимерны^ і елей
3AKM1104LMHR И ВЫВОДЫ 143
ЛИТИРАТУРА 145
,t
Введение к работе
Развитие добычи нефти ма месторождениях России связано с необходимое і ыо дальнейшею ) скорениш о вовлечения і* дорсиработк) ірудноиштекаемьіх запасов, с интенсификацией добычи и* них нефти на поздней еыднн эксплуатации. Основным способом разработки нефтяных месторождении и стране являеіея заводнение, при лоч способе эффективность извлечения нефти зависит от полноты охвата гпаста воздействием закачиваемой волы. Высокая неоднородность продуктивных и иегов, связанная е наличием в них иыеокопроншшемых пронлаеіков, приводит к быстрому прорыв} йоды к добывающие скважины и, как следствие, ухудшению техпико-ткономических показателей разработки месторождении и снижению нефтеотдачи пластон [ I ]F
Дальнейшее совершенствование разработки нефтяных месторождений с применением заводнения связано с перераспределением потоков дренирующей воды и нлЕїсте с целью повышения oXHjid пласта заводнением как по мощности плаеіл, так и по площади [2-4]. г)юй пели можно достичь следующими путями:
выравниванием профиля приемистости (НЕIII) натнегатсльныч скважин за счет уменьшения проницаемости тшегжопрошщаемых зон пласта и уменьшения потока воды череї них, при лом щкачнваемая вода относиїедьно равномерно моеі\ лает как в и шлированные высокопроницаемые, так и в шпкопроницаемые п рои лас тки;
увеличением охвата и чае і а иводнеиием *а счет ночной иди частичной изолинии уже промытых высокопроницаемых юн пласта нулем создания потокоотклоняюшего барьера на пути фильтрации воды,
В мировой практике водоточяцнонных работ широко применяются составы па полимерной основе, обра їу тощие водоизоляционный маїериал во всем обьемс с реіулирусмьім сроком схватывания. К мим относятся гинано-форматиновая смесь, вяїкоунруїне составы на основе полиакрил амида и хромокалиеных квасцов или бихроматл калия, полимердиеперсные системы, гс:іеобрл*ующие составы па основе трехвалентных солеи и друтие Хотя реэулыаил их использования положительны, но имеется ряд недостатков - высокая стоимость и токсичность некоторых компонентов (например, хром-ксантановые и хром-позиакриламндпые і ели), г ге, юс і атом мая селективность м невысокая эффективность изоляции из-за кратковременности их действия, и, в случае необходимоеїй, отсутсівуюг способы восс танов існня первоначальной проницаемости пластов.
Одним и і проірессиїшьіх методов >ведичелия очна іа пластов воздействием яитяетея применение іелеобрапюших составов ил ос неї не силиката натрия. При вшшодейстиии си шкага наїрия с кислыми аіептами обра;>еіся іоль кремниевой киетоты, переходящий со временем в вяш)-}прутий і ель, который служит водой їолир> їощим материалом в промытых водой выео копров и цаечых юиах траста.
Рекомендуемые композиции удовлетворяют требованиям к тамнотіажньтч составам дія июляциопнык рабої. Перспективность исиользовшпія [ елсобразующнх составов на основе силиката натрия для проведения ишляциоппых работ об>еловіена следующими ею свойствами'
селективность иютяционных работ, обусловленная избирательным уменьшением водопроницаемости промытых высокопродуктивных їон нефтяною пласта при сохранении проницаемости ниичопропнпаемых нефтелаеьппенных юн;
низкая ни шість гелепбрадующего состава,
высокая прочность и стабильность во времени обраЧ)ЮШсюен іеля;
ми жая адсорбциошш способность компонентов состава; -технодоінчноетьириї отопления и закачки состава в пчасі;
способность еитикаїнш о тетя раїр)шатьсч под действием шелочнию реаіснто;
устойчивость в минерали юванной воде, устойчивость к повышенной пластовой температуре; -достаточно шпкаясюимость иснпііьї>ємьі\ реаіеіпон;
эколот ичноеть применяемой композиции.
Наибольший практический интерес представляет щелочной іелеобраі)ющий состав с рН больше 7, поскольку он обладает низкой коррозионной активностью, а образующийся іе.іь - стабильными свойствами. Такие составы раїработанм на основе сишката натрия и кислых агентов с добавкой полимера и твердых инертных папо шитслей.
Однако до последнею времени были недостаточно из>чены следующие вопросы:
- влияние па мехамиm гелепбраювания и свойства поучаемого копирующего
маїернаїа различных факторов, а нмеїшо природы и концеїпрапии составных частей
[стсобораї>ющеи комнолщии, соотношение компонентов, темпераі>ра, mac to вое
дав ієн и е, минерализация и іаеншоіт волы итд,;
изменение фи итерационных харакіеристик пласта после закачки [слеобраз\ющего состава и образования в пласте сшінкатно-нолимерної о геля;
- адашация состава іелеобр*и\іощеіі компоїицик к конкретным іеолою-
нромыеловым \словиям нефіянілх месторождении;
- в іияпие способа нритомшления и закачки композиции в пласі на точно іоіическ>ю эффективность проведенных промысловых работ,
її диссертации представ ієни результаты лабораторных исследований фишко-химичееких и реолотических свойств іелеобраіующих составов на основе СН'ШКДіа натрия, фильтрационных характеристик моделей порисіои среды и естественных кернов до и после тцполнения их 1П01Ир>Ю1ЦИМ составом (определение сіелени изоляции, традиента давления н области стабильной юны и юны разрешении іелч), Так-ье представлены результаты внедрения тсхноютии выравнивания профиля ириемисюсти натнеіаіеліліьіх скважин с применением телеобразующих сосіанов на основе силиката натрия в рапичных реї ионах России и технологической эффективности от проведенных промысловых испытаний.
Месторождения России характеризуются пласі оной температурой в дианаюне от 20 до 10()JC и минерализацией ішеишпй воды - от 14 до 300 i/л, попом} исследование состава и свойств телеобраз>тоших составов на основе силиката натрия и их адаптация проводились применительно к различным >словиим нефтяных месторождений.
Цель диссертационной рабої ы:
Исследование механизма образования силикатных і елей, их фижко-химичееких и фильтрационных свойств и разработка технологій выравнивания профиля приемистости наї метательных скважин щелочными силикатно-нолимерными і елями для повышения эффективности разработки месі проведений ил по іди ей сталий эксплуатации.
Осіпшиьіс іадачи исследований.
L Обобщение современных представлений о процессе тслеобразования раинчпых решен шн, возможности их применения дія ныраннивания профиля приемистости пат нетаамытьтх скважин с целью }величения нефтеотдачи плаенж.
Обоснование основных критериев, определяющих возможность и эффективность применения щелочных силикатно-полимерных телей дня выравнивания профиля приемистости.
Исследование механизма образования и формирования ситикатно-иолимерного теля и иї}чсние влияния раї шчнмч факторов паетофишко-химичсскиесвойеіна.
Фильтрационные исследования пористой среды до и после закачки еиликатно-почнмерною геля.
5. Разработка, испытание и внедрение технологій выравнивания профиля приемистости натнетаїельнїлх еквалсшт щелочными силикатно-тюлимерлыми іелями в раї іичньїх іеолою-промьіеловьіч >слоииях,
Мсіидьт цешеиин поставленных ілцлч*
\. Аналін современной на)чпо-техническои литературы, проведение аналитических исследовании но сравнению различных методов и реатептов для выравнивания профиля ириемиеюе ти натнетателышх екнажип
2. Физико-химические исследования по обоснованию cociaua еиликатно-полимерпых і елей в зависимости от природы силиката натрия, ра личных кислых агентов, полимеров и инертных нагю жителей для различных условии применения композиции.
3- Фит1 [лрационные исследования на насыпных моделях пористой среды и натурных кернах.
4. Проведение промысловых испьпаний тсхнолоіии выравнивания профиля приемистости нагнетательных скважин и отрабоїка оптимальных параметров техно юіическоіо процесса по приютовлению и закачке і сообразующею состава на основе силиката натрия в пласт,
5 Оценка технолотической эффективности проведенных теолою-техпичееких мероприятии но выравниванию профиля приемистости нат летательных скважин.
Научная иоіипна.
1 Ра*работана меюднка исследования физико-химических свойств телеобразующих составов на основе силиката натрия
Установлено влияние природы, концентрации и соотношения компонентой і елсобразующен композиции, температуры пласта и минералиїацни воды ил физико-химические свойства щелочною еиликаттю-нолимерного геля и зффективпость ею применения.
И*)ЧС1ПЛ ишшр)к>щие свойства силикатных і елей на насыпных моделях пористой среды и на керновом материале.
4. Ич>чсн механіпм поведения силикат но-полнмернот о іе_тя в нодо- и
нефтенаеыщенной пористой среде.
5. Разработан способ приготовтенин гелеобраз}юіпеіо состава с реі>лир\смьіми
временем начата іеісобраювання и прочностью образуюшеюея силикатно-иплимерпото
геля в лабораторных и в промысловых условиях.
6, Разработан способ изоляции водопритока и юны not лощения, (Пат. РФ № 1774689, Наг, РФ№ 2076203)
Основные {дщцщасмые положения:
1. Методика исследования физико-химических и рсо юшческих свойств гелеобрлутощих композиций и реї).чьтатьт вчияния свойств силиката натрия, природы и концентрации раличпых компонентой композиции, іемисраі>рьі и минералишни волы на механизм телеобраювапия.
2 Механизм повеления еиликатно-почимерных і елей в норисюй среде.
Способ нритоювления гелсобрацющею состава с регулируемым временем начала те теобраювания и прочностью непосредственно перед іакачкой в плаег
[ехнолшин выравнивания профиля приемистое пі нагнетательных скважин с применением силикатных і елей и се модификации в различных і еолого физических
ЗСЛОВИЯХ.
Практический ценность ртмпы.
Рлработша и обоснована технология выравнивания профиля приемистости нагнетательных скважин композициями на основе щелочных еилиьатно-иолимерпых тс гей в карбонатных и терршенных коллекторах с ра^ шчнон проницаемостью, пластовой температзрой до 90С и минерализацией воды до 300 г/л.
Разработан метод приготовления телеобрлз>юшеи комшмиции па основе силикаїа натрия непосредственно перед їакачкой в пласт,
Обоснованы >словия наиболее эффективного применения щелочных еиликатночточимерных гелей для выравнивания профиля прнемиетоеги нагнетательных скважин,
Для практической реали їапии предложенных технологических решении раіработана и утверждена «Инструкция но применению сшшкапю-полимерных і елей (СНГ) для изоляции высокопроницаемых зон пласта в нагнетательных и добывающих скважинах» (РД [53-39f 1-020-97).
Технология реализована на нефтяных месторождениях Западной Сибири, Татарстана, Пермской об іасти и Республики Коми с различными теолого-физическими условиями при непосредственном >частии авюра во внедрении и промысловых испытаниях. В реззльтаїе обработок, проведенных на 189 нагнеіаіельньїх скважинах, дополнительно добыто бо ice 460 тыс. т нефти, jдельный техно тої ичеекии іффекі
$
еоеіавил более 2,4 іыс. і дополнительной нефш на ] сква,кшіочніерациіо при средней продолжительности эффекта 12 месяцев.
Апрпоаіиш рабіпм.
Рс1)л*таты диссертационной работы и основные потожепии докладывались и обседались на заседаниях техническою совета НГДУ «Белснернефть» и «Пижневартонскнефть» (т. Нижневарювск), XIV Губкинекнх чтениях «Рамшие ндеії И М Губкина в теории и иракіике нефтеїазовоїо дела», научно-нракіичеекой конференции «Состояние и перспективы научных и производственных работ в ОАО «РМНК «Нефтеотдача» (нос, Новоспасское, і. Самара), 1-ой международной научно-практической конференции «Состояние и перспективы использования новых методов увеличения нсфіеотдачи в Казахстане» (г. Ал маты), 1-ой международной научной конференции ^Современные проблемы нефтеотдачи пластов Пефтеотдача-2003.» (Россия, і. Москва, РГУ нефти и іа^а им, ИМ. Губкина), научных семинарах лаборатории и секции Ученої о Совега ОАО «ВНИИпефть».
Публикации.
По теме диссертации опубликовано 13 работ, в том числе 2 патента, 7 статей и составлен руководящий доку мент па тсхнолое ический процесс.
Работа выполнена в Открытом Акционерном Обществе «Всероссийский нефтегазовый научно-исследовательский институт им. академика А.П Крылова» (ОАО «ВНИИнефть»).
Структура и объем работы.
Диссертационная работа состоит и* введения, четырех глав и включения, содержашето основные ре*ульташ и выводы. Обший объем работы составляет 154 страшщы, в том числе 28 таблиц, 37 рисунков. Список литературы включает 114 источника.
Автор выражает свою благодарность научному руководителю д.т.н., профессору
Жданову С А.; д т.н., профессору |Горб>нову А. 1*1, кля. Кряпеву Д [О,; к.х.и.
Старковскому А.В,; к.тл Петракову А.М.; клл\. Знекину Е.А.; Диобенко К М. іа научные консультации и ряд ценных идей, использованных в работе. Автор благодарит сотрудников Центра повышения нефтеотдачи пласта ОАО «ВПИИнефть» ш помощь и поддержку, оказанные в процессе подготовки диссертационной работы.
Автор выражает благодарность сотрудникам всех НГДУ, іде проводились испытания, ш помощь в орт ани тацни промысловых работ и і софи шческих исследований.
