автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.06, диссертация на тему:Регулирование разработки залежей аномально вязких нефтей на завершающей стадии

На правах рукописи

'х-

Зюрин Виктор Григорьевич

Регулирование разработки залежей аномально вязких нефтей на завершающей стадии

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 05. 15.06 - Разработка и эксплуатация

нефтяных и газовых месторождений

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

УФА -1998

Работа выполнена в нефтегазодобывающем управлении "Арланнефть" акционерной нефтяной компании "Башнефть".

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор, член-корреспондент АЕН РФ Хабибуллин ЗА.

Научный консультант: кандидат технических наук Ленченкова Л.Е.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор,

действительный член АЕН РФ Горбунов А.Т. кандидат технических наук, старший научный сотрудник Шарафутдинов И.Г.

Ведущее предприятие - Внедренческий научно-исследовательский

инженерный центр "Нефтегазтехнология", г.Уфа.

Защита состоится " 1998 г. в ik часов

на заседании диссертационного Совета К 104.01.01. при Башкирском научно-исследовательском и проектном институте нефти - филиале АНК "Башнефть" по адресу: 450077, г. Уфа, ул. Ленина, 86.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке БашНИПИнефть

Автореферат разослан " ^ ^ " ^ А 1998 г.

Ученый секретарь

диссертационного Совета К 104.01.01., кандидат геолого-минералагических наук

В. Голубев

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы

Известно, что целый ряд крупных месторождений Республик Башкортостан, Татарстан и других регионов Российской Федерации характеризуются аномально вязкими свойствами нефти. На этих месторождениях актуальной проблемой на завершающей стадии их эксплуатации при заводнении является обеспечение наиболее полной выработки запасов нефти. Решение данной проблемы осложнено разнообразием геологических условий залегания, физических свойств пород и нефтей как по отдельным пластам, так и в пределах площадей и месторождений.

Арланское нефтяное месторождение в Башкортостане - одно из крупнейших месторождений Российской Федерации по запасам нефти. Трудности в обеспечении эффективной разработки месторождения обусловлены многопластовостью, высокой неоднородностью геологического строения эксплуатационных объектов, изменчивостью коллекторских свойств, повышенной вязкостью и аномальными свойствами нефти. Все эти особенности предопределяют сложности процесса разработки залежей нефти в терригенных отложениях нижнего карбона Ар-ланского месторождения при заводнении. Из-за отсутствия достоверных промысловых данных об аномально вязких свойствах нефти влияние их на процессы фильтрации и вытеснения в условиях неоднородных пластов на стадии проектирования месторождений арланского типа учитывается недостаточно полно. За сорок лет эксплуатации Арланского месторождения выполнено шесть проектов разработки.С целью достижения высокой нефтеотдачи здесь пришлось пробурить дополнительно к проектному количеству (1965г.) 4885 скважин, существенно усовершенствовать систему заводнения. Оптимизация разработки Арланского месторождения осуществляется постоянно. Учитывая, что в Башкортостане месторождения арланского типа обеспечивают свыше 60% добычи нефти, а также возросшую роль месторождений со сложным геологическим строением и аномально вязкими свойствами нефти в балансе запасов Российской Федерации, регулирование разработки залежей аномальных нефтей на завершающей стадии представляет большой интерес как в теоретическом, так и практическом отношениях. При этом осо-

бую важность приобретают промысловые исследования технологической и экономической эффективности разработки неоднородных пластов при различных методах воздействия на них.

В этой связи актуально создание новых или усовершенствование технологий разработки, в том числе заводнения, с целью повышения выработки запасов нефти.

Цель работы

Выявление факторов, влияющих на полноту вытеснения аномально вязких нефтей; разработка и внедрение новых, эффективных технологий увеличения охвата пластов воздействием путем применения гелеобразующих композиций.

Задачи работы

1. Изучение фильтрационных параметров продуктивных пластов при различных темпах отбора нефтей в пластовых условиях.

2. Изучение взаимодействия скважин при разработке залежей с аномально вязкой нефтью.

3. Исследование влияние гидродинамических методов воздействия на показатели разработки неоднородных пластов.

4. Разработка эффективных технологий повышения нефтеотдачи пластов на завершающей стадии выработки запасов аномально вязкой нефти.

Основные защищаемые положения

1. Методика количественной оценки градиента давления, при котором проявляется аномалия подвижности нефти в пластовых условиях Арланского месторождения.

2. Область эффективного применения гидродинамических методов воздействия при заводнении залежей аномально вязких нефтей.

3. Составы гелеобразующих композиций для повышения нефтеотдачи пластов и регулирования заводнения.

4. Критерии подбора нагнетательных и добывающих скважин для применения гелеобразующих композиций.

5. Новая технология изоляции водопритоков и увеличения охвата обводненных продуктивных пластов путем закачки гелеобразующих композиций с регулируемым временем заге-ливания на месторождении с высокоминерализованными пластовыми водами.

Научная новизна

1. Установлены зависимости изменения фильтрационных параметров продуктивных неоднородных пластов от темпа отбора аномально вязкой нефти в пластовых условиях.

2. Выявлены последствия аномально вязких свойств нефти:

- установленное несоответствие расчетной и фактической зависимости "число скважин-дебит жидкости" на Новохазин-ском опытном участке обусловлено изменением гидропровод-ности пластов при различных, градиентах давления и аномальными свойствами нефти;

- при взаимодействии группы скважин процесс перераспределения давления замедляется с расширением области пласта с малоподвижной аномально вязкой нефти.

3. Разработаны композиции химических реагентов для приготовления гелеобразующих систем.

4. Предложена новая технология изоляции водопритоков и увеличение охвата обводненных продуктивных пластов выработкой на завершающей стадии их эксплуатации путем закачки гелеобразующих композиций с регулируемым временем загеливания на месторождении с высокоминерализованными закачиваемыми и пластовыми водами.

Методы исследований

В работе использованы методы экспериментальных лабораторных и промысловых исследований. Обработка их результатов велась с применением математической статистики и вычислительной техники.

Достоверность полученных результатов и выводов

В работе использованы современные физико - математические методы исследований, позволяющие получать достоверные результаты. Обработка результатов промысловых исследо-

ваний скважин и пластов, а также лабораторных анализов произведена с учетом основных положений теории ошибок при экспериментах.

Практическая ценность

1. Выявленные особенности влияния аномально вязких свойств нефтей в пластовых условиях рекомендуется использовать при проектировании, анализе и регулировании разработки нефтяных залежей и выборе сетки скважин на месторождениях аномально вязких нефтей.

2. Предложено методическое руководство по оценке эффективности работы нагнетательных скважин при заводнении пластов многопластовой залежи.

о. Предложена и внедрена новая технология ограничения водопритоков с использованием водных растворов композиционных систем на основе жидкого стекла в сочетании с соляной кислотой и полиакриламидом. Эффективность предлагаемой технологии составляет свыше 37 тонн дополнительно добытой нефти на 1 тонну гелеобразующей композиции. На данную гелевую технологию получено положительное решение экспертизы Роспатента от 24 июля 1996 года.

4. Разработаны и внедрены новые модифицированные геле-вые технологии повышения нефтеотдачи пластов на основе .доступных и дешевых реагентов АО "Салаватнефтеоргсинтез" и Стерлитамакского АО "Каучук".

5. Предложены и использованы на опытных участках Ар-ланского месторождения технологии и технические средства для приготовления и закачки в нагнетательные скважины трех модификаций гелеобразующих композиций на основе жидкого стекла, отработанной щелочи и алюмосиликатов.

6. Разработано, защищено авторским свидетельством и внедрено устройство для замера забойного давления в скважинах, оборудованных центробежным насосом с погружным электродвигателем.

7. Предложены и использованы технологии и технические средства раздельного исследования пластов при их совместной эксплуатации.

Реализация работы в промышленности

1. Основные результаты промыслового изучения особенностей фильтрации и вытеснения аномально вязких нефтей реализованы в процессе проведения промышленного эксперимента на Новохазинской площади Арланского месторождения. Результаты эксперимента показали, что плотность сетки скважин оказывает влияние на темп добычи нефти. Уплотнение сетки скважин снижает темп роста обводненности добываемой жидкости и улучшает выработку пласта.

В течении 1969-1996 г. г. на Арланском месторождении дополнительно пробурено 4885 уплотняющих скважин, то есть 43% от всего фонда добывающих скважин. Это привело к снижению удельных запасов на скважину и обеспечило увеличение градиентов давления на значительной площади Арланского месторождения. Ослабление отрицательного влияния аномально - вязких свойств нефти позволило повысить эффективность вытеснения нефти и охват продуктивных пластов выработкой.

2. Установлены критерии эффективного применения форсированного отбора жидкости на скважинах с обводненностью 60 - 90% для пластов с аномально вязкими свойствами нефти.

Показано, что форсированный отбор жидкости дает прирост добычи нефти (свыше 90 тысяч тонн из 36 анализируемых скважин), снижает себестоимость продукции.

3. Внедрена технология увеличения охвата воздействием коллекторов на завершающей стадии разработки нефтяных месторождений путем применения гелеобразующих систем на основе жидкого стекла, отработанной щелочи и алюмосиликатов. Общий объем внедрения на 01.01.1998 года составляет 23 скважино - обработок на 12 опытных участках. При средней обводненности добываемой продукции 90 - 96% из добывающих скважин дополнительно добыто 28 тыс. тонн нефти и сокращена добыча 350 тыс. тонн попутной воды. Это позволило получить экономический эффект за 1993 - 1997 г. г. в размере 2231,5 млн. рублей в ценах указанного периода времени.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы доложены на технических Советах НГДУ "Арланнефгь", П и Ш творческих конференциях молодых специалистов объединения "Башнефть"(г. Уфа, июль 1968 г., август 1969 г.), Всесоюзном совещании " Обобщение опыта и дальнейшее совершенствование разработки нефтяных месторождений" (г. Уфа, апрель 1983 г.), седьмой республиканской межотраслевой научно -практической конференции "Проблемы использования химических средств с целью увеличения нефтеотдачи пластов" (г. Уфа, март 1983 г.), научно - технических семинарах "Повышение нефтеотдачи пластов на месторождениях Башкортостана" (г. Уфа, АНК "Башнефть", апрель 1996 г.), "Перспективы применения новых методов повышения нефтеотдачи пластов на месторождениях акционерных обществ НК "Роснефть" (г. Москва, ВВЦ, июнь 1996 г.)

Публикации

Результаты исследований по теме диссертационной работы опубликованы в 22 печатных работах. По материалам диссертации получены авторское свидетельство и уведомление о положительном результате формальной экспертизы Роспатентом от 24 июля 1996 года.

Объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, основных выводов и рекомендаций и содержит

_172_ страницы, в том числе _48_ рисунков и _31_

таблицу. Список использованных источников состоит из _165_наименований.

Автор выражает искреннюю признательность:

Густову Б.М., Усенко В.Ф., Асмоловскому B.C., Шрейберу Е.И., Хабибуллину З.А., Ленченковой JI.E., Сайфутдинову Ф.Х. за помощь при выполнении работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении содержится общая характеристика работы, обоснована ее актуальность, поставлены цели и задачи исследований, показана научная новизна и практическое значение.

В первом разделе приводится обзор работ отечественных и зарубежных авторов по изучению проблемы повышения эф-

фективности разработки залежей нефти с аномально вязкими свойствами при заводнении в различных, геолого - промысловых условиях. Показано, что значительный вклад в решение этой проблемы внесли Асмоловский B.C., Аванесов И.Г., Блинов А.Ф., Вахитов Г.Г., Горбунов А.Т., Галлямов М.Н., Лозин Е.В., Глумов И.Ф., Гурбанов P.C., Девликамов В.В., Демин Н.В., Дияшев Р.Н., Ентов В.М., Желтов Ю.В., Ильяев В.И., Кабиров М.М., Кисиленко Б.Е., Мирзаджанзаде А.Х., Муста-фаев С.Д., Русских В.Н., Сайфуллин М.С., Султанов Б.И., Усенко В.Ф., Фазлутдинов К.С., Фридман P.A., Фоменко И.Е., Хабибуллин З.А., Шагиев Р.Г., Шрейбер Е.И. и другие.

Показано, что тяжелые высокосмолистые и парафинистые нефти многих месторождений Российской Федерации обладают аномально вязкими свойствами и их фильтрация происходит с отклонением от линейного закона Дарси в области малых скоростей фильтрации и градиентов давления. Исследователи отмечают отрицательное влияние аномально - вязких свойств нефти на полноту выработки залежей: снижение охвата пластов воздействием, ускорение прорыва вытесняющего агента в добывающие скважины и оставление в пласте целиков нефти.

Большинство промысловых исследований выполнено на единичных скважинах, недостаточно полно отражающих особенности разработки залежей и месторождений аномально вязких нефтей. По результатам этих исследований надежные выводы о нарушении закона фильтрации нефти на конкретной залежи не получены. Промысловые исследования, на основе которых можно было бы сделать убедительное заключение о характере влияния аномально вязких свойств нефтей на темп и полноту выработки запасов нефти в условиях высокой вязкости и неоднородности пластов на залежи или месторождении не проводились. В некоторых работах предложены способы ослабления аномально вязких свойств нефти, зачастую эти способы оказывались противоречивыми.

Разработка месторождений арланского типа имеет ряд особенностей: интенсивное обводнение добываемой продукции в начальной стадии разработки, неравномерная выработка запасов нефти по пластам, рост удельного веса трудноизвлекаемых запасов, высокое значение текущего водонефтяного фактора и увеличение числа нерентабельных добывющих скважин. Из-за отсутствия достоверных промысловых данных о характере влияния аномально вязких свойств нефти на темп и полноту

1(1

выработки запасов нефти в условиях высокой вязкости и неоднородности пластов эти особенности трудно поддаются учету и регулированию на стадии проектирования и в процессе разработки таких залежей.

В работах Лисовского H.H., Жданова С.А., Мищенко И.Т., выполненных по результатам разработки месторождений, указывается на повышение доли запасов высоковязких нефтей. В России сейчас имеется 6,6 млрд. тонн нефти повышенной вязкости. Постоянно увеличиваются запасы нефти, содержащихся в обводненных пластах, доразработка которых обычными технологиями становится нерентабельной. За 1980-1995 г.г. запасы нефти в пластах со степенью выработанности более 90% возросли в 1,5 раза, а более 80% - в 4 раза.

Анализ лабораторных и промысловых исследований и накопленного опыта разработки залежей нефти с аномально вязкими свойствами позволяет полнее представить актуальность проблемы полной выработки запасов месторождений аномальных нефтей.

Показано, что дальнейшее совершенствование технологически х процессов на завершающей стадии разработки залежей аномальных нефтей при заводнении возможно на основе более полного учета параметров продуктивного пласта при различных темпах отбора нефтей в пластовых условиях, взаимодействия скважин при проявлении аномально вязких свойств нефти в пласте, факторов, влияющих на показатели разработки пластов с изменением числа скважин и отборов жидкости, особенностей выработки пластов, обводнения продукции и динамики коэффициента продуктивности скважин при совместной эксплуатации неоднородных пластов, уточнения условий эффективного применения форсированного отбора жидкости из пластов и повышение охвата нефтеводонасыщенного коллектора воздействием путем ограничения вод в обводненных зонах.

Во втором разделе изложены особенности геологического строения продуктивных пластов терригенной толщи нижнего карбона (ТТНК), насыщающих пласты флюидов и результаты опытно - промысловых работ по изучению последствий аномально вязких свойств нефти на разработку залежей Ар-ланского нефтяного месторождения.

Продуктивные пласты ТТНК Арланского месторождения характеризуются неоднородным строением и зачастую замещаются неколлекторами. Многие участки этого месторожде-

ния представлены сложным сочетанием пластов, насыщенных нефтью и водой. Особенности геолого- физической характеристики предопределили многоэтапное проектирование. Так, в схемах разработки Арланского месторождения (1958-1963 г.г.) была принята одинаковая нефтеотдача (52-55%) в интервале плотности 16-63 га на скважину. Генеральная схема разработки месторождения (1965г.) предусматривала сетку с удельной площадью на скважину 24-48 га. Конечная нефтеотдача принималась равной 40-44%. Практика разработки Арланского месторождения показала однако, что реализация этих проектных решений не обеспечила расчетные уровни добычи нефти и нефтеотдачу. Так, в 1970 г. при выполнении основных положений Генсхемы фактическая добыча нефти на месторождении была на 17% ниже расчетной, а в 1974 г. она оказалась ниже запроектированной более, чем на 21%. Осуществление последующих проектных решений: комплексный проект разработки (1975 г.), уточненные проекты разработки Арланского месторождения (1978 г. и 1986 г.) также не достигли поставленных задач. Следует отметить, что на всех этапах система разработки Арланского месторождения совершенствовалась, в основном за счет уплотнения сетки скважин и улучшения системы заводнения.

Текущее состояние разработки залежей характеризуется неравномерным обводнением пластов, низким охватом воздействия коллекторов при заводнении и невысокой ожидаемой нефтеотдачей в промежуточных пластах. Решение этих проблем особую остроту приобрело на завершающей стадии разработки месторождения. В этих условиях использование результатов промыслового изучения процессов фильтрации аномально вязкой нефти на конкретных месторождениях оказалось важным для совершенствования технологических процессов разработки залежей аномальных нефтей при заводнении. На Новохазинском опытном участке проведены специальные исследования ряда скважин на нескольких режимах эксплуатации с целью оценки влияния отборов на коэффициент продуктивности скважины и гидропроводности пласта, определения работающей толщины пласта, влияние притока жидкости в скважину после ее остановки на гидропроводность пласта по кривой восстановления давления (КВД) и изменения величины градиента давления сдвига.

По результатам исследования скважин определены коэффициент продуктивности скважин и гидропроводность пласта по

КВД для различных режимов работы при последовательном увеличении (прямой ход) или уменьшении (обратный ход) дебита.

На Ашитском и Уртаульском опытных участках проведены специальные исследования взаимодействия скважин путем прослеживания забойного давления в скважинах после остановки или ввода в работу в определенной последовательности возмущающих и реагирующих скважин, а на Новохазинской площади при непосредственном участии автора проведен промышленный эксперимент* по изучению влияния плотности сетки на технологические показатели разработки в условиях повышенной вязкости нефти и неоднородности пластов.

Показано, что дальнейшее совершенствование технологических процессов на завершающей стадии разработки месторождения возможно на основе полного учета следующих особенностей фильтрации и вытеснения нефтей при заводнении пластов:

- нефти ТТНК в пластовых условиях обладают аномально вязкими свойствами и их фильтрация происходит с нарушением линейного закона Дарси;

- увеличение отборов жидкости и повышение перепадов давления выше градиентов давления сдвига нефти в неоднородных пластах сопровождается ростом гидропроводности пластов и охвата вытеснением;

- аномалия подвижности нефти в пластовых условиях Ашитского опытного участка проявляется при градиентах давления менее 0,004 МПа/м;

- при проявлении аномалии подвижности нефти интерференция скважин имеет особенности, определяемые предысторией работы возмущающей и реагирующей скважин и характером создаваемого импульса давления, пуска или остановки скважины. Из-за слабого взаимодействия скважин процесс перераспределения давления замедляется с расширением области пласта с малоподвижной аномальной нефтью;

- установленное несоответствие расчетной и фактической зависимости "число скважин - дебит жидкости" на Новоха-зинском опытном участке обусловлено увеличением гидропроводности пластов при уплотнении сетки скважин и повышением темпа отбора жидкости. Следовательно, улучшение условий фильтрации и вытеснения аномально вязких нефтей возможно путем поддержания в пластовых условиях градиента

* - Опитно - промышленное изигение влияния плотности сетки скважин на уровень добычи и нефтеотдачу на Арлянском нефтяном месторождении и специальные исследования скважии проведены пол руководством кандидата технических наук, заслуженного деятеля науки и техники Республики Башкортостан Усенко ВФ.

давления, превышающих градиенты давления сдвига и предельного разрушения структуры.

В третьем разделе приведены результаты гидродинамических методов интенсификации притока жидкости и повышения нефтеотдачи пластов на залежах с аномально - вязкой нефтью. Проанализированы особенности выработки пластов при совместной их эксплуатации путем оценки эффективности закачки воды в несколько пластов через единый фильтр.

Установлено, что увеличение приемистости скважин приводит к повышению гидропроводности и росту работающей толщины пласта. Оказалось, что коэффициент гидропроводности удаленной зоны пласта намного ниже гидропроводности при-забойной зоны. Показано, что это связано с низкими скоростями фильтрации жидкости в нефтенасыщеннной зоне пласта и проявлением аномально вязких свойств нефти. Профили приемистости и притока неравномерны по толщине основных продуктивных пластов.

Автором на основе анализа результатов промысловых исследований скважин и пластов выявлены особенности вытеснения нефти:

- ТТНК разрабатывается с резковыраженной неравномерной выработкой запасов по разрезу. Наиболее низкие темпы выработки имеют промежуточные пласты С1у0, С^у, Су, Су1°, выше в пластах Сух и Сщ, максимальный темп выработки запасов в пласте Сц!

- вдали от нагнетательных скважин вытеснение нефти водой сопровождается снижением подвижности потока. Это указывает на низкую эффективность линейной системы заводнения и вызывает необходимость регулирования разработки залежей аномальных нефтей.

Автором показано, что размеры застойных зон при площадной неравномерной системе размещения скважин меньше по сравнению с трехрядной при одинаковой плотности сетки. Размеры застойных зон связаны с величиной предельного давления сдвига нефти.

Исследована связь между обводненностью продукции и отбором жидкости. Выявлено, что для значительной части скважин уменьшение обводненности продукции происходит с увеличением отбора жидкости. Характеристики вытеснения по таким скважинам улучшаются, возрастает эффективность процесса вытеснения.

Актуальной, на поздней стадии разработки, является проблема повышения темпа добычи нефти и снижение объема попутной воды при внедрении методов повышения нефтеотдачи пластов. Проф. В.Н. Щелкачев еще в 1942-1943 г.г. обобщил и научно обосновал целесообразность проведения форсированной эксплуатации обводненных пластов как метода интенсификации добычи нефти. С тех пор проведено большое количество лабораторных опытов и анализов промысловых материалов разработки многих нефтяных месторождений, посвященных влиянию форсированного режима эксплуатации скважин на процесс вытеснения нефти. Выводы, сделанные на основе этих исследований, довольно разноречивы. В работе показано, что форсированный отбор жидкости может быть эффективным методом интенсификации добычи и увеличения текущей нефтеотдачи пластов с одновременным регулированием добычи попутно добываемой воды в диапазоне обводненности продукции от 60 до 90% и в случае, когда нефть обладает аномально - вязкими свойствами. Реализация условий эффективного применения форсированного отбора жидкости на скважинах сопровождалась приростом добычи нефти из 36 анализируемых скважин. При обводненности продукции свыше 90% увеличение отборов жидкости приводит к высоким объемам попутнодобываемой воды из скважин. В этом случае рекомендовано применение способов ограничения водопритоков.

В четвертом разделе изложены результаты промысловых испытаний гелеобразующих композиций для повышения охвата пластов вытеснением и увеличения нефтеотдачи.

Известны способы ограничения водопритоков, основанные на применении смол, осадко и гелеобразующих композиций на основе жидкого стекла, различных водорастворимых полимеров, щелочных и других реагентов. Однако эффективность многих технологических процессов низка на завершающей стадии разработки.

Проблема повышения эффективности регулирования подвижности жидкости в высокопроницаемых зонах пласта и борьба с водопритоками в добывающих скважинах особенно актуальна на месторождениях с высокоминерализованными водами.

Технологии снижения водопритоков по принципу действия можно разделить на две группы. Во - первых, это технологии, снижающие (регулирующие) подвижность жидкости в водо-

проводящих зонах пласта за счет закачки полимеров, внутри-пластового осадкообразования и т.д. Это приводит к выравниванию фронта вытеснения нефти водой. Во - вторых, создание водонепроницаемых барьеров, полностью прекращающих фильтрацию через водопроводящие зоны и слои. В большинстве случаев водонепроницаемые экраны образуются в пласте за счет генерирования геля.

Как показал анализ наиболее успешными в условиях месторождений арланского типа является гелеобразующие составы на основе жидкого стекла в композиции с соляной кислотой.

В химико - аналитической лаборатории ЦНИПР НГДУ "Арланнефгь" под руководством автора проведены лабораторные исследования по изучению влияния различных соотношений компонентов гелевой композиции на эффективность процесса внутрипластового гелеобразования. В результате лабораторных исследований определены рациональные составы силикатных гелей с регулируемым временем гелеобразования для закачки в нагнетательные скважины: жидкое стекло -6%, соляная кислота - 1% , полиакриламид - 0,06%, остальное пресная вода. Показано, что такие гелевые композиции позволяют прекращать фильтрацию жидкости через пористую среду.

Лабораторные эксперименты подтвердили возможность применения предложенной гелеобразующей композиции с регулируемым временем загеливания для увеличения охвата обводненных продуктивных пластов воздействием путем ее закачки на залежах с высокоминерализованными водами. На данную гелевую технологию получено положительное решение Роспатента.

Дальнейшие поиски гелеобразующих составов, основанных на применении доступных и недорогих реагентов, в том числе отработанной щелочи АО "Салаватнефтеоргсинтез" и алюмосиликатов Стерлитамакского АО "Каучук" позволили разработать и внедрить на Арланском месторождении новые технологии изоляции высокопроницаемых промытых прослоев неоднородного пласта на основе отработанной щелочи с добавками флокулянта и алюмосиликатов в сочетании с соляной кислотой. Ценность этих гелевых технологий заключается в том, что при смешении композиции с минерализованной водой происходит усиление прочностных свойств гелей с частичным увеличением их объема в пластовых условиях.

Для реализации разработанных технологий на залежах предложены и внедрены в производство оригинальные технические решения по приготовлению и закачке большеобъемных оторочек гелеобразующих композиций реагентов в нагнетательные скважины.

Промысловые испытания проведены на 12 опытных участках Арланского месторождения, включающих в себя 15 нагнетательных и 71 добывающую скважины.

Анализ промысловых работ, выполненных в ходе закачки гелеобразующих композиций в нагнетательные скважины показал следующие результаты:

- повсеместно отмечается ухудшение фильтрационных параметров пласта, что указывает на формирование в поровом пространстве пласта гелеобразующего состава;

- отмечено повышение охвата нефтеводонасыщенного продуктивного пласта воздействием за счет подключения в работу дополнительных пропластков и выравнивание профиля приемистости вследствии ограничения поступления закачиваемой воды в обводненные зоны;

- средний дебит добывающих скважин, в основном, увеличивается, а обводненность уменьшается или остается практически неизменной.

Наибольшее снижение обводненности продукции скважин происходит в диапазоне (92-97)%, а продолжительность эффекта первого воздействия колеблется от 7 до 15 месяцев.

Установлено, что при повторном воздействии на пласт геле-образующими составами отмечается снижение гидропровод-ности нефтеводонасыщенного коллектора. Это сопровождается расширением толщины поглощающих интервалов пластов и перераспределением закачиваемой воды по всему разрезу продуктивных пластов. При этом снижается добыча попутной воды, происходит дополнительная добыча нефти и увеличение нефтеотдачи пластов.Такие результаты позволяют рекомендовать повторную обработку нагнетательных скважин гелеобра-зующими композициями.

Разработаны критерии подбора нагнетательных и добывающих скважин для закачки гелеобразующих композиций.

Гелевые технологии оказались эффективными в высокооб-водненных пластах. В таблице 1 приведены данные о технологической эффективности гелевых технологий.

Таблица 1

<ические продукты, олъзуемые в гелевой нологии Плошадь Количество за качаных реагентов.т Количество скважиио-обработок Технологическая эффективность, т.т. Удельный эффект, т/т Эффект на одну скважино-обработку, т

дополнительная добыча нефти Снижение попутно-добываемой воды

идкое стекло >ляная кислота элиакриламид Арланс-кая 316,9 38,3 0.747 355,947 10 7.14 88,64 20,06 714,0

| же Николо Березов екая 251,2 48,8 0.875 8 17,53 232.12 58,26 2191,25

300,875

> технологии: 656,822 18 24,67 320,76 37,56 1370,55

работанная :лочь идкое стекло локулянт) Арланс-кая 136,0 29.0 165,0 1

же Николо Березовская 220,0 68.0 2 2,95 24,05 10,24 1475,0

288,0

> технологии: 453,0 3 2,95 24,05 6.51 983,3

ход BMP -1 ляная кислота Николо Березовская 32.7 20.8 2 0,44 5,04 8,22 220.0

53,5

| технологии 53,5 2 • 0,44 5,04 8,22 220.0

Суммарная дополнительная добыча нефти составила свыше 28 тыс. тонн. При этом объем попутно добываемой воды снизился на 350 тыс. тонн. Эффект на одну скважино - обработку составил 1220 тонн дополнительно добытой нефти.

Исследована экономическая эффективность промышленного внедрения гелевых технологий на Арланском месторождении.

Расчеты выполнены в соответствии с методическими рекомендациями по комплексной оценке эффективности мероприятий, направленных на ускорение научно - технического прогресса в нефтяной промышленности.

Себестоимость добычи 1 т нефти с использованием гелеоб-разующих композиций оказалось ниже исходного варианта. Экономическая эффективность по годам внедрения гелевых технологий приводится в таблице 2.

Таблица 2

Годы Прибыль, млн. руб. Всего

От дополнительной добычи нефти От уменьшения затрат на добычу попутно добываемой воды

1993* 4,4 0,3 4,7

1994 33,5 34,9 68,4

1995 281,4 216,4 497,8

1996 706,3 218,8 925,1

1997 497,3 238,2 735,5

Применение гелевых технологий за период 1993-1997 гг. позволило получить 2231,5 млн. рублей прибыли в ценах указанного времени. Результаты расчетов свидетельствуют о высокой экономической эффективности применения гелеобра-зующих систем на Арланском месторождении. Положительное действие гелевых технологий на опытных участках продолжается.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

Специальные промысловые исследования и эксперименты позволяют сформулировать следующие выводы и рекомендации:

1. Аномальный характер фильтрации нефти обуславливает зависимость фильтрационных параметров пласта от режима работы пластов. Последовательное увеличение отбора жидкости из скважин сопровождается ростом гидропроводности

пластов, коэффициента продуктивности скважин и проводит к повышению охвата пластов фильтрацией;

2. Интерференция скважин при проявлении аномалии подвижности нефти имеет особенности. Из-за слабого взаимодействия скважин процесс перераспределения давления замедляется, при этом расширяются области пласта с малоподвижной аномально - вязкой нефтью. В пластовых условиях Ашит-ского опытного участка аномалия подвижности нефти проявляется при градиентах давления меньших 0,004 МПа/м;

3. Установленное несоответствие расчетной и фактической зависимостей "число скважин - дебит жидкости" для Новоха-зинского опытного участка во многом обусловлено увеличением гидропроводности пластов при уплотнении сетки скважин, повышением отбора жидкости и фильтрации нефти при градиентах, превышающих градиент давления предельного разрушения структуры. Для обеспечения полноты вытеснения аномально - вязких нефтей рекомендовано поддерживать в пластовых условиях градиент давления, превышающий градиент давления предельного разрушения структуры.

4. Показано, что при совместной эксплуатации пластов в условиях высокой неоднородности продуктивных пластов, в сочетании с аномально вязкой нефтью выработка пластов происходит неравномерно. Темп выработки запасов пласта Сц существенно выше темпа выработки запасов пласта Су1 и Сщ.Наиболее низкие темпы выработки имеют промежуточные пласты Сху°, Сху, Су, Су1°.

5. Показано, что неравномерное размещение скважин при водонапорном режиме наиболее полно обеспечивает эффективное вытеснение нефти из неоднородных пластов насыщенных нефтью с отличающимися предельными градиентами давления сдвига, плотностями сетки скважин и их расположением.

6. Выявлена тесная связь между обводненностью продукции и отбора жидкости из скважин. Для значительной части скважин уменьшение обводненности продукции с увеличением отбора жидкости связано с повышением подвижности нефти в слабопроницаемых пропластках по мере роста градиента пластового давления в зоне дренирования.

Показано, что форсированный отбор жидкости может быть эффективным методом интенсификации добычи нефти и увеличения нефтеотдачи пластов в скважинах с обводненностью продукции (от 60 до 90)% и в случае, когда нефть обладает

аномально - вязкими свойствами. При обводненности продукции скважин свыше 90% рекомендовано применение способов ограничения водопритоков.

7. Разработаны и опробированы в промысловых условиях гелевые технологии, основанные на внутрипластовом гелеоб-разовании с регулируемым временем загеливания и гелей, образующихся при непосредственном контакте с высокоминерализованными водами. Показано, что закачка гелеобразую-щих составов в промытые зоны и слои неоднородного пласта приводит к расширению поглощающих интервалов продуктивных пластов, выравниванию профилей приемистости и более равномерному распределению закачиваемой воды по всей толщине продуктивных пластов.

8. Разработаны новые модифицированные гелевые технологии на основе доступных и недорогих отходов: отработанной щелочи АСГСалаватнефтеоргсингез" с добавками флокулянта и алюмосиликатов Стерлитамакского АО "Каучук" в сочетании с соляной кислотой.

Накопленная дополнительная добыча нефти от внедрения гелевых технологий составила свыше 28 тыс. тонн. При этом объем попутно - добываемой воды снизился на 350 тыс. тонн. За период 1993-1997 г.г. получено 2231,5 млн. рублей дополнительной прибыли. Положительное действие гелевых технологий на процесс разработки залежей продолжается и они рекомендованы к широкому внедрению.

Полученные в работе выводы справедливы для многих месторождений в терригенных отложениях нижнего карбона Урало - Поволжья.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Зюрин В.Г. Исследование взаимодействия скважин при проявлении структурно - механических свойств нефти в пласте. // РНТС. Нефтепромысловое дело - 1976, № 9, с. 3437, с ил.

2. Зюрин В.Г. Особенности эксплуатации высокообводнен-ных скважин Арланского месторождения .// РНТС. Нефтепромысловое дело - 1981, № 1, с.13-15, с ил.

3. Зюрин В.Г. Эффективность форсированного отбора жидкости из высокообводненных скважин Арланского нефтяного месторождения.//Седьмая республиканская межотраслевая научно-практическая конференция "Проблемы использования

химических средств с целью увеличения нефтеотдачи пластов", "Интенсификация процесса нефтеизвлечения". // Уфа -1983, с. 89-92, с ил.

4. Зюрин В.Г. Первые результаты промышленного эксперимента по изучению влияния плотности сетки на уровень добычи и нефтеотдачу на Новохазинском опытном участке. // Материалы III творческой конференции молодых специалистов объединения "Башнефть" - Уфа, 1970, с. 24-52, с ил.

5. Зюрин В.Г., Асмоловский B.C., Усенко В.Ф., Шрейбер Е.И., Белопухов H.H., Промысловое изучение особенностей фильтрации нефтей терригенной толщи нижнего карбона Ар-ланского нефтяного месторождения. // Нефтяное хозяйство -1974, " 12, с. 32-35, с ил.

6. Зюрин В.Г., Тухватуллин В.В., Валитов Ш.М., Зависимость размеров застойных зон от размещения скважин при разработке месторождений неньютоновских нефтей. // Нефтяное хозяйство. - 1983, с 55-56, с ил.

7. Зюрин В.Г., Хатмуллин A.M., Асмоловский B.C., Лен-ченкова JI.E. Промысловые испытания гелевой технологии на Арланском месторождении. // Тр. БашНИПИнефть. - 1995, № 9, с. 66-74, с ил.

8.Зюрин В.Г., Сайфутдинов Ф.Х., Ленченкова Л.Е., Совершенствование техники и технологии применения жидкого стекла в композиции с соляной кислотой для снижения обводненности скважин. // Тр. БашНИПИнефть - 1995. № 91, с. 75-81, с ил.

9. Шрейбер Е.И., Усенко В.Ф., Халимов Э.М., Бабалян Г.А., Асмоловский B.C., Зюрин В.Г. Первые результаты Ново-хазинского промышленного эксперимента по изучению влияния плотности сетки скважин на показатели разработки. // Тр. Уфимского нефт. науч. - исслед. ин-та - 1969. вып. XXVII, с. 201-209, с ил.

10. Асмоловский B.C., Бабалян Г.А., Зюрин В.Г., Леви Б.И., Потылицина H.H., Сурков Ю.В., Усенко В.Ф., Халимов Э.И., Шрейбер Е.И.Промысловое и теоретическое исследование влияние плотности сетки скважин на нефтеотдачу при проявлении неньютоновских свойств нефти. // Тезисы докладов Всесоюзного симпозиума по применению неньютоновских систем в нефтедобыче - М. 1974, с. 12-13.

11. Асмоловский B.C., Зюрин В.Г., Леви Б.И., Потылицина H.H., Усенко В.Ф., Шрейбер Е.И. Исследование особенностей форм индикаторных кривых скважин при проявлении ненью-

тоновских свойств нефти. // Тезисы докладов Всесоюзного симпоузима по применению неньютоновких систем в нефтедобыче - М. 1974, с. 1-2.

12. Усенко В.Ф., Шрейбер Е.И., Белопухов H.H., Асмолов-ский B.C., Зюрин В.Г. Изменение коэффициентов продуктивности обводняющихся скважин Новохазинской площади. // Тр. БашНИПИнефть-1975, вып.ХХХХ1, с.135-143, с ил.

13. Усенко В.Ф., Асмоловский B.C., Шрейбер Е.И., Идия-туллина З.Ш., Валеева Н.Ш., Зюрин В.Г. Особенности обводнения скважин и нефтеотдачи пластов Арланского нефтяного месторождения в условиях внутриконтурного заводнения. // Тр. БашНИПИнефть-1975, вып.ХХХХ1, с.121-125, с ил.

14. Рустов Б.М., Хат.муллин A.M., Асмоловский B.C., Зюрин В.Г., Сайфутдинов Ф.Х., Ленченкова Л.Е. Промысловые испытания гелевых технологий на Арланском месторождении. // Нефтяное хозяйство - 1996. № 2, с. 36-38.

15. Абызбаев И.И., Тимашев Э.М., Зюрин В.Г. Гидродинамические методы повышения нефтеотдачи пластов (на примере месторождений Башкирии). // Сборник научных трудов Куйбышевского политехнического института Совершенствование процессов бурения скважин и нефтеотдачи". - 1984. с. 115-125, с ил.

16. Усенко В.Ф., Зюрин В.Г., Белопухов H.H., Шрейбер Е.И.Исследование взаимодействия скважин на Уртаульском опытном участке Арланского месторождения. // Тр. БашНИ-ПИнефть - 1981, вып. 60, с. 88-95.

17. Девликамов В.В., Хабибуллин З.А., Зюрин В.Г. Подземная гидродинамика. // Учебное пособие. Уфа, изд. Уфим. неф. ин-та - 1987. с. 86.

18. Усенко В.Ф., Шрейбер Е.И., Марков - Осоргин A.B., Зеленчук М.К., Зюрин В.Г., Асмоловский B.C. К вопросу раздельного исследования пластов при их совместной эксплуатации. // Тр. БашНИПИнефть - 1975, вып. XXXXI, с. 160-165, с ил.

19. Халимов Э.М.. Шрейбер Е.И., Усенко В.Ф., Халимов А.Г., Каримов М.Ш., Белопухов H.H., Зюрин В.Г. Методические положения оценки эффективности работы нагнетательных скважин при одновременно - совместном заводнении пластов многопластовой нефтяной залежи по данным исследования глубинными расходомерами. // Тр. БашНИПИнефть - 1972, вып. XXXXI, с. 203-121, с ил.

20. Шрейбер Е.И., Усенко В.Ф., Халимов Э.М., Халиков А.Г., Каримов М.Ш., Белопухов H.H., Зюрин В.Г. Оценка по профилям приемистости эффективности закачки воды в несколько пластов совместно в одной скважине. // Тр. БашНИПИ-нефть - 1975, вып. XXXXI, с. 166-168, с ил.

21. A.C. 608918 СССР. М Кл.Е 21 В 47/06. Устройство для замера забойного давления в скважинах, оборудованных центробежным насосом с погружным электродвигателем (Салимьянов Ш.С., Кузнецов П.В., Зюрин В.Г., Гарипов Х.И. СССР ) - № 199886/03. Заявлено 22.02.74. Опубликовано 30.05.75. Бюл.№ 20.

22. Заявка на изобретение: Способ изоляции водопритоков и регулирование проницаемости пласта (Густов Б.М., Ленчен-кова Л.Е., Асмоловский B.C., Зюрин В.Г.) / Роспатент -96109457/03 (014949). Заявлено: 06.05.96. Положительное решение формальной экспертизы от 24.07.96 .

Соискатель

В.Г.Зюрин