Содержание к диссертации
Стр.
ВВЕДЕНИЕ 5
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР И АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЙ ПО- 10
ВЫШЕНИЯ НЕФТЕОТДАЧИ ПЛАСТОВ
Методы, повышающие коэффициент вытеснения 11
Технологии, повышающие коэффициент охвата воздействи- 13
ем
Пенообразующие водоизолирующие составы., 15
Гидрофобизирующие составы 15
Дисперсные (кольматирующие) составы 16
Структурообразующие составы , 19
Структурообразующие составы на основе водораство- 19 римых синтетических полимеров.
Структурообразующие составы на основе водораство- 20 римых полимеров биологического происхождения.
Структурообразующие составы на основе неорганиче- 22 ских соединений
1.3 Методы повышения нефтеотдачи, основанные на комплекс- 23
ном воздействии на продуктивный пласт
Выводы 25
2 ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ И ФИЛЬТРАЦИОННЫЕ ХА- 26
РАКТЕРИСТИКИ ПОЛИМЕРНЫХ ГЕЛЕОБРАЗУЮЩИХ
КОМПОЗИЦИЙ
2.1 Физико-химические исследования реологических свойств 26
гелеобразующих композиций и кинетики гелеобразования
2.1.1 Реологические характеристики полимерных гелеобра- 26
зующих композиций
Стр.
2Л .2 Кинетические закономерности гелеобразования в поли- 42
мерных композициях
2.2 Фильтрационные характеристики полимерных гелеобра- 54
зующих композиций и гидрогелей на их основе
Выводы 73
3 МЕТОДОЛОГИЯ ВЫБОРА ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТ- 75
РОВ ТЕХНОЛОГИЙ ВЫРАВНИВАНИЯ ПРОНИЦАЕМОСТНОИ
НЕОДНОРОДНОСТИ ПЛАСТА
3 Л Гидродинамические критерии выбора оптимальных пара- 76
метров технологий
3.2 Кинетические критерии 96
Выводы 104
4 РЕЗУЛЬТАТЫ ВНЕДРЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ СПС НА ME- 106
СТОРОЖДЕНИЯХ ТАТАРСТАНА И ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
Введение 106
4.1 Краткая геолого-физическая характеристика объектов воз- 106
действия на пласт
4Л.1 Объекты Татарстана 106
4.1.2 Объекты Западной Сибири 109
4.2 Состояние разработки участков внедрения МУН 110
4.2.1 Участки внедрения технологии в Западной Сибири 111
4.2.1.1 Вать-Еганское месторождение, участок нагнетательной 111
скважины № 5560
4.2Л .2 Вать-Еганское месторождение, участок нагнетательной 113
скважины № 5335
4.2.1.3 Ключевое месторождение, участок нагнетательных 115
скважин №№4107Б, 4126
Стр.
4.2.1А Урьевское месторождение, участок нагнетательных 117
скважин №№ 293, 573, 579, 580
4.2.2 Участки внедрения технологии в Татарстане 119
4.2.2 Л Ново-Елховское месторождение, участок нагнетатель- 119
ной скважины № 3 907 Д
Ромашкинское месторождение (Миннибаевская пло- 121 щадь), участок нагнетательной скважины № 20212
Архангельское месторождение, блок 1 123
Эффективность применения технологии 129
Техника и технология приготовления растворов и закачки 140 СПС в пласт
Выводы 144
ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ 146
ПРИЛОЖЕНИЕ А 148
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 150
Введение к работе
Актуальность проблемы.
В настоящее время большинство нефтяных месторождений России вступили в позднюю стадию разработки, что, в условиях заводнения, обуславливает неравномерную их выработку, высокую обводненность продукции и ухудшение структуры запасов нефти в сторону увеличения доли трудно извлекаемых. Поэтому велика роль регулирования процессов разработки месторождения с целью увеличения нефтеотдачи пластов и снижения объемов попутно добываемой воды.
Одним из основных методов регулирования проницаемостной неоднородности продуктивных пластов является повышение фильтрационного сопротивления в высокопроницаемых промытых пропластках с применением технологии закачки гелеобразующих композиций на основе водорастворимых полимеров.
Цель работы.
Оптимизация параметров технологий увеличения нефтеотдачи пластов с применением сшивающихся полимерных систем путем выбора оптимальных составов и объемов гелеобразующих композиций для различных геолого-физических условий.
Основные задачи исследований:
Изучение современных технологий увеличения нефтеотдачи пластов и определение новых направлений по их совершенствованию.
Исследование физико-химических и фильтрационных характеристик гелеобразующих композиций на основе полиакриламидов в широком диапазоне молекулярных масс и степени гидролиза, математическое описание реологии растворов полимеров и кинетики гелеобразования.
Разработка математической модели фильтрации полимерных растворов с известной реологией в слоисто-неоднородном пласте. Установление на основе многовариантных расчетов основных факторов, влияющих на пе-
рераспределение фильтрационных сопротивлений в пласте после закачки ге-леобразующей композиции.
4. Испытание разработанной технологии в различных геолого-физических условиях пласта.
Методы исследований.
Физическое и математическое моделирование.
Математическая статистика.
Лабораторные, аналитические и промысловые исследования. Научная новизна работы.
Р азработана методология первичного выбора реагентов для различных технологий полимерного воздействия на пласт на основании результатов исследований молекулярных, физико-химических и фильтрационных характеристик композиций (свидетельства Роспатента: №2001620021, №2001620084, №2001610218, №2001610296).
Разработана кинетическая модель определения времени гелеобразо-вания. системы полиакриламид-сшиватель в зависимости; от молекулярной массы полимера, степени гидролиза, концентрации полиакриламида и сшивателя, позволяющая проводить предварительный выбор гелеобразующих композиций для конкретных объектов воздействия (патент РФ № 2180039).
Разработана двумерная математическая модель фильтрации композиции с известной реологией в неоднородном по проницаемости пласте, предназначенная для выбора их оптимального состава. На основании расчетов с использованием данной модели установлено, что селективность фильтрации полимерных гелеобразующих композиций в слоисто-неоднородном пласте регулируется, в первую очередь, их реологическими характеристиками (патент РФ № 2198287).
Определены критерии выбора оптимальных объемов композиций в технологиях увеличения нефтеотдачи пластов.
Установлено, что эффективность технологий увеличения нефтеотдачи пластов повышается при комплексном воздействии на неоднородный
пласт, основанном на частичном разрушении гелевого экрана сильными окислителями. Эффективность комплексной технологии повышается при высокой степени разрушения геля в низкопроницаемых пропластках, которые необходимо подключить в разработку (патент РФ № 2203400).
6. Разработана математическая модель расчета поля температур нефтяного пласта «Поле температур». На основании данной модели предложена методика расчета кинетики гелеобразования и подбора оптимального режима закачки композиции в высокотемпературный пласт в добывающих нефтяных скважинах в изотермических условиях (свидетельство. Роспатента №2001610296).
Основные защищаемые положения;
Г. Концепция выбора полимерных композиций с оптимальными реологическими свойствами, обеспечивающими высокую селективность фильтрации в слоисто-неоднородном пласте.
2. Закономерности перераспределения гидродинамических сопротивлений в пропластках неоднородного пласта в результате установки гелевого экрана, полученные на основе математического моделирования фильтрации полимерных гелеобразующих композиций.
3- Методики расчета критических концентраций: гелеобразования в системах на основе полимеров с различными молекулярными характеристиками и кинетики гелеобразования при постоянной температуре и в неизотермических условиях.
4. Обоснование комплексной технологии воздействия на неоднородный пласт, сочетающей установку гелевого экрана в пласте с его последующим частичным разрушением химическими методами.
Практическая ценность и реализация работы.
1. Разработаны новые'подходы к выбору параметров технологий увеличения нефтеотдачи пластов на основе полимерных гелеобразующих композиций.
Показано, что технологии увеличения нефтеотдачи могут применяться в различных геолого-физических условиях месторождений, находящихся на различных стадиях разработки, и обеспечивать высокую технологическую эффективность.
Суммарный экономический эффект от внедрения технологий в Татарстане составил 675,2 млн. руб. при удельном экономическом эффекте: -11,4 млн. руб./скв.-обр. Реализация технологий на месторождениях Западной Сибири позволила получить экономический эффект в сумме 124,3 млн.руб., удельный экономический эффект составил 10,3 млн. руб./скв-обр. (в ценах 2004г.).
Апробация работы.
Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на I, VII, VIII международных научно-производственных конференциях «Состояние и перспективы работ, по повышению нефтеотдачи пластов», г. Самара (1997, 2003, 2004 гг.), на Международном технологическом симпозиуме «Интенсификация добычи нефти и газа», г. Москва (2003 г.), на Г Международной практической конференции «Ремонт скважин и повышение нефтеотдачи», г. Москва (2004 г.), на HTG ОАО «Ойл Технолоджи Оверсиз».
Публикации.
По теме диссертации опубликовано 15 печатных работ, получено 6 авторских свидетельств и 4 патента РФ. В работе представлены результаты исследований, выполненных лично автором, а также в соавторстве с сотрудниками ИТЦ ОАО «Ойл Технолоджи Оверсиз» в 1999 - 2004 гг.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, списка использованных источников. Содержит 170 страницы машинописного текста, 74 рисунка, 24 таблицы, 200 библиографических ссылок.
Автор выражает благодарность руководителю д.т.н. Уметбаеву В.Г., д.х.н. Хисаевой ДА., сотрудникам ИТЦ ОАО «Ойл Технолоджи Оверсиз» и лично Акимову Н.И., Дягилевой И.А., Зацепину Н.Щ Козупице Л.М., Черно-
ву А.В., Черновой Л.А., Юрченко Н.В., к.т.н. Абрамову В.Н., к.т.н. Стрижневу К.В., ведущим специалистам по геологии и разработке нефтяных месторождений НГДУ «Ямашнефть» ОАО «Татнефть» за помощь в процессе работы над диссертацией.
