Разработка технологии управляемой изоляции водопритока в скважины нефтегазового месторождения

Введение 6
1. Особенностей условий формирования водопритоков при эксплуатации месторождений 11
1.1 Причины формирования водопритоков при эксплуатации месторождений 11
1.2 Технологии проведения изоляционных работ 19
1.3 Виды изоляционных материалов 30
1.4 Патентный анализ 41
1.5 Исходные данные водопритока скважины нефтегазового месторождения 49
2. Технологические особенности процесса ограничения водопритоков 56
2.1 Методы выявления водопритоков 56
2.2 Производство ремонтно-изоляционных работ 65
3. Экспериментальные исследования 74
4. Анализ результатов исследования 81
Заключение 88
Список литературы 92

Весь текст будет доступен после покупки

Актуальность. Обводненность скважин месторождений Западной Сибири, Урала и Поволжья продолжает увеличиваться и на сегодняшний день в среднем превышает 90%. Стабильную рентабельность разработки обводненных месторождений можно обеспечить только за счет снижения себестоимости добываемой нефти, которая на 30-50% зависит от объема эксплуатационных и энергетических затрат, а также затрат на проведение ремонтных работ.
В настоящее время большинство месторождений Западной Сибири находятся на поздних стадиях разработки, для которых характерными являются низкие пластовые давления и высокая обводненность продукции скважин. Это приводит к снижению рентабельности эксплуатации скважин, увеличению затрат на отделение попутно добываемой воды, увеличению скорости коррозии внутрискважинного оборудования.
Специалистам нефтегазового дела во всем мире известно, насколько сложно решаются проблемы, связанные с повышением нефтеотдачи пластов, интенсификацией добычи нефти. Они по-прежнему остаются актуальными, несмотря на то что, их пытаются решить уже на протяжении многих десятилетий.
Обеспечение возрастающих масштабов производства требует увеличения затрат и средств на разведку месторождений, применения рациональных систем разработки и способов добычи нефти и газа, совершенствования технологий буровых и ремонтно-изоляционных работ, широкого внедрения более совершенных методов воздействия на прискважинную зону пластов для повышения продуктивности скважин и увеличения промышленных притоков нефти и газа.
В комплекс технологий и мероприятий, повышающих продуктивность и производительность нефтяных и газовых скважин, неотъемлемой частью входит ограничение притока пластовых вод, пескопроявлений и прорыва газа из газовой шапки, входящих в номенклатуру ремонтов по РИР.
В Западной Сибири в последние годы открываются глубокозалегающие низкоамплитудные, сложнопостроенные залежи нефти, приуроченные к переходным водонефтяным зонам, залежи с газовой шапкой, содержащие трудноизвлекаемые запасы нефти. Большинство нефтяных залежей подстилаются частично или полностью подошвенными водами либо оконтуриваются краевыми водами. В процессе освоения и опытно-промышленных работ, особенно при эксплуатации скважин, в результате активного продвижения границ раздела получают, как правило, двухфазные притоки с опережающим движением воды или газа. При разработке таких месторождений возникают весьма сложные задачи, а рациональная их эксплуатация невозможна без знания геолого-промысловых особенностей и закономерностей обводнения и загазовывания нефтяных залежей и скважин.
Основными причинами обводнения добывающих скважин в процессе эксплуатации являются технические, связанные с нарушениями крепи скважины и состоянием эксплуатационной колонны, и обводнение продуктивного пласта водой, участвующей в вытеснении из него нефти, что приводит к самому распространенному виду осложнений – водопескопроявлениям.
Недостаточное научное обоснование подходов к воздействию на прискважинную зону нефтеводонасыщенных пластов, интервалы залежей с различным нефтенасыщением, залежи с подошвенной водой, краевыми водами или нефтяные залежи с газовой шапкой с целью ограничения водога-зопритоков снижают эффективность подготовки извлекаемых запасов углеводородов промышленных категорий, добычи нефти и газа и достижения максимальных (проектных) коэффициентов извлечения углеводородов.
С этих позиций увеличение продуктивности скважин и получение безводных промышленных притоков углеводородов является актуальной проблемой, решение которой отразится на повышении эффективности подготовки извлекаемых запасов нефти и газа промышленных категорий, добычи углеводородов и степени использования сырьевых ресурсов и увеличения в целом экономического потенциала Западно-Сибирского региона.
Таким образом, разработка технологии проведения водоизоляционных работ в скважинах на основе современных технических средств и материалов, с учетом особенностей фильтрации флюидов в нефте-, газо- и водонасыщенные участки пласта на сегодняшний день является весьма актуальной задачей.
Степень разработанности. Изучению проблем обводнения скважин с посвящены работы многих отечественных и зарубежных ученых и специалистов. Исследованием проблем водоизоляции занимались Амиров А.Д., Амиян В.А., Аносов Э.В., Ахметов A.A., Байсаев И.У., Баренблатт Г.И., Бочкарёв, В. К., Бриллиант Л.С., Габдуллин Р.Г., Габдулов Р.Р., и др. Вопросами совершенствования технологий и материалов, применяемых для проведения водо- изоляционных работ занимались такие ученые, как Агзамов Ф.А., Клещенко И.И., Кустышев А.В., Рогачев М.К., Стрижнев К.В., Рябоконь С.А., Уметбаев В.Г., Шарафутдинов З.З., Ягафаров А.К. и др.
Цель магистерской диссертации – разработка технологии управляемой изоляции водопритока в скважины нефтегазового месторождения.
Объект исследования – водоприток скважины нефтегазового месторождения Куюмбинское.
Предмет исследования – технология управляемой изоляции водопритока.
Для достижения поставленной цели, в работе будут решаться следующие задачи:
– разбор проблемы обводнения нефтегазовых скважин и применяемые технологии ремонтно-изоляционных работ;
– формулирование общих и специфических требований к физико-химическим свойствам водоизолирующих материалов;
– теоретические исследования и обоснование структуры и физико-химических свойств полифункциональных материалов, применяемых в качестве водоизолирующих материалов;
– научно-методическое обоснование изменения структуры водоизолирующих материалов и технологических приемов их применения с целью повышения эффективности ограничения водопритоков;
– создание системы критериев эффективного применения методов ограничения водопритоков с использованием материалов и составов на основе.
Научная новизна.
1. Выявлены закономерности влияния физико-химического свойства водоизолирующих материалов на степень изоляции водопритоков.
2. Определены границы применимости водоизоляционных составов, исходя из возможности их фильтрации в проницаемые среды без нарушения сплошности структуры изоляционной жидкости;
3. Обоснована последовательность проведения водоизоляционных работ.
4. Разработана математическая модель изоляции водопритока в скважине нефтегазового месторождения.
Теоретическая и практическая значимость.
1. Выбран и апробирован водоизоляционный состав реагента, характеристики которого позволяют проводить ремонтно-изоляционные работы с большей эффективностью.
2. Разработана математическая модель изоляции водопритока в скважине нефтегазового месторождения. Сделаны выводы о влиянии степени изоляции водопритока на эффективность указанного процесса, а также выявлена зависимость глубины проникновения изолирующего агента, времени его вымывания от проницаемости зоны отбора.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. Существуют разные вероятные причины попадания сторонних вод в скважину. Для их ограничения, существуют разные технологии проведения изоляционных работ с применением разного вида изоляционных материалов.
2. Процесс ограничения водопритоков, имеет свои технологические особенности. Важно выявить причины обводнения скважин используя специальные методы. После обнаружения причины, необходимо производство ремонтно-изоляционных работ с определенной последовательностью.
3. Выбор правильного реагента позволяет повысить эффективность водоизоляционных работ в скважине.
4. Выбор наилучшего момента воздействия на залежь, и необходимой степени изоляции позволяет повысить эффективность процесса изоляции водопритоков.
Структура работы: Работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списка используемых источников.
Первая глава посвящена теоретическим вопросам, касающихся особенностей условий формирования водопритоков при эксплуатации месторождений.
Вторая глава посвящена описанию методов выявления и ограничения водопритоков.
В третьей главе рассмотрены экспериментальные исследования. Предложена и описана математическая модель изоляции водопритока в однородном и зонально-неоднородном горизонтальном пластах в процессе двухфазной трехкомпонентной фильтрации флюидов с учетом капиллярных явлений, степени изоляции и глубины проникновения изолирующего агента.
В четвертой главе проведен анализ результатов исследования. По итогу анализа, сделаны выводы о влиянии степени изоляции водопритока на эффективность указанного процесса, а также выявлена зависимость глубины проникновения изолирующего агента, времени его вымывания от проницаемости зоны отбора. Предложенная модель позволила выбрать как наилучший момент воздействия на залежь, так и необходимую степень изоляции (фактор остаточного сопротивления).
База исследования:
Скважина нефтегазового месторождения Куюмбинское.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Особенностей условий формирования водопритоков при эксплуатации месторождений

1.1 Причины формирования водопритоков при эксплуатации месторождений

Сегодня в мире на добычу тонны нефти приходится от 3 до 10 т попутно добываемой воды (далее ПДВ). На ее подготовку и утилизацию ежегодно тратится более $40 млрд. Обводненность скважин повсеместно растет, среднероссийский показатель уже достиг 86%, а на отдельных месторождениях уровень обводненности продукции скважин доходит до 98%. В ряде случаях расходы на переработку ПДВ становятся сопоставимы со стоимостью добываемой нефти, что делает эксплуатацию скважин нерентабельной [27].
Обводнение скважин естественный процесс в ходе разработки любого месторождения углеводородных ресурсов, это является достаточно большой и широко распространенной проблемой.
На многих месторождениях России наблюдается сильное обводнение скважин. По мере вытеснения пластового флюида водой случается неизбежное заводнение скважин водой, правда в последнее время виной этому ещё и отслужившие свой срок скважины, это приводит к уменьшению дебитов и в некоторых случаем к полному его прекращению.
Полный перечень проблем, возникающих из-за обводнения скважины рассмотрен ниже [2]:
? достоверность газового фактора понижается, что влияет на всю проектную технологию разработки пласта;
? дебит скважин становится недостоверным;
? снижение текущей добычи нефти;
? снижение дебита газовых скважин;
? необходимость сепарации большего количества жидкости, увеличивается риск гидратообразования.
Для того чтобы решать проблемы возникающие из-за обводнения скважины, необходимо понимать основные причины и суть каждой из них.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Амиров, А.Д. Капитальный ремонт нефтяных и газовых скважин / А.Д. Амиров. – М.: Недра, 1980 г. – 344 с.
2. Билянский, К. В. Борьба с обводнением скважин / К. В. Билянский. – Текст : непосредственный // Молодой ученый. – 2020. – № 7 (297). – С. 16-18.
3. Билянский, К. В. Борьба с обводнением скважин / К. В. Билянский. Текст : непосредственный // Молодой ученый. – 2020. – № 7 (297). С. 16-18.
4. Бойко, B.C. Технические основы и опыт применения внутрипластовых термических обработок / B.C. Бойко. – Нефтяная и газовая промышленность. – 1982. № 2. С. 35-38.
5. Бузинов, С.Н. Исследование нефтяных и газовых скважин и пластов / С.Н. Бузинов. – М.: Недра, 1984. – 269 с.
6. Букин, И.И. Определение скорости и направлении фильтрации по пласту нагнетаемой воды с помощью индикаторов / И.И. Букин // Тр. БашНИПИнефть. – Уфа: 1981. №62. С. 65-71.
7. Булатов, А.И. Тампонажные материалы / А.И. Булатов. – М.: Недра, 1987. – 280 с.
8. Булатов, А.И. Цементирование глубоких скважин / А.И. Булатов. – М.: Недра, 1964. – 290 с.
9. Велибеков, А.А. Подземный ремонт нефтяных скважин / А.А. Велибеков. – М.: Гостоптехиздат, 1953. – 394 с.
10. Водонефтяной контакт [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.gazprominfo.ru/terms/water-oil-contact (дата обращения 7.04.22)
11. Волошин, В.А.. Влияние полимерных добавок на изолирующую способность тампонажных растворов / В.А.. Волошин // - Нефтяное хозяйство. 1983. № 9. С. 36-39.
12. Грачев, СИ. Совершенствование изоляционных технологий при строительстве и ремонте горизонтальных скважин нефтяных месторождений на поздней стадии их эксплуатации / С.И. Грачев // Тюменская нефть вчера и сегодня: Сб. тез. к докл. Всерос. Науч.-техн. конф. Изв. ВУЗ, Нефть и газ 1997, № 6. С. 38.
13. Желтов, Ю. П. Разработка нефтяных месторождений: Учеб. для вузов / Ю. П. Желтов. – М.: Недра, 2016. – 365 с.
14. Зозуля, Г. П. Теория и практика выбора технологий и материалов для ремонтно-изоляционных работ в нефтяных и газовых скважинах / Г. П. Зозуля. – Тюмень, ТюмГНГУ. – 2002. - 137 с.
15. Ибрагимов, Г.З. Применение химических реагентов для интенсификации добычи нефти / Г.З. Ибрагимов. – М.: Недра, 1991. – 384 с.
16. Клещенко, И. И Теория и практика ремонтно-изоляционных работ в нефтяных и газовых скважинах [Текст] : учебное пособие / И. И. Клещенко, Г. П. Зозуля, А. К. Ягафаров. – Тюмень : ТюмГНГУ, 2010. – 344 с.
17. Магадова, Л.А. Опыт изоляции водопритоков в добывающих нефтяных скважинах с применением селективных материалов на углеводородной основе / Л.А. Магадова. – Текст : непосредственный // Территория нефтегаз. – 2011. – № 3. – С. 68-72.
18. Муравьев, В.М. Эксплуатация нефтяных и газовых скважин / В.М. Муравьев. – М.: Недра, 1973. – 381 с.
19. Николаев, А.Ю. Исследования и разработка технологий ограничения водопритоков в добывающих скважинах, вызванных прямым сообщением с нагнетательными скважинами [Текст]: дис. ... канд. тех. наук: 04.200.610474. – Тюмен. гос. нефтегазовый университет, Тюмень, 2005 – 154 с.
20. Николаев, А.Ю. Пути совершенствования технологии проведения РИР на месторождениях Широтного Приобья / А.Ю. Николаев // 7-я Науч. - практ. Конф. Пути реализации нефтегазового потенциала Ханты-Мансийского автономного округа, Ханты-Мансийск, – 2003. Т.З. – С. 82-85.
21. Обводненность скважин // https://neftegaz.ru/. URL: https://neftegaz.ru/tech-library/burenie/142297-obvodnennost-skvazhin/ (дата обращения: 11.04.2022).
22. Петухов, В.К. Состояние и перспективы применения химических реагентов для ограничения притока вод в скважины / В.К. Петухов // Сер. Нефтепромысловое дело. 1983. Вып. 5 (54). С. 25-34.
23. Потеева О. А. Нормирование расхода материально-технических ресурсов при проведении капитального ремонта скважин. / Научно-экономический сборник. Серия «Экономика, организация и управление производством в газовой промышленности. – М.: ООО «ИРЦ Газпром», 2017, № 7, С. 26-30.
24. Рязанов, Я.А. Справочник по буровым растворам / Я.А.. Рязанов. – М.: Недра, 1979. – 215 с.
25. Семенов, Н.Я. Временное руководство по оценке размеров поглощающих каналов и выбору способа изоляции / Н.Я. Семенов. – Уфа, БашНИПИнефть, 1977. – 85 с.
26. Сизов. В.Ф. Технологии капитального и текущего ремонта нефтяных скважин : учеб. пособие /В.Ф. Сизов. – Ставрополь: изд-во СКФУ, 2017. – 196 с.
27. Сингуров, А.А. Технологии и составы для водоизоляционных работ в газовых скважинах / А.А. Сингуров. – Текст : непосредственный // Проблемы разработки газовых, газоконденсатных и нефтегазоконденсатных месторождений. – 2014. – № 4. – С. 75-79.
28. Технологии ОВП в нефтяных скважинах и пути повышения эффективности РИР [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://glavteh.ru/технологии-овп-в-нефтяных-скважинах-и (дата обращения 8.05.21)
29. Харьков, В.А. Капитальный ремонт нефтяных и газовых скважин / В.А. Харьков. – М. Недра, 1969. – 176 с.
30. Шумилов, В.А. О задачах и возможностях селективной изоляции вод / В.А.. Шумилов. – РНТС. Сер. Нефтепромысловое дело. 1973. Вып. 10. С. 36-39.
31. Эндрю К.В. Не извлеченная нефть из вертикальных скважин с поступающей водой – оценка, прогнозирование и устранение последствий / К.В. Эндрю // Нафтогаз. 2008. №25. С.73-75.
32. Патент № 2713819 Российская Федерация, МПК E21B 43/14 (2019.08), E21B 43/40 (2019.08), E21B 34/10 (2019.08), E21B 34/12 (2019.08) Глубинный клапан-переключатель потоков жидкости в скважине для разных способов эксплуатации (варианты) : № Заявка: 2018135928 : заявл. 11.10.2018 : опубл. 07.02.2020 / Осипов Ю.А. – 13 с. : ил. – Текст : непосредственный.
33. Патент № 2713820 Российская Федерация, МПК E21B 34/08 (2019.08), E21B 43/10 (2019.08), E21B 43/12 (2019.08) Селектор притока нефти и воды в горизонтальных скважинах : № Заявка: 2019109676 : заявл. 02.04.2019: опубл. 07.02.2020 / Осипов Ю.А. – 5 с. : ил. – Текст : непосредственный.

Весь текст будет доступен после покупки