автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.06, диссертация на тему:Регулирование набухания глин продуктивных коллекторов физическими полями с целью повышения производительности работы скважин

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ НА

ФИЛЬТРАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОРИСТЫХ СРЕЩ. . II

1.1. Исследование влияния магнитного поля на фильтрационные характеристики глинизированных пластовых систем.

1.2. Изучение влияния магнитного поля на процесс набухания глины.

1.3. Регулирование процесса набухания глины при фильтрации воды магнитным полем.

1.4. Влияние магнитного поля на начальный градиент давления при фильтрации воды в глинизированной пористой среде.

ГЛАВА 2. РЕГУЛИРОВАНИЕ ФИЛЬТРАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

ПОРИСТЫХ СРВД ОМАГНИЧЕНЕЫМИ РАСТВОРАМ ПАВ

2.1. Регулирование гидродинамических свойств пластовых систем обработкой пористой среды омагниченным раствором ПАВ.

2.2. Регулирование процесса фильтрации раствора ПАВ в неоднородной пористой среде магнитным полем.

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОМЫСЛОВЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ ПО

ПРИМЕНЕНИЮ ФИЗИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ.

3.1. Повышение эффективности обработки ПЗП нефтяных скважин омагниченным раствором ПАВ.

3.2. Обработка ПЗП нагнетательных скважин омагниченнш раствором ПАВ.

На ХХУ1 съезде КПСС, последующих пленумах ЦК КПСС и ЦК КП Азерб.ССР отмечалось большое значение роли нефтяной промышленности в решении народнохозяйственных задач. Директивами съезда предусмотрен дальнейший рост добычи нефти и газа, намечено в XI пятилетке довести добычу нефти, включая газоавй конденсат, до 620-645 млн.тонн в год.

В связи с этим, наряду с освоением и вводом в разработку новых месторождений, приобретают важное значение внедрение новых, а также совершенствование существующих методов воздействия на уже разрабатываемые залежи с целью стабилизации и щтенсифика-ции добычи.

Многолетний опыт разработки показывает значительные трудности, возникающие при эксплуатации нефтяных месторождений, продуктивные коллектора которых имеют в своем составе глину в виде пропластков-или включений. При наличии в глинизированных коллекторах воды процесс разработки еще более усложняется за счет протекания неравновесных процессов, связанных с набуханием глины. Набухание глины в коллекторах приводит к изменению фильтрационных характеристик, в результате чего уменьшается охват пласта заводнением, происходит неравномерное продвижение водо-нефтяного контакта и т.д. Указанные явления приводят к снижению эффективности процесса разработки месторождений и,следовательно,к снижению производительности работы как эксплуатационных, так и нагнетательных скважин. В связи с этим актуальными являются исследования возможности снижения степени неравновесности набухания глины и сопутствующих процессов методами, основанными на применении физических полей, с целью улучшения фильтрационных характеристик глинизированных коллекторов.

Цель работы. Улучшение фильтрационных характеристик глинизированных коллекторов путем воздействия на пластовые системы физическими полями.

В работе решены следующие задачи:

1. Исследование влияния магнитной обработки воды на процесс набухания глины и фильтрационные характеристики глинизированных пористых сред.

2. Лабораторные исследования регулирования процесса фильтрации водой при комбинированной обработке ее магнитными полями и ПАВ.

3. Применение магнитной обработки водных растворов ПАВ при воздействии на призабоиную зону пласта нефтяных скважин,эксплуатирующихся при забойном давлении ниже давления насыщения, и нагнетательных скважин, осуществляющих закачку в глинизированные коллектора, для повышения производительности их работы.

Методы решения поставленных задач.

Для решения поставленных задач применялись экспериментальные методы, анализ материалов промысловых испытаний, а также обработка результатов проведенных исследований с применением ЭВМ.

Научная новизна.

1. Впервые показана возможность снижения степени набухания глины и величины начального градиента давления (НГД) в глинизированных пористых средах путем обработки фильтрующейся воды постоянным магнитным полем.

2. Определена "память" пластовых систем на магнитное воздействие, обуславливающая длительность действия эффекта магнитной обработки после ее прекращения.

3. Предложено использовать результаты нестационарных исследований для оценки в лабораторных условиях изменения степени набухания глины в пористой среде.

4. Показана эффективность комбинированного физико-химического воздействия на призабоинуго зону пласта нефтяных скважин, эксплуатирующихся при значении забойного давления ниже давления насыщения.

Практическая ценность и реализация результатов работы.

При обработке воды и водных растворов ПАВ постоянным магнитным полем наблюдается: снижение степени набухания глины и величины ВГД в глинизированных пористых средах, улучшение фильтрационных характеристик пористой среды при двухфазной (жидкость - газ) фильтрации, снижение неравномерности фильтрации в неоднородных по проницаемости и литологическому составу пористых средах.

Выявленные особенности позволили разработать методы повышения производительности работы эксплуатационных и нагнетательных скважин.

Предложенный в работе метод магнитной обработки закачиваемого раствора ПАВ в глинизированные пласты в процессе заводнения был осуществлен на нагнетательных скважинах №№ 113, 175, 246 НГДУ "Сальяннефть" ПО "Азнефть". В результате обработки нагнетаемого раствора ПАВ было отмечено значительное увеличение приемистости скважин.

Метод улучшения фильтрационных характеристик пористой среды обработкой омагниченным раствором ПАВ был применен на газлифтных скважинах НГДУ "Федоровскиефть" ПО "Сургутнефтегаз",эксплуатирующихся при забойном давлении ниае давления насыщения. В результате мероприятий по воздействию на призабойную зону пласта (ПЗП) скважин Ш 776, 794, 1337, 1350, 1351, 1352, 1355, 13836, 1426, 1445, 1448 омагниченным раствором ПАВ прирост добычи нефти составил за 2 месяца 9120 тонн, а экономический эффект 173 тыс.руб. (в приложении к диссертации приводятся акт внедрения и расчет экономической эффективности проведенных мероприятий).

Материалы диссертационной работы и предлагаемые методы вошли в "Методическое руководство по анализу технологических процессов при разработке морских нефтяных, газовых и газокоцденсатных месторождений", утвержденное Мингазпромом СССР (1983 г.).

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на:

1. Ш Всесоюзной конференции по механике аномальных систем, посвященной 60-летию образования СССР,г.Баку,1982 г.

2. У Республиканской научной конференции аспирантов вузов Азербайджана,г.Баку, 1982 г.

3. Ш областной теоретической школе-семинаре "Термодинамические методы в разведке, разработке и эксплуатации нефтяных и газокоцденсатных месторождений Западной Сибири",г.Тюмень,1984 г.

4. Всесоюзный семинар по разработке нефтяных месторождений (ВНИИ),г.Москва,1984 г.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, выводов и рекомендаций, списка литературы, насчитывающего 80 наименований, и приложения, содержит 72 страниц машинописного текста, 27 таблиц, 36 рисунков.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Экспериментальные исследования показали возможность снижения степени набухания глины в пористой среде обработкой фильтрующейся воды постоянным магнитным полем.

2. Показана возможность применения нестационарных методов исследований (КВД) для оценки в лабораторных условиях изменения степени набухания глины в пористой среде.

3. Экспериментально установлено снижение величины НГД,проявляющегося в глинизированной пористой среде в результате омагничи-вания фильтрующейся воды.

4. Пластовая система (глинизированная пористая среда-углеводородная жидкость-вода) обладает "памятью" на магнитное воздействие, величина которой характеризует продолжительность эффекта от воздействия после его прекращения.

5. Экспериментально установлено, что магнитная обработка водного раствора ПАВ позволяет:

- улучшить фильтрационные характеристики пористой среды в процессе фильтрации газированной жидкости при давлении ниже давления насыщения;

- регулировать процесс фильтрации в неоднородных по проницаемости и литологическому составу пористых средах, снижая их неоднородность.

6. На основании проведенных экспериментальных и промысловых исследований рекомендуется:

- для повышения производительности работы нефтяных скважин, эксплуатирующихся при значении забойного давления ниже давления насыщения, проводить обработку ПЗП омагниченным раствором ПАВ.

При обработке ПЗП газлифтных скважин НГДУ "Федоровскнефть" омагниченным раствором ПАВ было отмечено значительное повышение производительности их работы, экономический эффект проведенных обработок составил 173 тыс.руб.;

- для увеличения приемистости нагнетательных скважин, закачивающих водные растворы ПАВ в неоднородные глинизированные коллекторы, применять магнитную обработку рабочего агента.

Магнитная обработка закачиваемого раствора ПАВ позволила увеличить приемистость нагнетательных скважин 113, 175, 246 НГДУ "Сальяннефть" на 20-30$.

1. Методы увеличения нефтеотдачи пластов при заводнении / Т.А.Бурдынь,А.Т.Горбунов,Л.В.Лютин и др.: Недра, 1983, 192 с.

2. Барышев В.М.,Мовсесян С.Г. О роли глинистых компонентов в нефтедобыче песчанных коллекторов. АНХ,№ 2,1951,с.32-35.

3. Меликов М.А.»Гейдаров К.М.,Гулиев М.А. Результаты промышленного внедрения барообработки. Изв.ВУЗов СССР. Нефть и газ, 1979,$ 12,с.31-34.

4. Некоторые мероприятия по увеличению приемистости нагнетательных скважин /Р.Х.Муслимов,А.М.Мамед-заде,Т.Ш.Салаватов и др. Баку,Изв.ВУЗов СССР. Нефть и газ,1982,№ 5,с.22-24.

5. Осипов Ю.Б. Магнетизм глинистых грунтов. М.:Недра, 1978, 200 с.

6. Осипов Ю.Б. Исследование глинистых суспензий, паст и осадков в магнитном поле.- М.: Изд-во МГУ, 1968, 157 с.

7. Магницкий Б. А. "Московский университет" .М., Из д.МГУ, 1984.

8. Сб. Вопросы теории и практики магнитной обработки воды. М.: 1971,с.313.

9. Миненко В.И. Магнитная обработка водно-дисперсных систем. Киев, 1970, с .168.

10. Сб. Вопросы теории и практики магнитной обработки воды. Новочеркасск,1975,с.266.

11. Классен Б.И. Вода и магнит. М.: Наука,1973,с.112.

12. Зеленков В.Е.Чернов Ю.Е. Исследование методов контроля и индикации магнитной обработки водных систем. Сб. Вопросы теории и практики магнитной обработки воды и водных систем. Новочеркасск, 1975,с.82-86.

13. Агаларов Дж.М. Магнитный способ борьбы с солеотложениями в нефтедобыче. Баку, Азернешр,1981, 159 с.

14. Агаларов Д.М. Экспериментальное исследование влияния магнитного поля на солеотложения в трубах. М. -.ВНИИОЭНГ, Нефтепромысловое дело, 1973,$ I,с. 16-19.

15. Классен В.И. Омагничивание водных систем. 2-ое изд.,пе-рераб.и доп. М.: Химия,1982, 296 с.

16. Стукалов П.С. Магнитная обработка воды. Л.:Судостроение, 1969, 162 с.

17. Дерягин Б.В.,Чураев Н.В. Новые свойства жидкостей. М., Наука,1971, 176 с.

18. Крайт Г.Р. Наука о коллоидах. М.: ИЛ,1955, 538 с.

19. Салаватов Т.Ш. Регулирование геофизическими свойствами нефтей физическими полями. Кандидатская диссертация. АзИНЕФТЕХИМ, 1981.

20. Муслимов Р.Х.,Мамед-заде A.M.,Салаватов Т.Ш. Увеличение приемистости на нагнетательных скважинах путем закачки омагничен-ной воды. Тем.сб.науч.трудов,Баку,АзИНЕФТЕХИМ, 1981,с.101-104.

21. Салаватов Т.Ш. Пути увеличения приемистости нагнетательных скважин. Баку,Изв.ВУЗов СССР, Нефть и газДз 2,1983,с.38-42.

22. Установка для обработки пресной воды нагнетательных скважин в магнитном поле /Л.А.Демчук,А.И.Михельман,В.С.Сухан и др. Изв.ВУЗов СССР, Нефть и газ,1982,Л 9,с.52-54.

23. Михелъман А.И.,Федоров Л.В. Изменение приемистости нагнетательных скважин при обработке воды магнитным полем. Баку,Изв. ВУЗов СССР. Нефть и газ,1978,J® 7,с.106.

24. Влияние магнитной обработки воды на процесс вытеснения углеводородной жидкости в пористой среде /А.М.БайрамовД.М.Мамед-заде,В.Д.Неретин и др. Баку, Из в. ВУЗОВ СССР, Нефть и газ, 1977, № 12, с.25—29,

25. Влияние магнитного поля на процесс вытеснения нефти водой/ А.М.Байрамов,З.М.Ажетов,В.С.Дешура и др. Сб.науч.трудов АзИШЖЕ-ХИМ, Баку,1979,№ 7,с.12-19.

26. Михельман А.И.,Федоров Л.В. ,Радыш В.Н. Изменение нефтеотдачи модели пласта при вытеснении нефти омагниченной водой. Баку, Изв.ВУЗов СССР, Нефть и газ,1977,№ 12,с.78.

27. Мирзаджанзаде А.Х.,Симкин Э.М.Глазунова A.B. Экспериментальное исследование потенциалов фильтрации в модельных углеводородных жидкостях. Баку, Изв.ВУЗов, Нефть и газ,1982,$ 6,с.53-56.

28. Мамед-заде A.M. Определение давления насыщения газожидкостных систем в пористой среде. Баку,Изв.ВУЗов СССР, Нефть и газ, 1976,№ 10,с.75-77.

29. Мамед-заде A.M. Влияние глины на давление насыщения газожидкостной системы. Кандидатская диссертация, АзИНЕФТЕХИМ,1973.

30. Сургучев М.Л.,Желтов Ю.В.,Симкин Э.М. Физико-химические микропроцессоры в нефтегазоносных пластах. М.: Недра,1984, 215 с.

31. Огибалов П.М. »Мирзаджанзаде А.Х. Механика физических процессов. Изд-во МГУ,1976, 370 с.

32. Методы определения теплопроводности и температуропроводности /А.Г.Шашков,Г.М.Волохов,Т.М.Абраменко и др. М.: Энергия, 1973, 336 с.

33. Геращенко O.A.»Федоров Б.Г. Техника теплотехнического • *эксперимента. Киев,. Наукова Думка, 1964, 164 с.

34. Осипова Б.А. Экспериментальное исследование процессов теплообмена. М.: Энергия, 1979, 320 с.

35. Мирзаджанзаде А.X.»Степанова Г.С. Математическая теория эксперимента в добыче нефти и газа. М.: Недра,1977, 228 с.

36. Мирзаджанзаде А.Х. Парадоксы нефтяной физики. Баку,Азер-нешр,1981, 148 с.

37. Влияние магнитной обработки воды на процесс вытеснения углеводородной жидкости в пористой среде, содержащей остаточную воду /А.М.Байрамов,А.М.Мамед-заце,В.М.Михайлов и др. Баку, Изв. ВУЗов СССР, Нефть и газ, 1978,Ш 2,с.32-36.

38. Саркисян С.Г.»Котельников Д.Д. Глинистые минералы и проблемы нефтегазовой геологии. М.: Недра,1971, 221 с.

39. Саркисян С.Г.,Котельников Д.Д. Глинистые минералы и проблемы нефтегазовой геологии. Изд.2-е,перераб.и доп. М.: Недра, 1980, 232 с.

40. Исследование глин и новые рецептуры растворов. Под ред. В.В.Городнова. М.: Недра,197I, 133 с.

41. Мискарли А.К. Коллоидная химия промывочных глинистых суспензий. Баку,Азернешр,1963, 215 с.

42. Гедройц К.К. Химический анализ почв. Избр.соч.,т.1,Сель-хозгиз,1955, 364 с.

43. Уолкер Д. Почему слипаются влажные частицы песка и глины. М.: Мир, В мире науки, 1983,1! I,с.96-101.

44. Злочевская Р.И. Связанная вода в глинистых грунтах. М.: Изд-во МГУ,1969, 247 с.

45. Эйдельман Л.Р. Регулирование фильтрационной характеристики воды магнитным полем. Тезисы докладов У научной конференции аспирантов БУЗов Азербайджана. Баку,1982,с.107.

46. Гамаюнов Н. И., Замятина М.Е. Исследование коагуляции суспензий после магнитной обработки. Коллоидный журнал,1982,т.44I, с.II7-I2I.

47. Набухание глин в магнитоактивированной воде /Н.А.Валеева,

48. Л. А. Демчу к, Б. М. Лейб ер т, И. Л. Мархасин. М.: Недра, HX.J& 6,1984, с .18-22.

49. Барышев Б.М. ,Мовсесян С.Г. Влияние набухания глинистых компонентов песка на скорость продвижения водонефтяного контакта. HX,I970,Jfi II,с.21-23.

50. Разработка нефтяных месторождений с применением поверхностно-активных веществ /Г.А.Бабалян,Б.И.Леви,А.Б.Тумасян и др. М.:Недра,1983 , 216 с.

51. Миронов Т.П.»Орлов B.C. Нефтеотдача неоднородных пластов при заводнении. М.: Недра,1977, 192 с.

52. Бернадинер М.Г.,Ентов Б.М. Некоторые решения плоских задач фильтрации с предельным градиентом. Изв.АН СССР,сер.МЖГ,1970, № 2,с.168-172.

53. Ентов Б.М. Об одной задаче фильтрации с предельным градиентом, допускающей точное решение. Прикладная математика и механика, 1968,т.32,вып.3,с.487-492.

54. Физико-геологические проблемы повышения нефтегазоотдачи пластов /М.у^Мирчинк,А.Х.Мирзаджанзаде,Ю.В.Желтов и др. М.:Недра, 1975, 232 с.

55. Асланов Ш.С.,Мамедов Т.М.,Самедов Т.А. Влияние горного давления на показатели разработки. БакуДзИЁОЕФТЕХШ. Сб.науч.трудов, 1981, с. 65-69.

56. Мамедов Т.М. Лабораторные исследования влияния горного давления на появление начального градиента. Изв.ВУЗов. Нефть и газ,1984,№ I,с.24-25.

57. Явление наличия начального градиента давления при движении флюидов в газоводонасыщенных пористых средах /А.Х.Мирзаджан-заде,Л.Б.Берман,Ю.В.Зайцев и др. Баку,Изв.БУЗов СССР, Нефть и газ,1981,№ 3,с.31-35.

58. Дерягин Б.В. Механические свойства тонких слоев жидкостей. ЖФХ, 1934,т.5,вып.2-3.

59. Дерягин Б.Б. Учение о свойствах тонких слоев воды в приложении к объяснению свойств глинистых пород. Тр.совещ.по инж.-геолог.свойствам горных пород и методам их изучения,т.I. М.:Изд. АН СССР,1956,с.426-441.

60. Ребиндер П.А. Структурно-механические свойства глинистых пород и современные представления физико-химии коллоидов. Тр.совещ.по инж.-геолог.свойствам горных пород и методам их изучения., т.1, М.:Изд.АН СССР,1956,с.192-215.

61. Влияние неоднородности пластов на разработку нефтяных месторождений /Ю.П.Борисов,В.В.Воинов и др. М.:Недра, 1970, 288 с.

62. Заремба Б.Г.,Михневич Г.Л. Влияние магнитных полей на структуру пристенных слоев. Коллоидный журнал,1962,т.24,с.73-77.

63. Салаватов Т.Ш., Эйдельман Л.Р. Влияние магнитной обработки воды на начальный градиент давления при фильтрации воды в глинизированных пористых средах. Изв.ВУЗов, Нефть и газ,1984,Л I,с. 12.

64. Саркисян С.А.,Голованов Л.В. Прогнозирование развития больших систем. М.: Статистика,1975,с.126.

65. Сулейманов А.Б. Технология и техника эксплуатации скважин малого диаметра. Баку,Азернефтеиздат,1966, 219 с.

66. Применение водных растворов препарата МЛ-72 для глушения скважин /В.И.Гусев,Н.М.Шерстнев,Е.Л.Полубоярцев и др. Сб.науч. трудов Всес.нефтегазов.научно-исслед.ин-та (ВНИИ),1980,вып.73, с.41-44.

67. Ибрагимов Г.З.,Хисамутдинов Н.И. Справочное пособие по применению химических реагентов в добыче нефти. М.:Недра,1983, 312 с.

68. Сулейманов А.Б. Об особенностях морской нефтегазодобычи. Баку,АБХ,1984,№ 8,с.33-36.

69. Хмелевский Е.И. ,Гайнанов В. В. Влияние разгазирования нефти в призабойной зоне скважин на коэффициент продуктивности. Нефтепромысловое дело. Реф.науч.-техн.сб. ,1972,1Гз 2,с.16-18.

70. Гиматудинов Ш.К. Физика нефтяного пласта. М.:Недра,1981, 287 с.

71. Есипова Н.Е.,Зорин З.М.Лураев Н.В. Влияние пузырьков защемленного газа на течение жидкостей в тонких капиллярах с гидрофильной и гидрофобной поверхностью. АН СССР, Коллоидный журнал, т.Х1У,вып.1,1981,с.9-13.

72. Огибалов П.М.»Мирзаджанзаде А.Х. Нестационарное движение вязкопластичных сред. Изд.МГУ,1954,1954,с.38.

73. Разработка месторождений при забойном давлении ниже давления насыщения /Г.Г.Бахитов,В.П.Максимов,Р.Т.Булгаков и др. М.: Недра, 1982, 229 с.

74. Шейдаев Т.Ч. Повышение эффективности геологотехнических мероприятий на основе регулирования определяющих факторов. Автореферат кандидатской диссертации. Баку,АзИНЕФТЕХИМ, 1984.

75. Аметов И.М.,Мамедов В.М.,Шейдаев Т.Ч. О некоторых особенностях фильтрации газированной жидкости. Изв.ВУЗов,Нефть и газ, 1983,№ 3,с.33-34.

76. Сатинов А.О.,Панов Г.Е.,Обухов Ю.Д. Вестн.АН Каз.ССР,1967, № 10,с.46-48.

77. Совершенствование систем разработки нефтяных месторождений Западной Сибири /В.А.Бадьянов,Ю.Е.Батурин,Е.П.Ефремов и др. Свердловск, Средне -Уральское книжное издательство,1975,с.174.

78. Джаханьяр ф.А. Комбинированная обработка воды для повышения приемистости нагнетательных скважин. Автореферат кандидатской диссертащи. Баку, АзИНЕфТЕХИМ, 1983.

79. Муслимов Р.X. »Стариков Б.А., Эйдельман Л.Р. Использование различных физических полей для повышения эффективности работы скважин. Тезисы докладов Ш Всесоюзной конференции по механике аномальных систем. Баку,1982,с.85-86.