автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.06, диссертация на тему:Разработка и внедрение технологий комплексного акустико-химического и имплозионного воздействия на призабойную зону пласта при освоении и стимуляции скважин

Для служебного пользования Экз. &

ГРУБОВ АЛЕКСАНДР ИВАНОВИЧ

РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ КОМПЛЕКСНОГО АКУСТИКО-ХИМИЧЕСКОГО И ИМПЛОЗИОННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПРИЗАБОЙНУЮ ЗОНУ ПЛАСТА ПРИ ОСВОЕНИИ И СТИМУЛЯЦИИ

СКВАЖИН

Специальность 05.15.06 "Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых

месторождений" 05.15.10 "Бурение скважин"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Тюмень - 1999 г.

Работа выполнена в нефтегазодобывающем управлении "Азнакаевскнефть" ОАО "Татнефть"

Научный руководитель: Заслуженный работник нефтяной и газовой промышленности РФ, Заслуженный нефтяник Татарстана, член-корр.РАЕН, кандидат технических наук

Р.К. ИШКАЕВ

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

в.н. ПОЛЯКОВ

кандидат геолого-минералогических наук, профессор, чл.-корр. МИА

Н.Л. ШЕШУКОВ

Ведущее предприятие:

институт "УдмуртНИПИнефть",

Защита диссертации состоится " 30 " марта 1999 г. в И часов на заседании диссертационного совета Д.064.07.03 при Тюменском государственном нефтегазовом университете по адресу: 625000, Тюмень, ул. 50 лет Октября, 38.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тюменского государственного нефтегазового университета.

Автореферат разослан 27 февраля 1999 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

В.П. ОВЧИННИКОВ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Важным резервом нефтедобычи является повышение эффективности технологических операций по обработке призабойной зоны (ОПЗ) продуктивного пласта. Именно призабойная зона пласта (ТОП) - важнейший соединительный элемент гидродинамической связи "скважина пласт". От состояния фильтрационных характеристик этой зоны зависит режим эксплуатации и производительность добывающей скважины. В ПЗП создаются основные гидравлические сопротивления и протекают сложные массообменные и поверхностные явления и процессы, снижающие пропускную способность пористой среды для нефти.

Снижение фильтрационных свойств ПЗП происходит вследствие внедрения в поровое пространство различных веществ при бурении, цементировании, вскрытии пласта перфорацией, в процессе освоения и эксплуатации скважин и при их ремонте.

Все традиционные методы ОПЗ пласта направлены на удаление из ПЗП закупоривающих и кольматирующих материалов и веществ. Например, для уменьшения гидрофилизации ПЗП разработаны способы ОПЗ на основе применения спиртовых составов-осушителей; для удаления из ПЗП асфальтеносмо-лопарафиповых отложений (АСПО) применяются методы ОПЗ пластов на основе углеводородных растворителей и растворов ПАВ; разработаны операции ОПЗ для удаления из призабойной зоны солеотложений; есть технологии раз-глинизации ПЗП и т.д. Совершенствование каждого из этих направлений ОПЗ пласта по конкретным видам загрязнений являются отдельными научно-техническими проблемами, решение которых связано с целым комплексом исследований, подбором и разработкой специальных химических реагентов, составов, техники и технологии работ.

В связи с этим, актуальность и существенное научно-практическое значение приобретает исследование возможности комплексного осуществления очистки ПЗП от всех видов загрязнений, блокирующих пористую среду, как на

стадии вторичного вскрытия, освоения скважин после бурения, так и в эксплуатационный период в едином технологическом процессе.

Цель работы.

Разработка технологий комплексной обработки и очистки призабойиой зоны пласта для интенсификации добычи нефти.

Основные задачи работы.

1. Анализ и классификация загрязняющих веществ и явлений в ПЗП добывающих и нагнетательных скважин. Диагностика состояния ПЗП. Систематизация методов ОПЗ пластов.

2. Обоснование необходимости и возможности разработки комплексных технологий с многофакторным воздействием на ПЗП, при бурении, освоении и эксплуатации скважин.

3. Теоретические и экспериментальные исследования акустического и имплозиошюго воздействия на пористую и другие различные среды.

4. Исследование физико-химической активности углеводородных и водных растворов ПАВ по отношению к основным загрязняющим веществам в ПЗП. Интенсификация очистительных операции за счет комбинированного акустического, имплозиошюго, физико-химического, теплового и гидродинамического воздействия.

5. Разработка технологии комплексного акустико-химического и имплозиошюго воздействия на ПЗП добывающих и нагнетательных скважин в динамическом режиме.

Научная новизна.

1. На основе анализа современного состояния техники и технологии ОПЗ пластов научно обосновано новое направление в области интенсификации добычи нефти - комплексная технология очистки ПЗП от загрязнений термоаку-стико-химическим воздействием в динамическом режиме в сочетании с эффектом имплозии.

2. Изучен механизм восстановления фильтрационной характеристики проницаемой среды при одновременном воздействии акустических, химиче-

ских, тепловых и гидродинамических полей. Показана динамика изменения фильтрационных характеристик коллектора при моделировании многофазного загрязнения и комплексного очистительного воздействия на насыпных образцах горных пород.

3. Разработаны новые технологии 0113 пласта (патенты №№ 2108452, 2086753 РФ), основанные на комплексной акустико-химической и имплозион-ной стимуляции скважин в динамическом режиме. Практическая ценность.

Разработана и утверждена "Инструкция по применению технологии комплексной акустико-хнмической ОПЗ пласта". Технология внедрена в АО "Татнефть", "Удмуртнефть", ЗАО "Ритек", "Геология" с успешностью 90-95%, приращением среднесуточного дебита нефти 2,5-3 т/сут па малодебитном фонде скважин и продолжительностью эффекта не менее 1-1,5 года. Разработана "Инструкция на проведение технологии имплозионного и термоимплозионного воздействия на пласт". Технология внедрена в АО "Татнефть" с успешностью 90%, приращением среднесуточного дебита нефти до 3 т/сут. Новые технологии стати базовыми геолого-техническими мероприятиями для восстановления продуктивности малодебитного нерентабельного фонда скважин. Апробация работы.

Результаты диссертационной работы докладывались:

- на 2-ой научно-технической конференции молодых ученых и специалистов ПО "Нижневартовскнефтегаз", г. Нижневартовск, 1979 г.

- на 3-ей научно-технической конференции молодых ученых и специалистов ПО "Нижневартовскнефтегаз", г.Нижневартовск, 1980 г.

- па научно-технической конференции молодых ученых и специалистов "Главпоменьнефтегаз", г.Тюмень, 1980 г.

- па 4-ой научно-технической конференции молодых ученых и специалистов ПО "Нижневартовскнефтегаз", г. Нижневартовск, 1991 г.

- на научно-методических советах института ТатНИПИнефть в течение 199698 г. г.

-6- на технических советах предприятий АО "Татнефть" и АО "Удмуртнефть" в течение 1995-98 гг.

- на технических совещаниях ЗАО "Ритек-Внедрение" в течение 1996-98 г.г.

Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов и основных выводов: изложена на 142 страницах машинописного текста и содержит 16 рисунков, 17 таблиц, список литературы из 64 наименований и приложений, включающих справки и акты о внедрении разработок, расчеты экономической эффективности, Инструкции по технологиям и патенты на изобретения.

Автор выражает глубокую благодарность своему научному руководителю к.т.н. Р.К. Ишкаеву за постановку задач и обсуждение результатов исследований, к.г.-.м.н. В.М. Хусаинову, к.т.н. Г'.А. Орлову и к.т.н. М.Х. Мусабиро-ву за помощь и поддержку в процессе проведения основных научных исследований. Автор выражает искреннюю признательность профессору В.И. Грай-феру, д.т.н., профессору Ю.С. Кузнецову, к.т.н. В.Р. Вороновскому, а также Н.И. Хаминову, O.E. Старову, Н.Ф. Гумарову, Ш.Я. Гилязоиу, Б.А. Анваровой, плодотворная работа с которыми во многом способствовала становлению и развитию идей, положенных в основу работы. Автор благодарен сотрудникам ТатНИПИнефти, коллективам кафедр разработки нефтяных месторождений и бурения УГНТУ и ТГНГУ, коллегам по работе НГДУ "Азнакаевскнефть", "Актюбанефгь", "Джалильнефть", "Нурлатнефть" АО "Татнефть", АО "Удмуртнефть", ЗАО "Ритек-Внедрение", "Геология", НП ООО "ТЕПО" за помощь, поддержку и консультации при выполнении диссертационной работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении приведена краткая аннотация работы: актуальность, цель, задачи исследований. Приведены основные положения, выносимые автором на защиту.

Н первом разделе рассмотрено современное состояние проблемы сохранения фпльтрационно-емкостных свойств (ФЕС) ПЗП в процессе заканчивания, эксплуатации и ремонта скважин.

Вопросами исследования гидродинамических процессов в ПЗП и сохранения ФЕС занимались многие ученые: Амиров А.Д., Балакиров Ю.А., Богомольный Е.И., Валеев Ш.И., Вахитов Г.Г., Гиматудинов Ш.К., Девликамов В.В., Желтов Ю.П., Зейгман Ю.В., Каменщиков Ф.А., Кошелев А.Т., Кривоно-сов И.В., Крылов А.П., Кудинов В.И., Кузнецов О.Л., Кузнецов Ю.С., Максутов Р.А., Мархасин И.Л., Минхайров К.Л., Мирзаджанзаде А.Х., Муслимов Р.Х., Мухин Л.К., Овнатанов Г.Т., Орлов Г.А., Поддубный Ю.А., Поллард, Поляков В.Н., Сидоровский В.А., Симкин Э.М., Сургучев М.Л., Сучков Б.М., Токунов В.И., Д. Томас, Уметбаев В.Г. Хайрединов Н.Ш., Хисамутдинов Н.И., Шешуков Н.Л. и др. Однако, несмотря на большое количество выполненных исследований, остаются проблемы комплексной очистки ПЗП успешное решение которых позволит существенно повысить эффективность эксплуатации скважин.

Практика эксплуатации нефтяных скважин свидетельствуют о естественном ухудшении добывных показателей (дебита, коэффициента продуктивности, обводненности) и ФЕС ПЗП (проницаемость, пористость и др.). Установлено, что за непродолжительный эксплуатационный период снижение показателей работы скважин достигает кратное число раз. Снижение нефтепроницаемости и других ФЕС ПЗП начинается еще на стадиях вскрытия пластов бурением, вторичного вскрытия перфорацией и продолжается после ввода скважин в эксплуатацию (первое и последующие глушения скважин водными системами, отложение в ПЗП органических высокомолекулярных АСПО, образование эмульсионных аномально-вязких смесей, выпадение органических солей и др.).

Анализ процессов, приводящих к снижению ФЕС ПЗП показывает, что их можно разделить на естественные факторы, снижающие нефтепроницае-мость, и факторы технологического характера. Установлено, что все многообразие загрязняющих веществ в ПЗП можно систематизировать по фазовому состоянию на 3 класса, иллюстрация приведена на рис.1.

Загрязияющие вещества в ПЗП нагнетательных скважин

Рис. 1. Классификация загрязняющих веществ в ПЗП

Лнализ современного состояния работ по заканчиванию и эксплуатации скважин показывает, что исключить загрязнения ПЗП как технологического характера (проникновение фильтратов буровых и промывочных жидкостей, кольматация глинистыми частицами, инфильтрация жидкостей глушения и т.д.), так и связанных с природными факторами (образование коллоидизиро-ванных пристенно-аномальных слоев, состоящих в основном из АСПО, естественная гидрофплизация и др.) не всегда возможно.

Таким образом, основным путем остается развитие методов удаления загрязнителей, и особенно, перспективно направление разработки комбинированных технологий очистки ПЗП одновременно от жидких, твердых и вязко-пластичных загрязняющих веществ.

Базовыми показателями, определяющими необходимость проведения работ по ОПЗ, являются:

- наличие скин-эффекта Б (степень загрязненности ПЗП ), чем больше положительная величина Б , тем больше загрязненность;

-пониженные значения коэффициента продуктивности Кпр скважины в сравнении с окружающими или ухудшение Кпр во времени;

-заниженные значения коэффициента проницаемости ПЗП по сравнению с удаленной зоной.

Указанные количественные критерии определяются по данным диагностики состояния ПЗП, включающей исследования скважин методом восстановления давления, глубинными измерителями потока, ГИС и др. методами.

Во втором разделе приведены результаты ретроспективного анализа состояния развития методов, способов и технологий ОПЗ пласта.

Результаты анализа показали, что все методы ОПЗ (их более 20-ти видов, а модификаций более 50-ти) как в терригенных, так и карбонатных пластах можно классифицировать на способы воздействия близкого радиуса (в пределах ПЗП) и способы глубокого воздействия. Многообразие методов ОПЗ обусловлено стремлением в каждой отдельной технологической операции удалить из ПЗП один загрязняющий агент или исключить один негативный процесс,

снижающий ФЕС.

Динамика развития методов ОПЗ пластов ориентирует научно-технические исследования на разработку комплексных акустических технологий, имплозионных способов, которые могут удачно сочетаться с физико-химическими методами.

Систематизация обширного материала практически по всем видам ОПЗ пластов и методам стимуляции нефтедобывающих скважин также показывает перспективность развития комбинированных способов для достижения комплексного воздействия на ПЗП (конкретно на стыке волновых, физико-химических и тепловых направлений ОПЗ).

Аналитический обзор новейших разработок и патентов (Россия, Франция, США, Англия, Канада и др.). по этим комплексным направлениям ОГО пластов показывает, что выбранное направление исследовании одно из наиболее эффективных и глубоко разрабатываемых в мире.

На основе элементов теории системного подхода, адаптированных в формализованном виде к условиям ПЗП скважин, обоснована целесообразность и эффективность разработки параллельной комбинации химического, акустического, гидродинамического и теплового воздействия на ПЗП в едином технологическом процессе.

В третьем разделе обоснованы методики и приведены и результаты экспериментальных исследований изменения ФЕС насыпных пористых образцов при моделировании процессов ОПЗ в ультразвуковом поле в различных химических средах.

Описан механизм процесса, который заключается в следующем. Массо-перенос в поле упругих колебаний обусловлен возникновением в каждой точке порового пространства среды высоких знакопеременных (растягивающих и сжимающих) градиентов давления. Влияние упругого поля на фильтрацию однородной жидкости заключается в увеличении скорости фильтрации из-за разрушения реологической структуры жидкости, в том числе в поверхностных слоях, примыкающих к стенкам поровых каналов. Создание упругих колебаний

с амплитудами давлений, превышающими напряжение сдвига, приводит к разрушению вязкого поверхностного слоя и превращению его в подвижную жидкость. При этом характер течения жидкости в поровых каналах становится близким к пуазейлеву при одновременном увеличении эффективного сечения. По экспериментальным данным при фильтрации воды и нефти через сцементированные керны песчаника в поле гармонических колебаний с частотой 18-20 кГц и интенсивностью до 1,5-2 кВт/м2 скорость фильтрации увеличивается в 18-20 раз.

Если поле имеет высокую интенсивность (свыше 0,2 -0,3 кВт/м2), то более 50% его энергии в пределах ствола скважины трансформируется в тепло. Таким образом, пласт облучается совместным тепловым и акустическими полями (термоакустическое воздействие). Под действием теплового поля в ПЗП возможно разжижение и диспергирование АСПО. Помимо этого, в высокоинтенсивном акустическом поле возникают так называемые гравитационно-динамические эффекты, которые интенсифицируют очистку ПЗП от механических частиц, примесей, грязи, твердых солей и АСПО. Отличительные особенности акустического воздействия:

-создание высоких сжимающих и растягивающих градиентов давления в масштабе, соизмеримом с размерами пор и фильтрационными каналами;

- возможность локального и направленного воздействия на определенные зоны пласта как по его радиусу, так и по толщине;

- совместное воздействие на пласт теплом и высокими знакопеременными градиентами давления;

- сохранение целостности цементного камня, поскольку градиенты давления и время действия создаются в масштабе, соизмеримом с размерами пор;

- возможность усиления очистительных эффектов за счет наложения других воздействий .

Изучение акустического действия на загрязненные модели пласта велось на специально сконструированном лабораторном стенде. Для проведения исследований установка снабжена акустической камерой, где монтировался ульт-

развуковой излучатель, соединенный с магнитострикционным преобразователем, работающим в диапазоне частот от 18 до 20 кГц с интенсивностью до 1 кВт/м2.

Разработана следующая методика экспериментальных исследований:

- подготовка образцов пористых сред ( определение абсолютной проницаемости, водонасыщение, фильтрация нефти в объеме до 3,5Упор, определение начальной контрольной величины нефтепроницаемости );

- моделирование процессов загрязнения кернов ( гидрофилизация образцов, фильтрация высокопарафинистых и высокосмолистых жидкостей, смешивание вод различной минерализации, глинизация моделей, прокачка эмульсионных смесей и их комбинирование );

- фильтрация через загрязненные керны различных обрабатывающих составов и жидкостей (нефть товарная, вода пластовая, углеводородные растворители, растворы ПАВ), определение коэффициента восстановления проницаемости;

- обработка загрязненных кернов ультразвуком в статическом режиме;

- обработка загрязненных кернов ультразвуком в динамическом режиме, т.е. одновременное знакопеременное динамическое воздействие при фильтрации различных обрабатывающих составов через пористый материал.

Получены следующие экспериментальные результаты, послужившие базой для разработки новой технологии ОПЗ:

1. Коэффициент восстановления нефтепроницаемости (моделирование ОПЗ нефтедобывающей скважины) зависит от следующих параметров и режимов воздействия:

- времени оптимального ультразвукового воздействия (до определенного предела, превышение которого уже не влияет на эффективность очистки );

- свойств жидкой среды, заполняющей пористый материал ( очистка усиливается в присутствии катионактивиых ПАВ, растворенных в углеводородных растворителях типа этилбензол, нефрас, дистиллат и др.);

- режима обработки (обработка загрязненного керна ультразвуком в ди-

намическом режиме в кратное число раз эффективнее);

2. Коэффициент восстановления водопроницаемости (моделирование ОПЗ нагнетательных скважин) зависит от следующих параметров:

- применение водных специальных составов, таких как водные растворы неонола АФ9.12 и МЛ-80, интенсифицирующих очистку каналов фильтрации проницаемых сред;

- оптимального времени акустического воздействия, когда эффект очистки максимален;

- применение знакопеременного динамического режима очистки, когда ультразвуковое воздействие совмещается с процессом фильтрации обрабатывающего раствора.

На основании результатов экспериментальных работ рассмотрен механизм комплексной очистки пористой среды при взаимоналожении ультразвуковой обработки с физико-химическим воздействием в динамическом режиме фильтрации высокоэффективного обрабатывающего состава.

Одновременно на всю загрязненную поверхность фильтрации проницаемой среды воздействуют следующие факторы: знакопеременные градиенты давления, физико-химическая поверхностная и диспергирующая активность раствора ПАВ, тепловой нагрев среды, динамический режим обработки, локальные вихревые акустические течения. Взаимоналожение этих полей приводит к дезинтеграции кольматирующих материалов, отрыву пленочной воды, растворению и диспергированию парафино-смолистых и асфальтеновых веществ, разрушению аморфных загрязнений и эмульсионных образований. Высокоинтенсивное акустическое поле способствует переводу всех этих жидких, твердых и вязко-пластичных загрязнений во взвешенное состояние, что обусловливает их вынос потоком жидкости из пористой среды. Катионактивные ПАВ гидрофобизуют очищенную поверхность, что способствует повышению нефтепроницаемости. Таким образом инициируются и интенсифицируются все массообменные очистительные процессы и достигается эффективная очистка пористой среды от загрязняющих призабойную зону веществ .

-14В четвертом разделе приводятся результаты промышленных внедрений новой технологии комплексной акустико-химической ОПЗ пласта в динамическом режиме.

Обоснована методика подбора скважин и область эффективного применения новой технологии.

Технология, в первую очередь, предназначена для восстановления старого фонда скважин, т.е. таких скважин, призабойная зона которых практически заблокирована в результате многократных глушений системами на водной основе и длительного отложения асфальтено-смолистых и парафинистых веществ. Поэтому основной объект воздействия - малодебитный фонд скважин с резко сниженными фильтрационно-емкостными свойствами ПЗП. Следующими объектами являются скважины, в которых вскрыты два или более пласта (про-пластка) с различной проницаемостью или один пласт с ярко выраженной неоднородностью по проницаемости. Третьим объектом являются слабопроницаемые продуктивные пласты, призабойная зона которых закольматирована глинистыми частицами и фильтратами буровых растворов. Выполнение технологии рекомендуется осуществлять на указанных объектах при вторичном вскрытии пластов.

Сущность технологии ОПЗ в добывающих скважинах заключается в следующем: в зону продуктивного пласта закачивается углеводородный раствор КПАВ и частично залавливается в пласт, затем производится повторное вскрытие пласта в нефтенасыщенной низкопроницаемой зоне (для обеспечения гарантированной гидродинамической связи скважины с пластом). Повторное вскрытие пласта производится в скважинах со сроком эксплуатации 10 и более лет, сечение перфорационных каналов в которых уменьшилось за счет отложения и уплотнения асфальто-смолистых веществ. В скважинах со сроком эксплуатации от 5 до 10 лет перфорированную зону пласта предлагается подвергать имплозионному воздействию (см. раздел 4). Под воздействием гидроударной волны, возникающей при открытии имплозионной камеры, происходит разрушение и очистка перфорационных каналов от рыхлых асфальто-

смолистых отложений. После этого вся перфорированная толщина пласта подвергается обработке ультразвуком в среде углеводородного раствора ПАВ, одновременно рекомендуется создание динамического режима путем создания давления (продавки раствора ПАВ в пласт) с последующим резким его снижением (обратного движения раствора ПАВ из пласта в ствол скважины).

Сущность нового процесса в предлагаемом режиме можно характеризовать как своеобразное "полоскание" ПЗП в обрабатывающем составе в отличие от традиционных способов ОПЗ пласта, которых можно характеризовать только как "отмочка" призабойной зоны. Разработанную технологию можно классифицировать как принципиально новый вид ОПЗ пласта - термоакустико-химическая очистка ПЗП в знакопеременном динамическом режиме.

Большое значение имеет правильный подбор обрабатывающего состава, в среде которого генерируют акустические волны. В нефтедобывающих скважинах рекомендуются углеводородные растворы катионактивных IIAB ("Тюмень", ЭС-2, "Нефтехим", "Тарин" и др). Углеводородная основа должна быть представлена мощными растворителями с высоким содержанием ароматических соединений (этилбензол, нефрас, дистиллат и др.). В нагнетательных скважинах должны применяться водные растворы неионогенных и анионактивных ПАВ ( МЛ-80, АФ-9-12 и др.).

Выполнение ОПЗ скважин на стадии вторичного вскрытия пластов с целью очистки ПЗП от глинистых кольматантов и водных фильтратов буровых растворов, проникших в период первичного вскрытия пластов бурением, производят по следующей технологии. Буровой раствор в скважине заменяют на воду (пресная, сточная или высокоминерализованная) или нефть (в зависимости от пластового давления). Затем по НКТ на забой доставляют 3-6 м3 водного раствора ПАВ определенной плотности (от 1000 до 1180 кг/м3) или полиглицеринового состава (плотность 1200-1260 кг/м3), или углеводородный раствор КПАВ (при относительно малых величинах пластового давления). В этой среде специальных перфорационных составов производят перфорационные работы по обычной технологии. Затем на электрокабеле спускают ультразвуковой из-

лучатель, устанавливаемый п интервале перфорации. Производят акустическую обработку ПЗП в активном химическом составе при создании динамического режима фильтрации обрабатывающего состава из скважины в пласт и из пласта в скважину (режим "полоскания" ПЗП). Таким образом достигается качественное вскрытие пласта с одновременной очисткой призабойной зоны нефтяного пласта от глинистых и водных загрязнений. Вторичное вскрытие с одновременной ОПЗ пластов позволяет вводить скважины в эксплуатацию практически без специальных трудоемких работ по освоению. Скважины выходят на устойчивый режим работы с повышенными дебитами нефти.

Опытно-промысловые испытания и промышленное внедрение разработанных вариантов технологии комплексной ОПЗ пластов проведены в нескольких НГДУ АО "Татнефть" на 22 добывающих скважинах и 12 нагнетательных скважинах, а также на 10 скважинах АО "Удмуртнефть". Выборочные результаты внедрения приведены в таблице.

Гидродинамические исследования опытных скважин показали высокую степень очистки ПЗП по предлагаемой технологии (рис. 2). Так скин-эффект на скважине № 2367 снизился с +3,2 до -2,3 , а коэффициент продуктивности увеличился с 0,031 до 0,12 т/сут атм, т.е. в 4 раза.

В течение 1995-98 г.г. на предприятиях АО "Татнефть", "Удмуртнефть", ЗАО "Геология", "Ритек" объем внедрения новой технологии составил более 200 скважин с удельным экономическим эффектом от 53,3 тыс.руб. до 81,2 тыс.руб. на одну скважино-операцию.

Новизна, отличительные признаки, существенный народнохозяйственный эффект разработанной комплексной технологии позволили автору получить патент РФ №2108452 на изобретение "Способ ОПЗ пласта" (в соавторстве с Г.А.Орловым, М.Х.Мусабировым, В.М.Хусаиновым), а также патент РФ №2086753 на изобретение "Устройство для очистки скважин методом имплозии" (в соавторстве с В.М.Хусаиновым, В.Р.Вороновским, Н.П.Волковым, И.М.Саллховым).

Результаты промышленного внедрения технологии комплексной акустико-химической ОПЗ пластов

Таблица

№№ пп N2 скважины Месторождение, площадь Продуктивный пласт Дата обработки Дебит нефти, т/сут Динамический уровень, м Обводненность, % Доп. добыча нефти, т

до | после до | после до | после

1. 8256 Павловская С66 25.07.98 б/д 3 б/д 880 21 12 450

2. 379 Павловская До 31.07.98 б/д 5 б/д 780 12 8 750

3. 367 Павловская Д. 31.08.98 б/д 7 б/д 890 32 25 810

4. 4908 Вост.Лениногорская До 24.02.98 3 9 960 720 21 20 1610

5. 8521 Зсленогорская Л 13.03.98 4 10 920 820 14 12 1590

6. 2923 Зеленогорская Л 18.09.98 7 15 890 720 25 20 710

7. 79 Чутырское д> 23.03.98 1,3 3,1 937 849 37 42 920

8. 51 Чутырское Л 30.03.97 1,3 3,5 961 829 И 5 1100

9. 940 Чутырское А4 25.03.97 0,8 3,3 991 811 52 31 1230

10. 2433 Красногорское А4 04.08.97 1,2 4,1 950 870 30 25 1410

Ric.?.. КонГигурацпл 1ЩД, обработанных в системе

координат л Р - tyt , с учетом притока до а) и после б) «13 СКВ. ¡P ¡23(57

-19В питом разделе приведены теоретические обоснования и практические зеклмендации по дальнейшему совершенствованию конструкции забоя нефте--азовых скважин. Проанализирован процесс формирования загрязнений забоя ;кважин на этапе заканчивания горного сооружения с применением современ-гых методических подходов и технологий. Показано, что ухудшение фильтра-пгонных свойств пластов-коллекторов при этом неизбежно, поскольку гидромеханические процессы взаимодействия системы "скважина - пласт" неконтро-шруемы и неуправляемы. Более того, широко применяемые технологии пер-шчного вскрытия продуктивных отложений, и особенно, в сложных горно-еологических условиях имеют ограниченные возможности по заканчиванию :кважин открытым забоем гидравлически совершенным по характеру и степени ¡скрытия.

В этой связи сформулирована концепция формирования фильтра скважи-1Ы на этапе первичного вскрытия продуктивной толщи и предъявляемые к ней ребования.

На этой научно-методической основе разработано устройство и техноло-ия имплозионного воздействия на ПЗП, технологические схемы селективной скпресс-обработки объектов временной и долговременной изоляции, системы онтроля и управления процессами обработки необсаженного ствола скважины.

Формирование фильтра эксплуатационной скважины осуществляется ледующим образом.

1. В процессе первичного вскрытия продуктивной толщи комплекс )люидонасыщенных пластов, включая продуктивные, подвергается временной золяции гидромониторной обработкой, совмещаемой с процессом бурения. 1то сохраняет природные коллекторские свойства нефтегазовых пластов и пре-упреждает их взаимодействие с водонасыщенными.

2. По окончании бурения проводится долговременная изоляция водона-ыщенных и чуждых пластов последовательным производством двух операций дренированием призабонпом зоны имплозионным воздействием и гидроизо-яцией этого интервала гидромониторными струями тампонажных растворов.

-203. По результатам оценки этих работ принимается окончательное решение о выборе конструкции забоя скважины (открытого, обсаженного и т.д.).

Результаты первых промысловых испытаний подтверждают конценцик расширения области применения конструкций открытого забоя скважин и зна чительного повышения герметичности и надежности применяемых сегодш конструкций забоя с различным гидродинамическим совершенством.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. На основании проведенных обобщений загрязнения призабойпой зонь пласта различными по своему фазовому состоянию скважинными продуктам! установлено, что наиболее перспективным направлением повышения эффективности операций ОПЗ пластов является разработка комплексных технологи? с многофакторным воздействием на все виды загрязнений в ПЗП.

2. Теоретически и экспериментально обоснована возможность очисти ПЗП способом акустико-химической стимуляции продуктивности скважин I знакопеременном динамическом режиме. Описан механизм очистки пористоГ среды при одновременном физико-химическом воздействии растворов катио-нактивных и неионогенных ПАВ в знакопеременном динамическом режиме Экспериментально установлена возможность достижения коэффициента восстановления проницаемости моделей пласта до исходной величины за счет реализации синергетического эффекта.

3. Термоакустико-химическая технология ОПЗ адаптирована отдельно для добывающих и нагнетательных скважин как в терригенных, так карбонатных коллекторах.

4. Разработаны и внедрены технологии:

4.1. Комплексной акустико-химической ОПЗ пласта в знакопеременное динамическом режиме воздействия (патент № 2108452 РФ). Технология в течение 1995-1998 гг. внедрена во многих нефтедобывающих предприятиях Татарстана и Российской Федерации на 210 скважинах и признана базовой технологией восстановления продуктивности малодебитпого нерентабельного фонд;

жважин.

4.2. Технология имплозионного воздействия (патент № 2086753 РФ) в сочетании с акустико-химическпми методами внедрена на предприятиях АО 'Татнефть" на 202 скважинах с удельным эффектом приращения дебита нефти ю 3 т/сут.

5. Расширена область эффективного применения имплозионного воздействия на призабойную зону неф гегазоводонасы щепных пластов продуктивной гол щи при заканчивании скважин формированием фильтра в необсаженном ;тволе.

Общий экономический эффект от внедрения разработанных технологий ю состоянию на 31.12.1998 г. в расчете на личный вклад соискателя составил )89,6 тыс.руб.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих печатных эабот ах:

1. Грубов А.И. Совершенствование станции промысловых исследовании ipn капитальном ремонте скважин.// Сб. тез. конф. молодых ученых и специа-шстов ПО "Нижневартовск-нефтегаз" -1979.

2. Грубов А.И., И.С. Шумейко, A.M. Макаренко. Экспресс-метод опреде-1ения забойных, пластовых давлений и продуктивной характеристики пласта в (асосных скважинах Самотлорского месторождения // Технология эксплуата-щи нефтяных месторождений и строительство наклонно направленных сква-к'нн в Нижневартовском регионе: Сб. науч. тр. НижневартовскНИПИнефть -Л.: ВНИИОЭНГ. -1990,- С. 58-67.

3. Грубов А.И., И.С. Шумейко, A.M. Макаренко. Определение технологи-lecKiix параметров задавочной жидкости экспресс-методом при глушении на-осных скважин // То же. - С. 70-75.

4. Зиннатов И.Х., Грубов А.И., В.Б. Нанданов, Т.К. Анасов. О результатах фименеппя нестационарного заводнения на Мыхиайском месторождении // 'еология и разработка нефтяных месторождений Нижневартовского района:

Сб. науч. тр. НижневартовскНИПИнефть - М.: ВНИИОЭНГ. -1990,- С. 28-31.

5. И.С. Шумейко, А.И. Грубов, A.M. Макаренко. Определение парамет ров призабойной зоны при ремонте скважин механизированного фонда // Экс плуатация нефтяных месторождений Западной Сибири: Сб. науч. тр. Нижне-вартовскНИПИнефть.-М.: ВНИИОЭНГ,-1991.- С.91-95.

6. A.M. Клеев, А.И. Грубов, A.M. Макаренко. Использование имплозион ного устройства для обработки призабойной зоны скважин // То же. - С.95-97.

7. Грубов А.И. Переоборудование автоматической исследовательско! станции при капитальном ремонте скважин // Сб. тез. науч. - техн. конф. Г1С "Нижневартовскнефтехаз".-1991.

8. Временная инструкция на проведение испытаний имплозионного у термоимплозионного устройства при обработке нефтяных скважин // 1995 согл. Госгортехнадзор РФ и утв. АО "Татнефть".

9. Инструкция по технологии комплексной акустико-химической стимуляции скважин // Г.А. Орлов, А.И. Грубов, М.Х. Мусабиров, В.М. Хусаинов Сб. инструкций, регламентов и РД по технологиям ОПЗ пластов и стимуляцш работы скважин. Альметьевск: -1998.

10. Г.А. Орлов, М.Х. Мусабиров, А.И. Грубов, В.М. Хусаинов, A.A. Ан-варов. Разработка комплексной акустико-химической технологии ОПЗ пласта /, Производственный, теоретический, научно-популярный и информационны? журнал (ПТНПИЖ) Нефть Татарстана 1998.-№ 2.

11. Сагидуллин И.А., Федоров В.А., Грубов А.П., Старов O.E., Анваро! A.A., Файзуллин Р.Н. Повышение качества крепи обсадных колонн //То же.

12. Старов O.E., Грубов А.И., Файзуллин Р.Н., Хаминов Н.И., Анварог A.A., Бадриев С.Ш. Оптимизация выработки запасов терригенных коллекторо1 водонефтяных залежей бобриковского горизонта Азнакаевской площади Ро машкинского месторождения // То же.

13. Грубов А.И., Старов O.E. Мероприятия по охране окружающей средь при разбуривашш Пекинского месторождения //То же .

14. Орлов Г.А., Грубов А.И., Мусабиров М.Х., Хусаинов В.М., Файзуллш