Файл: Томский политехнический университет школа Инженерная школа природных ресурсов Направление подготовки.pdf
Добавлен: 09.01.2024
Просмотров: 109
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
14
Научная новизнаработы заключается в разработке решений по применению геолого-технических мероприятий для геолого-промысловых особенностей месторождений Восточной Сибири.
15
1.
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ
ПОДХОДЫ
К
ОБОСНОВАНИЮ
ПРИМЕНЕНИЯ ГЕОЛОГО-ТЕХНИЧЕСКИХ МЕРОПРИЯТИЙ ПРИ
РАЗРАБОТКЕ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
1.1. Понятие геолого-технического мероприятия
На любом нефтяном месторождении в период эксплуатации проводятся работы на скважинах с целью регулирования его разработки и поддержания целевых уровней добычи нефти. Этот комплекс работ называется геолого- технические мероприятия (далее ГТМ), за счет проведения которых нефтедобывающие компании обеспечивают выполнение проектных показателей разработки месторождений [3].
Геолого-технические мероприятия проводятся на всех этапах разработки месторождений. Но наиболее интенсивно – на поздних стадиях. На зрелых месторождениях с падающей добычей и растущей обводненностью проведение
ГТМ особенно актуально.
Подбор эффективных геолого-технических мероприятий на каждом нефтяном месторождении – одна из основных задач геологической службы предприятия. Как правило, мероприятия ГТМ планируются ежегодно при подготовке бизнес-плана нефтедобывающего предприятия. А впоследствии ежемесячно уточняются и корректируются.
Накопленный в мировой и отечественной практике научно-технический потенциал позволяет использовать широкий спектр методов интенсификации добычи нефти, которые отличаются по ресурсоемкости, продолжительности эффекта и другим показателям эффективности, в связи с чем, программы ГТМ требуют вариативного отбора.
Для обеспечения прироста объемов добычи нефти программа геолого-технических мероприятий нефтедобывающего предприятия должна иметь приемлемую технологическую и экономическую эффективность и соответствовать стратегическим приоритетам компании.
16
Все ГТМ, проведенные на месторождении подлежат учету. По каждому
ГТМ прослеживается прирост дебита нефти, дополнительная добыча нефти и продолжительность эффекта.
Все геолого-технические мероприятия, проводимые на месторождениях, в зависимости от их целевой направленности можно разделить на две группы:
мероприятия, направленные на обеспечение безопасной работы оборудования (ревизия подземного оборудования, ликвидация межколонных проявлений, ревизия устья – демонтаж трубных головок для диагностирования, ликвидация обрыва насосно-компрессорных труб и др.);
мероприятия, направленные на увеличение производительности скважин (ремонтно-изоляционные работы (РИР), пеноэмульсионная кислотная обработка, объемная пенокислотная обработка, циклическая пенокислотная обработка, пеноэмульсионная солянокислотная обработка, обработка призабойной зоны (ОПЗ) пласта бинарной смесью и др.).
Программа ГТМ направлена на решение следующих задач:
1. обеспечение безопасной эксплуатации фонда скважин на месторождениях и подземных хранилищах газа;
2. сокращение бездействующего фонда скважин;
3. выполнение лицензионных обязательств по поддержанию действующего фонда скважин;
4. обеспечение суточной производительности скважин на проектном уровне.
1.2. Классификация
современных
геолого-технических
мероприятий
Классификация ГТМ довольно широка. Выделяют такие мероприятия, как обработка призабойной зоны, приобщение пластов, удаление отложения солей, оптимизация работы скважины, прострел пластов, удаление асфальтосмолопарафиновых отложений, изменение способов эксплуатации,
17 вывод из бездействия и т.д. При этом способы проведения каждого вида ГТМ также делятся на категории в зависимости от применяемых методов. Таким образом, все существующие геолого-технические мероприятия можно сгруппировать следующим образом (рисунок 1).
Рисунок 1 – Комплекс геолого-технических мероприятий
18
Гидравлический разрыв пласта (ГРП)
Цель гидроразрыва пласта – увеличение проницаемости призабойной зоны путем создания искусственных или расширения естественных трещин в породе пласта. Достигают этого путем закачки в пласт вязких жидкостей с большим расходом и под большим давлением (выше давления разрыва пород). В образованные трещины жидкостями разрыва транспортируется зернистый материал (проппант), закрепляющий трещины в раскрытом состоянии после снятия избыточного давления (рисунок 2).
После проведения ГРП дебит скважины, как правило, резко возрастает или существенно снижается депрессия.
Технология ГРП позволяет «оживить» простаивающие скважины, на которых добыча нефти или газа традиционными способами уже невозможна или малорентабельна. Технология ГРП может также использоваться для дегазации угольных пластов, подземной газификации, и тд. Кроме того, в настоящее время технология применяется для разработки новых нефтяных пластов, извлечение нефти из которых традиционными способами нерентабельно ввиду низких получаемых дебитов.
В однородных по толщине пластах обычно создается 1 трещина значительной длины. На многопластовых или большой толщины залежах, представленных низкопроницаемыми геологическими формациями, осуществляется, как правило, поинтервальный ГРП.
Если давление разрыва превышает допустимое рабочее давление для эксплуатационной колонны и устьевой запорной арматуры, то технологи рекомендуют вместо запорной арматуры установить специальную головку, а на нижнем конце НКТ установить пакер, выше которого межтрубное пространство заполнить жидкостью с большей плотностью.
19
Рисунок 2 – Технология гидроразрыва пласта с созданием высокопроводящей трещины «HiWay»
В качестве рабочей жидкости ГРП обычно применяют растворы с использованием высокомолекулярных полимеров (для снижения потерь давления) на водной основе, в том числе техническую или пластовую воду, реже солянокислотные растворы (для карбонатных пород) или сырую нефть и др.
В качестве расклинивающего материала используются проппанты, кварцевый песок и другие материалы фракции 0,5-1,5 мм.
Эффективность
ГРП повышается при одновременной гидропескоструйной или прострелочной перфорации скважины, однако при поинтервальных ГРП при этом необходимо изолировать обработанный участок пласта с помощью пакера и т. д.
Обработки призабойной зоны (ОПЗ)
Это, пожалуй, наиболее широко применяемый вид ГТМ. Технологий воздействия на призабойную зону пласта существует великое множество. Чаще всего проводят ОПЗ различными кислотными составами. Для карбонатных коллекторов и коллекторов с повышенным содержанием карбонатного цемента наиболее часто используют закачку кислотных составов на основе соляной кислоты. Для терригенных коллекторов – закачку кислотных составов на основе плавиковой кислоты.
20
ОПЗ проводят на всех этапах разработки нефтяного месторождения
(залежи) для восстановления и повышения фильтрационных характеристик призабойной зоны пласта (ПЗП) с целью увеличения производительности добывающих и приемистости нагнетательных скважин.
Выбор способа ОПЗ осуществляют на основе изучения причин низкой продуктивности скважин с учетом физико-химических свойств пород пласта- коллектора и насыщающих их флюидов, а также специальных гидродинамических и геофизических исследований по оценке фильтрационных характеристик ПЗП (рисунок 3).
Рисунок 3 – Обобщенный принцип выбора типа обработки призабойной зоны
Технологию и периодичность проведения работ по воздействию на ПЗП обосновывают геологические и технологические службы нефтегазодобывающего предприятия в соответствии с проектом разработки месторождения, действующими инструкциями (РД) по отдельным видам ОПЗП с учетом технико-экономической оценки их эффективности.
Однократное и многократное воздействие на ПЗП производят в следующих случаях:
в однородных пластах, не разделенных перемычками, толщиной до 10 м; при коэффициенте охвата отбором (нагнетанием) свыше 0,5 производят однократное воздействие;
в случаях, когда отбором (нагнетанием) охвачены не все пропластки и коэффициент охвата менее
0,5, осуществляют многократное
(поинтервальное) воздействие с использованием временно блокирующих
(изолирующих) материалов или оборудования.
21
Перевод на вышележащий горизонт (ПВЛГ)
Как правило, разработку месторождения начинают с нижних продуктивных пластов. По мере их истощения скважины переводят на вышележащие продуктивные пласты, не охваченные разработкой.
Перед переходом на другие горизонты и приобщением пластов проводят геофизические исследования для оценки нефтеводонасыщенности продуктивных горизонтов и оценки состояния цементного кольца между ними и соседними водоносными пластами.
Для отключения нижнего перфорированного горизонта применяют методы тампонирования под давлением, установки цементного моста, засыпки песком, а также установки разбуриваемых пакеров самостоятельно или в сочетании с цементным мостом.
Одновременно-раздельная эксплуатация (ОРЭ)
ОРЭ применяется с целью повышения технико-экономической эффективности разработки за счет совмещения эксплуатационных объектов и осуществления посредством специального оборудования контроля и регулирования процесса отбора запасов отдельно по каждому объекту.
ОРЭ осуществляют путем оснащения скважин обычной конструкции оборудованием, разобщающим продуктивные пласты или путем использования для этих целей скважин специальной конструкции (рисунок 4).
Эффективность внедрения данной технологии заключается в:
сокращении объемов бурения за счет использования ствола одной скважины;
эксплуатации одновременно объектов с разными коллекторскими характеристиками и свойствами нефтей;
повышении рентабельности отдельных скважин за счет подключения других объектов разработки или разных по свойствам пластов одного объекта разработки.
22
Рисунок 4 – Технология одновременно-раздельной эксплуатации скважин
Их применение повышает рентабельность отдельных скважин за счет подключения к ним других объектов разработки или разных по продуктивности пластов одного объекта разработки. За счет оптимизации работы объектов повышается производительность скважины. Использование ствола одной скважины и организация одновременного (совместного) отбора запасов углеводородов разных объектов разработки одной сеткой скважин сокращает объемы бурения.
Таким образом, технология ОРЭ позволяет значительно оптимизировать затраты на добычу нефти.
Бурение боковых стволов (зарезка боковых стволов)
Бурение боковых стволов из существующих скважин – эффективный способ капитального ремонта и реконструкции скважин. Технология особенно эффективна для месторождений на поздней стадии разработки.
Путем бурения боковых стволов в разработку вовлекаются ранее не задействованные участки пласта, а также трудноизвлекаемые запасы нефти
(ТрИЗ), добыча которых ранее не представлялась возможной. Применение технологии ЗБС способствует увеличению нефтеотдачи пластов и фактически заменяет уплотнение скважин. Соответствующие технологии помогают сохранить скважину и сэкономить затраты на освоение скважины. Причем эксплуатация боковых стволов эффективна для всех типов залежей.
23
Ремонтно-изоляционные работы (РИР)
Ремонтно-изоляционные работы осуществляются с целью ликвидации негерметичностей эксплуатационной колонны и ограничения водопритока в скважину. РИР могут осуществляться различными тампонирующими материалами (цементом, жидким стеклом), установкой пластыря или пакерами
(двухпакерными компоновками, например). Особенность этого вида ГТМ в том, что эффективность проведенных работ заключается скорее не в получении дополнительной добычи нефти, а в снижении содержания воды в продукции скважины.
РИР скважин проводят в случаях, когда необходимо:
обеспечить изоляцию продуктивных объектов от вод;
создать цементный стакан на забое скважины или цементный мост в колонне;
перекрыть фильтр при переводе скважины на выше- или нижезалегающий горизонт;
создать цементный пояс в призабойной зоне скважины для надежной изоляции;
перекрыть дефекты в эксплуатационной колонне;
изолировать продуктивные горизонты друг от друга в интервале спуска эксплуатационной колонны или хвостовика при зарезке и бурении второго ствола;
закрепить призабойную зону скважины с целью уменьшения пробкообразования.
Основное требование к технологии - обеспечение закачки рабочих растворов изоляционного агента в скважину и продавливание в изолируемый интервал.
Это достигается за счет исключения из технологии условий и операций, способствующих разбавлению рабочих растворов, а также в результате заполнения скважины однородной по плотности жидкости; применение рабочих