автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.12, диссертация на тему:Обработка призабойной зоны скважины физико-химическими методами

1 з яня

азербайджанская государственная нефтяная академия

На правах рукописи

УДК 622.276.6:534-8(043.3)

ШАМИЛОВ ВАЛЕГ МАМЕД оглы

ОБРАБОТКА ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ СКВАЖИНЫ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ

05.15.12 — Морская разработка месторождений полезных ископаемых

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

БАКУ-1996

Работа выполнена на кафедре «Разработка и эксплуатация нефтяных месторождений» Азербайджанской государственной нефтяной академии.

на заседании специализированного ... ^ са^ч^

диссертаций на соискание ученой степени кандидата технических наук в Азербайджанской государственной нефтяной академии по адресу. 370010 Баку, пр. Азадлыг, 20.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Азербайджанской государственной нефтяной —........

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор МАМЕД-ЗАДЕ А. М. Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор АББАСОВ 3. Я., кандидат технических наук ГУ]МБАТОВ Г. Г.

Ведущая организация; НИГП1 Защита диссертации состоится

Автореферат разослан

1996 г.

Ученый секретарь специализированного созета, кандидат технических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

Динамической развитие экономики страны в сукестветюз степени определяется уровнем развития нефтегазодобыеакцнх отраслей промышленности. Важное место в топливо-энергетическом балансе отводится добыче углеводородов из иесторояденкй, которая долит базироваться на ускоре1ши научно-тэхгшческого прогресса.

Увеличение добичи нефти и повышение нефтеотдачи пластов в значительной море зависят от совершенствования применяема систем разработки нефтшшх месторождений, внедрения фазнко-хи.мическах иотодов воздействия На нефтяные пласта и научной обоснованности внбирасмого метода, что особенно вахшо в условиях глорскоЛ нефтедобычи.

Одам из эффективных методов воздействия на ттризасоснуо зону является применение микроЕмульсиснных систем в совокупности с физическими поляг.« для понижения га продуктивных характеристик.

Это предопределяет актуальность исследований, связанных с изучением многочисленных факторов, плиякгих на процесс нбфтодобччи.

Решение поотавпсшюй задачи требует поиска к ссверстнстеовзиая ранее разраОоташшх методов воздействия на основа комплекса спеца-; алышх исследований в ооласта ф*зяк0-хнг.гачсс!с1г поздъйствий на пра-забойнуп зону.

Цольп работа является покаввиив «¡фвктгдзагтв обработки приза-ОойшЯ зоны нязкопрошщаегалх пластов пут'Л! разработанных новых составов мкгфоэиульсни в сочетании с действием ^з.чческк-'.У! поля:л! ультразвуковым воздействием.

Основными задачами исследования ярляжтся: I. Разработка оптимального состава 'лжроэадльсии для обработка при-

забойноЯ зоны низкопрокицаемого пласта. '¿. Исследование влияния реологических характеристик микроэмульсии на процесс пефтеизвдочадоя а соччтйири с колебательными процессами.

3. Нзучонио »таится ультразвукового ¡гол^аяия чр! гтроиосс о0ря?льз-нкя и устойчивость мипрс-.дедасгя.

4. Изучение особенностей поведения млфос-мулъсиотшх систем при шз-доЯстпии на них ультразвуком з процессах ! итлоиенвя н'.^ггч из пористой сръ'ДЫ.

Методы решения поставленных задач

Поставленные задачи решались путем проведения лабораторных и

промысловых экспериментов по изучению оптимального состава и реоло гических характеристик микроэмульсий, а также влияния колебательных процессов на разработанные системы. Анализ и обработка полученных данных производились с применением методов математической статистики и ЭЕЫ. .

Научная новизна

Предложен новый состав микроэмульсии для обработки призабойной. сны низкопроницаомого пласта.

'•■казана возможность регулирования реологических характеристик >-.-тойчибости микроэмульсионных составов воздействием ня 1шх у л» I«звуковым полем.

Шфеделены особенности процесса вытеснения нефги из пористой I-да микроэмульсионными составами и ультразвукового ноли. .. Разработан новый метод улучшения технологических покаянг-лчй н; основе применения микроэмульсионных систем в сочетании с ульг| » звуковым полем при обработке призабойной зоны пласта.

Защищаемое положенно

Повышение эффективности обргоотки призабойной зоны низкопрони цаемого пласта на основе использования комбинированного воздействия на них микроэмульсионными системами и ультразвукового поля.

Разработка принципиально новой технологической схемы улучшении

фильтрационных- и продуктивных характеристик пластовой системы.

личный вклад

Проведения экспериментальных работ по изучению свойств мик{ю эмульсий, разработка оптимального ее состава, обработка полученных результатов с применением математических методов, создание и внед рение не промыслах метода воздействия на призабойную зону пласта микроэмульсий при наличии ультразвукового устройства и анализ зтих результатов.

Практическая ценность и реализация результатов работы

Разработанный состав мюеро эмульсии обладает более высокой ус тойчивосты) и стабильными реологически)« характеристиками, что поз воляет рекомендовать ее для использования как для низкопроницаемых коллекторов, а также при различных условиях разработки нефтяных

£ _

месторождений.

Разработанная технологическая схема проведения геолого-техни -юских мероприятий на основе предложенного подхода к решению задачи увеличения эффективности обработки низкопроницаемого пласте нашло агарокое применение на нефтяных месторождениях НГДУ им. Н.Нариманова 110 добычи нефти и газа на море, НГДУ "Красноленинскнефть" ПО "Крас ноленинскнефтегаз" Тюменской области.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работа докладовались: на XI Республиканской научной конференции аспирантов вузов АзерОайд жана Баку, 1988;

на У научно-технической конференции молодых ученых и специалистов по проблемам освоения нефтегазовых месторождений, Баку, 1989; на Х1У научно-технической конференции молодых ученых и специалистов предприятия нефтяной и газовой промышленной Казахской ССР, г.Актау, 1991;

на УН научно-технической конференции молодых ученых и специалистов по проблемам освоения нефтегазовых месторождений, Баку, 1992; выездная сессия по проблемам нефтегазодобычи, НГДУ "Булла-море", Баку, 1995.

Структура и объем работы

Объем работы: диссертационная работа состоит из введения, трех

глав, выводов и рекомендаций, списка литературы, насчитывающего 72 неименования и приложения, содержит 152 страницы машинописного текс та, 30 таблиц и 43 рисунка.

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность проведенных исследований, описаны цель и поставленные задачи, в сжатой форме раскрыто содержа ние диссертации.

Первая глава диссертационной работы посвящена исследованию вен ' росов создания и применения микроэмульсионных систем для повышения эффективности нефтеизвлечения.

Обзорная часть диссертационной работы включает в себя анализ работ ближнего и дальнего зарубежья и отражает динамику изучаемого вопроса и условия образования микроэмульсий.

Обработка призабойной зоны пласта микроэмульсией в целях интен-

еифжации нефтегазодобычи осуществляется в случаях значительного ухудшения коллекторсзсих свойств породи. Отметим, что ухудшение кол-лекторских свойств является, в основном, результатом закупорки перовых каналов илистым» частицами, повышен-;«-, остаточной водонасвдоннос-ти, отложения твердых компонентов нефти, таких как смолы, асфальте® и парафин на поверхности коллекторов при^эбойной зона.

Обычно микроэмульсии состоят из трех и Солее компонентов - поверхностно-активных вецзств (11АВ), углеводородной жидкости, воды и различного рода стабилизаторов, регулирующих физические и $изико-хинические свойства системы.

Несмотря на многочисленные работы зарубежных и отечественных исследователей в области получения микроэмульсий, механизм действия ех исследован неполностью. Это приводит к тому, что для применения ыикроэмульсий в конкретных условиях приходится каждая раз проводить комплекс исследований, позволяющий выбрать эффективный состав.

Как известно, структурообразэвание невозможно без добавления третьего клшонепта - ПАВ, растворимого в масле, являпдегося связу-П5иы елементом между колокудвка масла и воды.

Сильно влияпцза» фактором па стабильность микроэмульсии является натяжение на поверхности раздела фаз.

Роль ПАВ состоит в устранении дискретности между двумя жидкостями своими свойствами - гидрофильными и гидрофобными в одно и то же время.

Важную рать играет регулирование концентрации ПАВ в составе микроэмулъсии с точки зрения получения наиболее приеылимых значений поверхпостного натяжения па границе раздела фаз. Важность этого вопроса в том, что уменьшение поверхностного натяжения на границе раздела фаз способствует улучвенив отмывающим и вытесняющим свойствам шкрозмульсий. Отметим, что в области концентрации 0,5-5% поверхност ное натяжение (о) резко уменьшается. Увеличение концентрации 11АВ более 5-10% на величину поверхностного натяжения практически не влияет

В качестве ПАВ в наших исследованиях в составе микроэмульсии были использованы реапон, проголит, МЛ, сульфанол и др.

В качестве водной фазы в состав микроэмульсии входит дистиллированная вода. На практике, в качестве водной фазы может быть исполь зована техническая, морская, пластовая или питьевая воды.

Также были проведены нсследовашя по добавке в состав получен-

ной микроэмульсии различного количества HCl и определению характера полученных микроэмульсий.

Установлено, что в рассматриваемых пределах концентрации HCl (0-20%) микроомульсия сохраняет устойчивость. Отмеченный факт мог-ет быть использован для регулирования свойств путем добавок HCl в различных температурных условиях закачки.

Выбор углеводородной среды для образования микроэмульсий является вахиым этапом. В качества возможных типов углеводородной фазы рассматривались керосин, бензин, сырая нефть, конденсат, характеризу гсиося, различннм количествэнным составом углеводородных атомов. Ос новным критерием для выбора типа и концентрации углеводородной фазы микроэмульсии также являлась темпвратуроустойчивость и техническая доступность. С увеличением числа углеводородных атомов область температуры ГЛБ (гидр0ф1лыю-липсф!1льннй баланс) сужается при одновременном уменьшении абсолютных значений температуры мутненяй. Следовательно, наиболее целесообразной а состава млкроэпулъспи следует считать углеводородную Фазу в впдэ легтлх фракций нефти (керосин, бон ■ ТЛЛ и т.д.).

Недостаточность изученности вопроса влияния состава и содержания углчводорсузш ипградтеитев с учетом свойств пзешуалах порой н.ч •йкг'.ки-хгсяпеекго и реолеппоеккэ сьсйсньа шкросшульсисшпа систем стимулировало исследования по создонха рецептур с задании;.".! реофязя

ческиуп свойствами.

И первом параграф рассмотрены вопроси экспериментального исследования но определенно оптимального состава ютфозмульсий.

Эф+октивность применения мшсроэмульсиЯ при обработке ггризабоЯ--ней зона с целью увеличения притока жидкости к забою скважшы определяет, в частности, варьировать ее состава в зависимости от геологических условий и коллекторских свойств пласта.

При проведении исследований за основу были принята следуодю основные требования, которым удовлетворяла мнкроемульсия:

- максимальное вытеснение нефти из насыщенного пласта при этом;

- сохранение устойчивости продолжительное время в присутствии пластовой жидкости и пористой среды;

- способность к сохранению устойчивости при пластовой температуре; низкая себестоимость продукции.

Компоненты, используемые для получения микроэмульсий следующие:

о -

вода - пресная (питьеьая); углеводород - керосин, легкая нефть; ГШ; сулъфанол, дисольан, проголит, МЛ, сепэрол; спирт - анилоьый, Сути ловый; полимер - полиакриламид.

В опытах микроэмульсии приготавливались путем механического по ремешивания в электромешалке при фиксированном числе оборотов вала мотора (23,6 об/с) на базе питьевой вода и керосина с добавлением ПАВ в пределах от I до 3% спирта и полиакриламида (ПАА) по 0,5%'сои ветственно. При фиксированном содержании ПАВ: ПАА и спирта в назван них-пропорциях, изменялось содержание воды от 30 до 65%. Значения объемных концентраций ингредиентов подразумевают под собой оОъе?<ш стандартных промышленных гелей (ПАВ - 25%, ПАА - 8%).

Приготовленная эмульсия помещалась в "водяную баню" и изучался процесс отстоя. Считалась устойчивой та эмульсия, для полного выде ления вода из которой требовалось больше времени.

Как показывают результаты, для получения устойчивой эмульсии заданного состава оптимальное время перемешивания зависит от степвн» обводненности системы, а также от содержания ПАВ. При содержании щ» голита 3% оптимальное время перемешивания составляло 300 с, что и принято в дальнейших опытах без изменений.

В составах исследуемых микроэмульсиях за исключением поверхж' стно-активных веществ постоянными составляющими являлись керосин, пресная вода, полиакриламид, спирт.

В качестве добавок ПАВ исследовались дасольван, сульфанол, Ш1. проголит.

Как показали экспериментальные исследования, время устойчивости эмульсии состава: керосин - вода - 44%; ПАВ (проголит) -- 3$; ПАА - в,Б*; спирт - 0,Б% составляет 4680 с, тогда как при аналогам них соотношениях инградиентоз для высокого содержания порядка 3% ди сольвана, МЛ, сульфанола время устойчивости соответственно состевля ло 3600, 3600 И 3900 с.

В связи со сказанным вше, для дальнейших исследований принима лзсь мюсрозмульскя, составленная на безе вода, керосина, проголитв, ПАА и бутилового спирта.

Далее исследована зависимость параметра "К", равного соотношению выделившейся воды за 3600 с к начальному ее содержанию Сс (К - О/с 0) от температуры нагреве. Исследованием охвачен предел температур от комнатной 293 К до 353 К. Микроэмулъсия на базе про

••j.r.rra сод-грулкл »и 3$ я вола до 453 практически ко дг:о? отстой до температуры -'313-323 К, а гчтл этой реличика эмульсия постепенно рол лягются nr/rni полное ты!. Cxapaimcw свидетельствует о том, что trié -рзшп.'Я состап '.".ткрогл'ульсил ?!о«от бить использован гтрм температура призпбоЯной зонч пласта не более 315 К без специального возг.с-сствлп на ее устойчивость ртолачшчп Фчзэтческ'ллт полями, что б улет расснот р9Ю в ЛОСЛОЛУПГЗКС разделал.

Ксслядгтано т-зклч влкшее параметра "С нэ время, необходимо"; для полного гчдалонля под; ас эмульсии. Параметр "С нплаетсл относите®?» содорглгея к»роскна к начальному содержа:?,?» роди \Су/С0). Цель» отих псследования является, изучение оптпмакыюго содер.ттл корссннч в с-мульснн для ЕУработии экономических критериев офЗекглв-НОСП!.

Установлено, что с ростом параметра "С" при одяитковом содержа-¡пи ПАВ - проголята -л других ссстевляктах - устоЯчкгость ъухъогл возрастает. Тач. уволт'снте содергсэпяя ИВ от I до 31 псг^лаот устс-Л тлгость этульсш! npwspHo в 1,6 раза. Сравненном получемних ро-зудл-тлтгз мо-ма зсгглть, ч.о, !г.ч;шпя со •nmeüi'Ji параметра, раптюго око.со I,¿, лзяы',5я7КГ1! реет мороегшз г?е ядля^т иа устсйтч^сть "лсо-омулъетл, з с?ася с чем сгглсзлытиЯ состав ги5ряя: чорссгс« -

г: - „ д ЛрСГГЛ'т? - 37-, ^.'Л4-- Г - ¡.О 0,-гг- " 1

o-.'e?::'"', гмогер'Л''лтодьяс подо'рзч епггмэльниЛ сод-"..1 ■"iitpc:•-•./.делл, готсриЛ могэг бчтъ пеполъзот;-¡и з г^тедсбича.

Лпалсглчпла cn¡~j ттрот.одиллсь ютгроэ.мулыгпй, состаплеичча "а \Т37 т.к. ее прмсутсткга з состаг-е •якроо.«улъс^Л бол^о ц?::?-

сообрагно, пгет/де всего не-за ее нзлитл! в достаточном колмчзегле а rrpov лдтс ш-:с ст и.

Известна, что нефга по срозм <1азис0-хи?1ич9сю:м сво1ства'г су-леотвипю отличаются ст кероспяа, которпЗ тяглпает при температуре более 473 К. И поэтому т/жсгеомухьсйи, составленные на б-азо кероояш и к»'}т9й, по-гад-,г»;.',у, будут далеко не одинаков«. В атом емнелэ, очевядяо, что па ссновчи* свойства гкульскй - устойчивость - Судет ск1зав??ь существенное в.тллгае: содержание парз^/лю-асфзльтецо-с.чо-листих ьещест.а, механических примесей, различних кислот, в том числе нпфтенсгл'х, а также исследовзшше на примере мгтхрозчулыглЯ на базе керосина, соотяошега'в углеводорода и воды и интенсивность nspaf-'e еиезш'.я, включая продолжительность пэре?<йшивания.

Исследования проводились на базе смеси нефгей месторождения ДуванннЯ-дениз, а также Булла-дениз. В состав микроэмульсий, кроме названных выше, нефгей, входили также пресная вода и те же самые ПАВ, спирт и полимер, что было использовано при составлении микроэмульсий на базе керосина.

Исходя из опыта образования микроэмульсий на базе керосина, количество воды принималось неизменным - 4%, содержание ПАВ изменялось от I до 3% при фиксированных значениях бутилового спирта и ПАА, 0,6% каждый. В качества дисперсной среды в составе микроэмульсий была взята нефть месторождения Дуванный-дениз. Выбор был основан на том, что использование высоковязкой нефти, в частности, нефти месторождения Булла-дэниз при приготовлении эмульсии могло бы привести к существенному повышению гидравлических сопротивлений в путях продвижения в трубах и пористой среде.

Далее, были проведены аналогичные исследования по влиянию параметра "С" на устойчивость микроэмульсии на базе нефти при различных концентрациях ингредиентов. В результате было установлено, что максимальное время устойчивости - 7500 с соответствует составу микроэмульсии, В"Лючавдего в себя ПАВ (проголит) - 3%, пресной воды - 44%. нефти - 52%, ПАА+спирт - IX.

Исследовалось тагааэ изменение параметра "К" в зависимости от температуры. Здесь,' в отлично эиульскП на базе керосина, наблюдается постоянство значений "К" до 323 К, что означает о примэшялости, созданной на базе рассмотрен!!« иефтой и мшсрозмульсий при пластовой температуре до 323 К. Здесь же, кок бил о в случае кккрозмульскй на базе керосина, имеется возможность увеличения устойчивости обработкой физичеиташ иоля;.и, п частности, ультразвуком.

Тяая образок, пропеданные экацерга'.аи,галън;,.<! исследования позволили вняп'йгь к установить ошкщьгай, устойчивый состйв г.пкро-экульста для коюгротеых уыапй с учзтом тгек выбора ниградпеитов, так д учета мзхапачсских поздойстгши и гв'иерятуродх перепадов, обуслаяливащгк степень и процесс распада исследуемой системы.

Во втором парахрафо рассмотрены вопросы исследования реологических. свойств водонефтяких эмульсий.

Проведение исследований продиктовано необходимостью изучения Фальтрашкишкх особенностей микрозмульсяи в пористых средах в процессах закачки п плзст, обусловленных ее реофизическитля свойствам. ох:-

риделения рациональных технологических параметров, например, обьем-ная скорость закачга!, давление, уделышй расход и др. Названный вназ комплекс работ долквн проводиться в соответствии с реологической моделью течения микроэмульсий в путях ее движения, включая устьовоэ оборудование, насосно-комнрессорпне труби и самой пластовой системы.

Учитывая результаты эксперименталышх исследований в предыдущем разделе, когда состав микроэмульсий уточняли в зависимости от технологических критериев, реологические константы микроэмульсий определялись для ее наиболее оптимального состава.

В результате эксперименталышх исследований по изучению влияния различных факторов, в частности, соотношения керосина и вода, поверхностно-активных веществ, проголита, градиента скорости (7) на реологические константы микроэмульсий (а и ц) установлены зависимости их реологических параметров от градиента скорости и содержания проголита. Анализ полученных результатов реологических исследований позволяет сделать следующее заключвчение.

Увеличение концентрации ПАВ - проголита от I до 3% приводит к проявлению ею неныатоновских вязкоупругих свойств,' т.е., если в парном случае ньютоновское вязкое течение наступает при градиенте скорости 600-650 с"', то во втором - наблюдается ее сдвиг до значения I0U0 с-'. Это позволяет относительно резко увеличить диапазон применимости исследуемой системы в технологических процессах, связанных с закачкой микроэмульсионной системы в пласт и при обработке приза-бойной зоны.

Далее, проведены экспериментальные исследования по изучению влияния водоуглеводородного фактора "С" на реологические показатели микроэмульсии.

При сопоставлении полученных результатов по исследованию совместного влияния параметра "С, градиента Скорости 7, концентрации IIAB-проголита на реологические параметры i и ц микроэмульсии установлено, что с ростом градиента скорости от 72,9 до 1312 с-' и концентрации ПАВ от I до 3% значения напряжения сдвига % имеет тенденцию к увеличению, а значение структурной вязкости р - к снижению.

Это явление необходимо учитывать, как при подборе состава, так и при выборе технологических параметров при проведении геолого-технических мероприятия но обработке призабойннх зон пласта микроэмульсиями .

Далее, проведаны эксперименты по изучению влияния различного ^ держания углеводородов, состоящих из керосина + нефти на реологические свойства шкроэмульсий.

Установлено, что с увеличением количества нефти тир увеличив*» ются. Эти результаты подтьерздают маха;а;змы изменения вязкости нефти при добавлении в нее легкой углеводородной хидкости.

Также исследовалось влияние температуры на реологические параметры микроэмульсий. В состав кихрозыульсий входили: нефть месторож дения Дуватшй-дениз - 522, пресная вода - 44?, ПАА и спирт соответ :твенно по 0,5% каздой.

Опыты по исследованию т а ц=/(Г) проводились до температуры к, т.к. выше этой величины под воздействием температуры устойчи {изультаты изморен/Л получить но удалось.

В результате исследования показано, что в интервал? темпера I.

¿83 до 333 К реологические показатели ыжроэмулъсии изменяют! ■ »ответственно для р (структурная вязкость) от 80 до 24 мПа-с, дл.ч I (напряжение сдвига) - от 1350 до 340 мПа. Особенности их расп]»'Л' лонкя в зависимости от температура необходимо учитывать при выбор« • объекта и глубины зал-згадая продуктивно') толщи пласта.

Вторая глава насаждена исследование влияния колебательного ар цесса на свойства ыдсроэгдулъспд.

В нефтяном деле известно пр.^'.енэжз различных физических нолей (магнитных, электрических, давло;гал) из процессы, связанные с доби чей и транспортировкой ¡¡ефтеК к нефтепродуктов.

Нгго рассмотрев вопрос:: ьяиавш ультразвукового воздействия н;: ряд физических и реологических процессов, знание поведения которых необхода,ю при создании к vj.Ccре жкрозмульсиошпчх систем, рикомин дуемых для практического пр;2.-:аиэп;ш е процессах нефтедобычи.

В первом параграфе рассмотрит вопросы ваоишя ультраз&укоьо! < воздействия нэ процесс в аудтфошпя.

Прове дзшшми исслодовапшгя устшоелзио, что с ростом интенсив поста акустического поля скорость сбрасывания эмульсии увеличивает''» п установлена зависимость скорост;: образования эмульсии (масло и ио де > от интеигцьностй при час-гон- 22000 Гц. Здос: кривая скорости Р««ракия эмульсии от ^¡те^оп-и^стл хор-со спаааодтся амшриччгкнм ураг-,пеы:ем типа

полученного на основа обработки экспериментальных данных Пру, этом относительная погрешность равна О,ЯП, что подтверждает хорошую сог чагованность расчетных и фактических данных.

Лат';, била предпринята попытка пргаенения ультразвука для соз дания устойчивых эмульсий.

Исследование зависимости процесса эмульгирования от частоты уп ругих колебаний показало, что скорость эмульгировать всегда растет уменьшением частоты упругих колебаний, а степень дисперсности по лучаемой эмульсии слабо зависят от частоты и в зависимости от $кзи ко-химических свойств компонентов с ростом частоты может как увеличиваться, так и падать.

Скорость процесса эмульгирования характеризуется временем t, необходимым для образования 0,1 л эмульсии, а устойчивость эмульсии ;/, определяемое временем ее распада.

Исследование зависимости процесса эмульгирования от длительное та воздействия колебаний показало, что при длительном воздействии достигается предельное значение концентрации эмульсии, что объясняется одновременным протеканием двух противоположных процессов: эмульгирования и каолесценцин. Здесь нужно указать'на то, что качест во получаемой микроомульски зависит от интенсивности акустического поля, природы исходных компонентов эмульгаторов, количества исходны)" компонентов и ряда других факторов.

Как показывает анализ полученных результатов, для испытуемого состава (керосин -52$, вода -44$, ПАЗ+проголат -335. ПАА+спирт -1%) время обработки его ультразвуковым воздействием свыше 600 с приво дат к достаточному времени устойчивости - свыпэ 13200 с, необходи мого для проведения обрабопси призабойвой зоны скважины.

Одной из основных задач является влияние температурного фактор на irpouecc эмульгирования в сочетании с ультразвуков!»» воздействием

С этой целью были проведены опытные исследования системы керо ин -52Х -t вода-44% + РЛВ-3% + (ПАА+спирт)-1% на устойчивость при ir< мнении границ температур от 325 до 338 К. Здесь перепад тешератур бил выбран, исходя из средней сценки температур призабойной зоны скважин морских месторождений Азербайджана.

Из зависимости времени устойчивости микроэмульсии от темлерату ры наблюдается резкое увеличение ее устойчивости при температурах :.V.I -333 Я при прочих равных условиях. Дальнейшее повышение темпера-

тури приводят к ее разрушению. Такое поведение, по-видимому, связе ио с температурной зависимостью образования кавитации в жидкостях.

Вышеизложенное позволяет сделать вывод о том, что на устойчивость сложных микроэмульсионшх систем большое влияние оказывает ультразвуковые воздействия, темперотуга, компонентный состав, вязкость и др.

Во втором параграфе исследовано лячяние ультразвукового возде ствия иа реофизические свойства микроэм/льсий.

Ниже показаны результаты экспериментальных исследований измен: гая реологических характеристик и устойчивости испытуемых микроэму. сиошшх систем в зависимости от обработки их ультразвуковыми полям

С этой целью была сконструирована и создана установка, состоя щая из стандартного ультразвукового диспергатора марш УЗДН, вискозиметра "Роотест-2" и контрольно-измерительного прибора.

Приведены результата роолопмоских исследований ряда микроэму о сий до к поело воздействия па ша ультразвукового поля. Отсюда видно, что при закрепленных значениях концентраций ЯШ, Г1ЛА п спиртов характер изменышй реологических показателей для всех рассматргпззэ-мпх случаев остоэтся постагляок.

При рассмотрении характера изченегаш реологических показателе?: 1=1(7) п ц=ц(7) модно сделать зашдоодие о том, что геткрозмульсион-ныв системы, аналогично полимерным раствора;«!, обладают неравновесны мл свойствами и могут быть описаны вязко-упругими моделями.

В работе показаны изменения реологических характеристик микроэмульсии, составленной из воды - 52%, керосина - 44%, ПАВ (проголит - 3%, полиакриламида - 0,5Х и бутилового спирта - 0,5?. Значения па раметров напряжения сдвига г и вязкости ц в зависимости от градион та скорости до и после обработки испытуемой системы ультразвуковым воздействием меняется незначительно, тогда как их устойчивость к деструкции увеличивается в среднем до 12 раз.

' В третьем параграфе исследованы ососбенности процесса вытеснения нефти микроэмульсионными системами.

В нефтепромысловой практике одним из основных путей интенсификации и стабилизации добычи нефти, особенно в морских условиях, является повышение продуктивных характеристик пластовой системы в целом и, в частности, призабойной зоны пласта.

Вопроси обработки призабойной зоны пласта долкны решаться о по-

зиции удовлетворения следующих требований:

- увеличение охвата мощности обрабатываемой перфорированной зона пласта рабочими жидкостями;

- способность рабочих яздкостей к саморвгулируемой фильтрации через неоднородные пористые среды;

повышение эффективности очистки ПЗС от свободно выделившегося газа, выпавших и адсорбированных по поверхности пористой среды смол, асфальтенов, парафишстых отложений.

В связи с вышеуказанным, нико рассмотрена возможность обработки призабойной зоны пласта мгасроэмульсиогашми системами.

Для проведения опытов была собрана экспериментальная установка, главными узлами которой являптся: модель элемента пласта, регулятор давления, гсздушниЗ колпак, энергетический узел.

с целъг/ выявления кок особенностей, тек и .•»й^кткрчостп прпцог--са п>гт<>с.пе;^;л К1крогиулю;;онгш"я ст;стсис'я:: пз перг.отег1 ерзи были т^ис^я отг-:тг.в:

- в пернем - модуль лсрястсй срош пря г;-?; отсутствия сстсго'гг':'!

- мо второе - и моде": ^гнст-Г с]"'\о' ¡•р:т;с,утст~г:н;;..:о гп:г;";рю '¿^.Ъ

ос готочно"! 1-ол» •

Г!---.. ■; ;,,.;,-лгл ■•.• .-¡¡тогч 'У В г^СА í ОПИТЛ, рССЛ

г.'\ "о г;:С:;р; гцгоснягг^го агента при прочих рпгнлх условиях.

В первом цикле экспертюнтсв в качества гатосяякяих агентов были выбраны:

- вытеснение нефти из пористой среды производилось микрозмуль-сиошюй системой состава: керосии - 52%, вода - 442, ПАВ(проголит)-

- 3%, спирт - 0,555, ПАА - 0,5%;

- вытеснение ¡юфти из пористой среды производилось 0,5Х-ным водным раствором полигкрилгмидз;

- Еытеснегаш нефти из пористой среды производилось 3£-нкм волгам раствором ПАВ (проголит);

- вытеснение нефти из пористой среда производилось пластовой водой.

Здесь нужно указать на то, что микроэмульснотше систем! предварительно били обработаны ультразвуковом полем. Результата экспериментальных исслодоеэютй позволили установить, что в случае применения микроомульсии 13 качестве штссняюаего агента коэффициента без-

водной а( и конечной нефтеотдачи значительно виши. Так, наприми[ а( и а, для пластовой вода соответственно составили 0,21 и дл>'

ьодшх растворов ПАВ - 0,28 и 0,43; для водных растворов ПАА п.:» и 0,59; для микроэмульсии - 0,55 и 0,78.

Аналогичные опыта были проведены v в условиях, когда с.-днржм ше связанной воды в модели пористой ср> ты составляло ъ среднем « 20S - II цикл экспериментов.

В результате проведешшх опытов при .чречих равных угл'тиял были получены соответственно значения и ар: вытесняющий чг<:|г пластовая вода - 0,21 и 0,33; 3%-ый водный раствор ИАВ-приголит 0,24 и 0,38; 0,5% В0Д1ШЙ раствор ПАА - 0,38 и и.62; микроэмуль-и-0,49 И 0,71.

Как видно из приведенных результатов в обоих случаях при ¡:(.»"<и-равных условиях коэффициенты безводного и конечного вытеснения <:<■■■ вотственно afи аг в случае использования микроэмульсионной системы в качестве вытесняющего агента имеют большое значение по сравнению с остальными. <

Исходя из полученных результатов получены кривые зависимости коэффициентов вытеснения от времени процесса. При закачке микро?mvт в модель нефтяного пласта конечный коэффициент вытеснения достт •-■>; : ся за 12600 с, тогда как для остальных вытесняющих агентов пр^иес завершается от 18000 до 32400 с.

Это явление, по-видимому, связано с тем, что с одной стороны, в процессе фильтрации и вытеснения нефти из порютой среды релакса цисшше свойства микроэмульсионных систем приводят к интенсификации процесса вытеснения, с другой стороны, наличие в ее составе ингради ентов ПАВ способствует дополнительному доотмыву.нефти и нефтяной пленки.

Таким образом, обобщая вышеизложенное, можно заключить, что применение микроэмульсионных систем в качестве рабочей жидкости при обработке призабойной зоны пласта приводит к увеличению коэф^ициен та вытеснения на 11-33% по сравнению с раствором ПАА и ПАВ. Это w воляет рекомендовать предлагаемую рецептуру микроэмульсии для увели чения эффективности проведения обработки призабойной зоны скважин, вследствие проявления ими кооперативного эффекта.

В третьей raaes .разрчбогаяц метода обработки насыщенных -г г. микрому льгагя-, тгсгзвркеиллй фдемЗаг&лышх процессам.

Исследования первых двух глав покачивают принципиальную возмоя ность применения акустических полей для повышения эффективности ОПЗ.

Нике рассмотрены вопросы как разработки новой технологической ■ :хемы восстановления продуктивности пластовой системы - "скваюша-пласт", так и применения новых устройств по созданию колебаний проду цируемой жидкости в диапазоне ультразвуковых частот.

Первый параграф посвящен вопросам технологии обработки насыщен 1шх сред микроэмульсией в сочетании с ультразвуковым воздействием.

Первоочередными объектам! обработки являются призабойные зоны кьакин с высокой насыщенностью и с отлокешмми твердых компонентов нчфти смоло-парафино-асфальтеновых соединений на поверхности по->'ды, а так»; при закупорке поровых каналов илистыми частицами и мглощениячи больного количества промывочного и цементного раствора, оус.лавливаядие резкое сниггенлэ значений проницаемости пористой сро и и случаях преглевроуенного обводнения объекта пластовыми и чуя пит водаг.'л.

Для обработка призабойнсЗ зоны скваглош предложено микроомуль-и.! • составом от общего объема). являвдаяся наиболее устойчивой .1 •итшмюВ с позиции ккн росфчэпческцх еа свойств, так и с экономической точки ур'.-лил: уг.тевоаэрод - 62"; т*зда - 4<55; ПАВ - ЗХ; !!АЛ 0,5«; СутавоььЛ спирт - 0,5«.

Технология пркмензнид гг.пфоомудьсси сладуудал: предварительно VI д>;нь до обработки эксплуэтациоштыв сказаны деп&рей'лнизируются прокачкой горячей нефтью или растворителем для стгсенил давления нагнетания микроомульсии в прнзаОойнуп зону. Затем скваииш иссло-дутг для определения коэффициента продуктивности и профиля притока. !!"сл<: этого ег; проверяют на поглскетю с предварительшл обследова-

состояния забоя.

При «бипругжли пробки проводят ее щшчвку или чистку. Затем пускают колонну насосио-ксмпрессор-.шх тру0, на конце которой зак-{».чити» угтройстьо - излучатель ультразвуковых ьелы, устякжлшэпт

1 ! ю м тя-ь гюрфсрзцяспнмх отвзрстяЗ, зт.ггпвзпт .".икро-

•мульсию.

о 1].. йстлзлуптс-ль ультразвуке!';..'< гол;: С;СТ0:!Т кг; цгт.нд ............ " ; '¡у о, ■: у1П.у;гх тъос (;. г ! ^о-Л мщгчщг-ю и

'■Пульсации потока, как результат турбулентного режима течешш, заставляет работать пластинки как излучатели ультразвуковых волн. После возмущения по каждой упругой пластинке распространяется изгиб ная волна, а сами пластинки совершают собственные колебания.

Такое выполнение устройства позволяет использовать его непосредственно на забое скважины при высоких термобарических условиях. По заданному устройству интенсивность обработки увеличивается с уве личением расхода жидкости, а расход жидкости предопределяется погло тительной способностью пласта, мощностью технических средств перекачки, диаметров ПКТ и может изменяться в широком диапазоне.

Для выбора режима закачки раствора в пласт и реализации технологического процесса обработки призабойной зоны необходимо оценить ■ледуицие параметры: область скоростей сдвига, при которых данная система проявляет нелинейные вязкоупругие свойства;

скорости движения микроэмульсии, при которых создаются найденныь значения скоростей сдвига; Во втором параграфе представлены исследования по установлению эффективности применения разработанной технологии.

Для оценки эффективности обработки микроэмульсией предлагается следующая шкала:

- высокоэффективное - увеличение дебита скважины по жидкости свыше 50* и продолжительности эффективного периода до 5 месяцев;

- эффективное - до 20% и продолжительность до 3 месяцев;

- неэф1йктивное - отсутствие увеличения дебита или увеличение дебитн до 20 дней. ■

Для проведения промышленных испытаний был выбран YII горизонт морского месторождения Сангачалы-море - Дуванный-море- о. Булла, являющийся основным объектом разработки.

Опытный участок представлен рядом скважин: НА 457, 405, 621, 2Í3, 620, 650, 450, 391, 456, 458 НГДУ им. Н.Нариманова.

На основании проводенного статистического анализа работы скважин за период их работы за 24 месяца до проведения мероприятия была построена карта равных взаимодействий между скважинами по дебитам нефти и получены решения по регулировании режимов их работы.

Скважины 457, 405, 621, 213, 456, 650, средневзвешенный коэффициент корреляции которых не превышает величины Н - 0,45, экси

луатарупт слабо дренированную зону и поэтому могут Сыть рекомендованы к проведению на них ГГМ с цель о увеличения их добывпых возможностей. При техническом и технологическом анализе их состояния в- итого были выбра!ш скважины Ш 457, 405 , 621, 213 для проведшей опытных работ по интенсификации нефтедобычи путем обработки призаПойтто1? зоны пласта микрозмульсией в сочетании с ультразвуковым воздействием.

Как показал анализ зависимости Q = Q(tj по нефти поело обработки производительность для скв. 405 увеличилась па S т/сутг для; скв. 213 - на 7 т/сут. для скв. 621 - на 9 т/сут, скв. 457 была сильно обводнена (S>90%), поэтому обработка микрозмульсией не дала положительных результатов. Дебит нефти как до, так к посла обработки остался на уровне 14 т/сут.

Далее, посредством анализа изменения средневзвпшешшх козфйши-ентов корреляции по дэбитам нефти между скваганяга! после проведения обработок по истечении 3-х мэслцэв была построена карта линий равных взаимодействий.

Как гая», по испытуемым сквзекпш коаЯяцяент П упялячивевтея

соответственно по скваишгм л 457 с велпчпны 0,4а до 0,^3; й 405 - с 0,41 до 0,6; JS 621 - с 0,32 до 0,47; 213 - с о.'ii до 0,57. что cfti-дстельствует о вовлечении этих скг<дл:л< п о'оуп ггет^м/ огс-огч нг-лт:т ¡:о участку г; целсм.

Ссотг-ототгтпо, с йг-густя по декабрь г$аэ г. л ГЛ "епто'пдг; пефгтзд сквлтачтх (¡Х- 5г>0?:'. -МКв, -ийв. ¿ГСО, ¿ОУГ, ¿ЗГО,

■И09, -1017, 3911, 3810, !jЛ• ЗГЛУ ПО "ГСрлочс-

ла;п,!?сштг:мтг;гча" Тг/.енслой о-т-л-^тл бч-.т; 'гролоо-глг с-ггл^-'.? слбод: по rciicücr^orcaaiOT кеб)тедоО:,ч" -¡тр-.-аб';'' ■-,'; -.-!-} 7!Д:,сла

■-'.и'фопмулд.слс", лодрер".:ст-1-:" т--"гулот;о' у rvzдс'от олл.

".Ч.Ч (!ЦС:С'й a-;li«;KTW:!'00"0 гло-i с'-'лл ГЭТГ'Г TT 7 т \ "'I а "Л

:?.а пентод 3 -ссл^а "о " гтс-.гЛ"'•" л о.-, ."доле н? ¡лл:

3':i .о .Ii;.] 00!'V ПЛ?С r."i,

l' i 'j:i,t'?'••.) лороьоо--o-, л" л;л ' о:' ''•••.: о - лтл.' Лготд; -

• • : т::.г ¡/'.'V-;, - " ; ;•■ Г" ; • ■ гс"!'- '.ОГ'Ол'Т, .Л.'. ' "

.Л71-7Д О ' 4 "; !'-ЧСЗ""; ."Л"-.":1 " 1Л Г''."" ' ' . ■'.бл : V-Л"

"Л,: Л';>-.:1'Ол V ..•:'" ,"Л' ■ . ,< ..СОТ'"' "ОСТЬ,т.

основодв ШБЛЙ и РК^ЧЙЩАШ«

[. Разработана методика диагностической процедура енОора опт/, ыальшго состава млкроэмульсиот-юй система нз основе анализа времечг, устойчивости.

2. Предложен новый состав микроэмульс. ">шюй сястеш нэ ■-j3e <••>• чествошт. кнградиэнтов, характеризуем: гизкоупругклш свойствами :: 7вХ1Шко-экаиодач&спой &йоктявность».

3. Показана воз.моулость увеличьяля скорост:1. образования >? у тойчиоости михроз&ульсиэяпоЯ система кутгк яэздействия ни мое улп развуксвач полем. Установлена взаимосвязь м-эаду ростом интенсивное та упругих колебаний, ее частотой и скоростью обрззовагап; эмульсии '' уменьшением частоты v. с увеличением интенсивности обр&бопа екг> г.-'сть о;лу.;;ьшровшшя н,\юс-т тенденция к увеличения.

4. IIa OCHOBJ оианлзэ охштаых дажых покапано отсутствие р.гал ння ультразвукового воздействия на рниюгячвсхт характеристик« ник р?эму.яьскокноЯ система с одаозрумонжм уьэ.тичонием еэ устойчивости

срздяем s Т0-1Г: раз.

5. Продясгзн погни способ сбрзботкк пр:зп"оГзюй сена глбзтп iiETopcîioa свидетельство Л 1635632 на осноот использования микро-ох/.-.ьсйсяахг свстен в сочетания с ультрггвуксБОГо пэздзйсшия.

S. Разработав ыетод>!ч>:ск'.!а и прзхгичосгаэ оспоьи îJ3iiko-xh.v:: •!.«СКОЙ СбрЗ-'ОТКИ призиОоКной зскш пласта. Из СОГ.ОЬО ЕЗр'ЗПТНЗСТНО--з'гзт^стпчззкого покйзз::з ззз^зпзозг;- про-

. fccc р-ззраЗотк: за::о;с! в ц^лс-;.! нут-1.- р-л'у..:г-: рзг:з,::> р.зСота

ж&шш прпмзпоннсь; Сиэяхэ-хгопгч^асу. оЗрз'отс:: ПоП ьа осасьа улт-рчззукоззго В03«ЛйСТГ.Нй.

Анализ слитнз-пр." ^s.-.taii'o bîiû^îisih устзнозял уьзлк-w

нг.-; прспзЕодителлюста рз'оп; окзплузт-;ц;'о;пт екз.згз';! по кзетирзк-адтл» Ш'ДУ т. {{.Керима.човз 13 3, по /жсоашч» «¿стс-роздекия ЮХ' "Крг1сн0л0!п!кскпэ'5ть" до 20 %.

эконошч0ский о^феэт составил 3214 тонн допояштвлыю дэбиюй K'itTH.

Отавное _содеряанио диссертации отрп:;;з:;о в следуд^и _рйОот?>хI !. (Ьч&гов S.H.. Еилиеь К.А., Кязкмое Ш.П. Изучение nprewesa уят-рэзвуковэго эмульгирования в зависимости ст природы исход:«* к-w«mi!Tf»e. Материалы YII научи. -rr:xît. Koirt. - г.чку. - i

Шумилов Li.H. tiuoop оптимального состава шжрсзмульсип дли обработки призабойной зоны пласта. - Материалы Y научн.-тех. кснф. Баку - 1989 - с.31-32.

Шамилов В.М. Изменение параметров мшсрознульскй при воздействии ультразвуком /Деп. в ВИНИТИ/ 1989. - & II - с.170. Шамилов В.М. Интенсификации нефтедобычи путем повышения ^фек-тиепости обработки сквашн микроамульсией. /Материалы XI Республиканской научной конференции аспирантов вузов Азорбпйдяена. -Бчку - IS83 - с. 186.

Шамилов ВД!. Исследование влияния параметров ультразвука на процесс шжрозмульпфсвания. //Материалы ill научн.-техн. конф. Баку. - IÖ92.

Шумилов В.И. Применение микроэмульсиогашх составов для обработки призабсйнсй зоны пласта. - Информационный листок. - Баку. -ЛзКетП'Й. - ISÖ9. ¿S 89-029.

Шамилов ü.u. Реологические характеристики и устойчивость mhkjxj-:-мульсии при воздействии ультразвуком. //А?орбейд~знское исфтя-- х.-.?нягтн')// ПЙЭ. - >5 7, с.27-30.

i ï и с е.

ДвссвртлсиЛа ягащда xyjy даОи гсшсшош ултрасас та"сарштя мв*р хшшвш эахравдива ja лаЬлуду ялз чидвниаса мзсвдзгапгя Сапишыадяр. Лабораторий дарантшада да^анэтдяЗа Jykcbx одах Jeim тэрхиЛш шпсрс ах? лея Je лвЬдзхз и кпптя.рволаяа xycycaJjiTiapa е^раыЕшаа.ш'дак взрвнтанда татйага ппарижлдадцр.

Ултрасас твздизшз далз-адарцн £ыэшш парааетрдгронж! шЬдуяун .27CJD2J¿втанэ 2,аисара ¿гасэлзсшга баяышыа.шЬлудун взргг ооулу-Еластах састен jces an ердаги тасдаглаанйщцзр.

"¿r.i .эдущугдур ля,ултрасас твллталд далгадап хзчзрзлъаз Jais торЕШ&га 1Г2кроз117Дса^2 ызЬлуду оз да¿анзтлпjima 10-15 дэфэ артнрир. Jaxa харзз&нз илкроецулс^я ыэЬлулу елз лзфтан сшнгдирилиэсц изса-ласэ сJoainuR-TavcTp.П^луы оллтадур Еияэ;ага эзшы агнринчи

¡lurfrr вэрмо сжали jïitccjEp.BSSTa ггнлэт сдалцр,гу,)у sada зона тпип-

1UE3 011270 О-ТГЛТр.

1аИдан .вараатзддэ угграсас теолахяа ¿».sra japaraar учун гурту TOJMDJ ату11иуадур.Ггргуя7И jwuaja слэ сз'лигзд ггпфоеиулс^э изЬяу-лу aiiaiuoii.ryj/ Miaja ïSTtiar олунц;ЕДур.

iluopisifiiii нзта-*;ыаря0л гш"лум :a,ryjy ooasjiua

iisjo пгганюси почт Ьасллапвш ^203 грт;;рир.

ABSTRACT

This thesis is dealing with ргсЫез of hellebore treatment irlth mlcroemulslons toodlfled by ultrasonic татеэ treatment. lien type of mlcroemulslOTi of shigher stability газ developed In laboratory conditions, Its Theological properties гегэ вlulled and then mlcroesailslcn was used In oilfield conditions.

Effect of the physical parameters of ultrasonic тгатез on the nlcroenulslon's properties was tarestigated, its abilities to behave аз vlsco-elastlc ny3ten after the treatment тгеге Identified. It газ found that ultrsscnlc treataent results In 10-15 times Increasing of с1сгоёти1з1сп'э 3tc.blJlty.

Displacement of crude oil by the nlcrosnolBlon таз aleo studied. It газ shown that this technique allcra to fcprove ntt Irate recovery factor, 'гзт-з the displacement tire and increase the s7?ept thickness of ths fciratlcn.

An Installation sllcring to generate ultrascnic гзтез In field condition тля suggested. aicroemulsicn treated by this Installation таз used for well-bore sons treatment. ?leld data proved that this technique allowed to Increase те11 productivity up to 20*.