ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 12.01.2024
Просмотров: 341
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Результаты исследований и их обсуждение
Республика Тыва расположена в центре Азии между
50 °11’-53 °46’ северной широты и 88 °49’-98 °56’ восточной дол- готы. Территория ее вытянута с запада на восток на 740 км, с юга на север — на 100 км. Характер подстилающей поверх- ности республики чрезвычайно сложный. Наиболее возвы- шенные части Тывы располагаются по ее периферии, наиболее пониженные — в центре и на юге, за хребтом Танну-Ола [5]. По методике Романовой Е. Н., Гобаровой Е. О., Жильцовой Е. Л. по мезо- и микроклиматическому районированию территорий для целей оптимизации размещения сельскохозяйственных культур геотопологические особенности земной поверхности делятся на девять типов макрорельефа, каждый из которых соз- дает свой мезоклимат [3].
В пределах Республики Тыва было выделено два макрокли- матических типа местоположений:
1. Среднегорный и горный рельеф.
2. Межгорные депрессии (котловины, впадины).
Метеостанции располагаются в Центрально-Тувинской
(МС Шагонар), Хемчикской (МС Чадан) и Турано-Уюкской
(МС Туран) котловинах. Непосредственно в самой Тувинкой котловине располагаются метеостанции Кызыл и Сосновка.
Рассчитанные и приведенные в табл. 1 средние значения за
60-летний период можно считать «нормой», т. е. устойчивыми во времени величинами. Проведенный анализ временного рас- пределения приземной температуры воздуха (СГПТВ) показы- вает, что самые низкие значения отмечаются на предгорье кот- ловины МС Туран (–3,8 °C), затем Сосновка (–3,7 °C). СГПТВ в самой котловине МС Кызыл, Чадан оказались существенно выше и составили –2,1 и –2,3
о
С.
Глобальное потепление климата, которое особо наблюда- ется аномально высокими температурами в разных странах в летний период (максимальная температура воздуха до 40
о
С в Европе в 2018–2019 гг.) и повышение температуры на 3–4
о
С в зимний период в ряде регионов России, также сопровожда- ется изменениями климата в республике. Особенно «смяг- чение» климата наблюдается в последние 10 лет: теплая осень, уменьшение количества дней зимой с минимальными темпе-
«Молодой учёный» . № 5 (347) . Январь 2021 г.
238
Гeография
ратурами за –40
о
С, увеличение дождливых и пасмурных дней в летнее время. Инструментальные наблюдения за темпера- турой подтверждают потепление климата. В период 2010–
2020 гг. в регионе в минимальные температуры в зимой повы- сились на 2,8–3,2 °C с –42,8–45,7 до –39–43,5
о
С, а максимальные температуры воздуха в летнее время уменьшились на 2,7–6,4 °C с 35,7–38,4
о
С до 32–34,5
о
С по сравнению с периодом 1949–
2008 гг.
Рис. 1.
Динамика среднегодовой температуры воздуха метеорологических станций Республики Тыва, расположенных
в Тувинской котловине (2010–2020 годы)
Начальной точкой для построения графика динамики сред- негодовой температуры воздуха с 2010 по 2020 год были взяты усредненные данные многолетней среднегодовой температуры воздуха за 1949–2008 гг. из таблицы 1. Анализ хода тренда сред- негодовой температуры воздуха на рисунке 1 показывает на по- вышение среднегодовой температуры воздуха на 2,3–2,8
о
С.
Сотрудники Центра превосходства ТГУ «БиоКлимЛанд» отмечают о возможных заметных изменениях экосистем в Туве, в том числе подобные тем, которые отмечаются в Ар- ктике — «об озеленении». Подобное явление встречается и на некоторых участках степи. Хотя, согласно большинству про- гнозов, аридные (сухие) территории должны становиться еще суше, но степные межгорные котловины в некоторых местах начинают покрываться молодым лесом. Этот феномен привел к появлению нового термина—«позеленение» степи (greening of the steppes)» [4]. По словам эксперта ТГУ С. Н. Карпухина причина появления растительности, нехарактерной для степной зоны, заключается в изменении режима увлажнения.
Не только в Туве, но и в соседней Монголии случаются лив- невые дожди, что ранее происходило крайне редко.
Таблица 1.
Средняя месячная и годовая температура воздуха (1949–2008 гг.)
Метеостанция
Месяцы
год
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Кызыл
-30,3
-25,5
-12,8 3,4 12 18 20,1 17,3 10,2 0,6
-14,1
-26,5
-2,3
Чадан
-28,5
-23,6
-11,5 3,8 119 17,4 18,7 16,2 9,3
-0,3
-13,3
-24,7
-2,1
Туран
-29,7
-25,2
-14,0 0,8 9,5 15,2 17,5 14,7 8,3
-0,8
-15,4
-26,3
-3,8
Сосновка
-29,7
-25,9
-14,6 1,6 10,2 15,9 18 15,5 8,7
-0,3
-15,3
-26,8
-3,7
Примечание. Таблица составлена автором по данным В. А. Шкляева, Л. С. Шкляевой, Д. Т. Мандыта [5].
“Young Scientist” . # 5 (347) . January 2021
239
Geography
Рис. 2.
Сумма осадков в год по метеорологическим станциям Республики Тыва, расположенных в Тувинской котловине
(1990–2020 годы)
Сравнительный анализ суммы выпавших осадков по
5 летним периодам с 1990 по 2019 годы (рис. 2) показывает, что почти в 1,5–2 раза с 160–200 мм до 304–348 мм увеличились суммы осадков на территории Дзун-Хемчикского (МС Чадан),
Улуг-Хемского (МС Шагонар) и Кызылского (МС Кызыл) рай- онов, на 19% или с 258 мм до 318 мм увеличилась сумма осадков в Пий-Хемском районе (МС Туран) и всего на 11% с 297 до
322 мм увеличилось количество выпавших осадков в год в Тан- дынском районе (МС Сосновка). Распределение осадков по се- зонам года неодинаково: за летний период выпадает 59–70% осадков, за осенне-весенний выпадает 16–40%, в зимний —
7–22%.
Таким образом, за период с 2010 по 2020 годы в Туве наблю- дается потепление климата, среднегодовая температура воз- духа увеличилась на 2,3–2,8
о
С со среднегодовой температуры с –3,8
о
С до –1,4–0,4
о
С. Изменяется режим увлажнения кот- ловин, где количество выпавших осадков местами увеличилось почти в 2 раза, особенно это отмечается в тех районах, где был более сухой аридный климат как Дзун-Хемчикский, Улуг-Хем- ский и Кызылский.
Литература:
1. Кузнецов К., Пышкина О. В. Глобальное потепление-угроза человечеству — Исследовательская работа — URL: https://
nsportal.ru/ap/library/nauchno-tekhnicheskoe-tvorchestvo/2019/01/30/issledovatelskaya-rabota-globalnoe (дата обращения
22.12.2020)
2. Куулар Х. Б. Мониторинг потепления климата в Республике Тыва по данным наблюдений // Естественные и технические науки. — 2016. — № 12.— С. 153–157.
3. Романова Е. Н., Гобарова Е. О., Жильцова Е. Л. Методы мезо- и микроклиматического районирования для целей оптими- зации размещения сельскохозяйственных культур с применением технологии автоматизированного расчета.— СПб.: Ги- дрометеоиздат, 2003.
4. «Позеленение» степи: ученые выяснят, как изменение климата влияет на экосистемы Тувы —URL: https://tayga.info/154027
(дата обращения 22.12.2020).
5. Шкляев В. А., Шкляева Л. С., Мандыт Д. Т. Особенности пространственного и сезонного изменения температуры воздуха в Республике Тыва // Географический вестник — 2010, № 1(12).— С. 21–26.
«Молодой учёный» . № 5 (347) . Январь 2021 г.
240
Геология
Г Е ОЛ О Г И Я
Проблемы строительства горизонтальных скважин с использованием
инвертно-эмульсионных буровых растворов
Долбнев Роман Юрьевич, студент магистратуры;
Оглезнев Сергей Вячеславович, студент магистратуры
Тюменский индустриальный университет
Инвертно-эмульсионный буровой раствор (ИЭБР) на настоящее время нашел широкое применение при бурении скважин с гори-
зонтальным окончанием на месторождениях Западной Сибири.
Рецептура данных БР постоянно совершенствуется с целью получения низковязких инвертных эмульсий, обладающих опти-
мальными структурно-реологическими свойствами, высокой емкостью в отношении утяжелителя и стабильностью реологиче-
ских параметров в зависимости от температуры.
В
се большее применение находит технология нефтедобычи с применением горизонтальных скважин, в силу сложного геологического строения и с наличием трудно проницаемых коллекторов, которые присущи большинству месторождений
Западной Сибири.
Основная масса ГС пробурена с использованием данных
ИЭБР, что связанно с их стабильностью, устойчивости к загряз- нениям, низким значением коэффициента трения и высоким смазывающим показателям, низким значением водоотдачи и возможностью многократного использования и при этом не требует сложной технологической процедуры очистки и вос- становления.
Однако, несмотря на большое количество положительных моментов у данных растворов есть и ряд негативных сторон, которыми не обладают другие растворы на водной основе [1] за счет наличия повышенных реологических характеристик за счет углеводородной основы и которые могут привести к уве- личению гидравлических сопротивлений как в затрубном про- странстве, так и к протаскиванию элементов КНБК внутри сква- жины. Результатом чего в свою очередь является к увеличению давления и объемов прокачки, росту эквивалентной циркуля- ционной плотности раствора.
Данные реологические свойства в ряде условий могут ока- зать отрицательный эффект по операциям промывке и очистки скважинного ствола, при этом снижается эффективная механи- ческая скорость проходки, возможно возникновение ряда не- гативных явлений виде свабирования при СПО, поршевания и т. д. Недостаточно эффективная система очистки всвою оче- редь приводит к накоплению шлама на участках искривления по нижней стороне скважиной стенки, закупорке ствола, росту нагрузок на БК, не доведения осевой нагрузки на долото, за- тяжкам и прихватам бурового оборудования с потерей цирку- ляции и как следствие потери оборудования и производствен- ного времени, а значит к высоким экономическим затратам [2].
Таким образом возникает необходимость оптимизации ре- цептур данных БР для создания необходимых реологических свойств ИЭР исходя из конкретных задач и специфических осо- бенностей того или иного месторождения с разработкой меро- приятий по эффективной очистке скважинного ствола.
Также существенным недостатком традиционно применя- емых ИЭР является зависимость их реологических свойств от температуры. Что ощутимо сказывается на их применении в ус- ловиях наличия высоких забойных температур и их разнице между забоем и поверхностью.
С ростом температуры в данных растворах происходит резкое снижение вязкости, динамического напряжения сдвига и прочности геля, которые являются основными показателями качества очистки выноса бурового шлама из скважины на по- верхность. Под воздействием температуры БР становится не- способным к удержанию мелкодисперсной твердой фазы и утя- желителя во взвешенном состоянии.
Воздействие низких температур на поверхности окружа- ющей среды приводит, наоборот, к загущению данных рас- творов, что так же создает определенные сложности при его прокачке.
В настоящее время одним из самых распространенных способов регулирования реологических параметров рас- творов на углеводородной основе является изменение со- отношения углеводородной среды и водной фазы, то есть снижение вязкости достигают разбавлением раствора исполь- зуемой дисперсионной средой. Однако в этом случае наряду со снижением пластической вязкости и динамического напря- жения сдвига снижается вязкость раствора при низких ско- ростях сдвига, уменьшается седиментационная стабильность
“Young Scientist” . # 5 (347) . January 2021
241
Geology
эмульсий, резко возрастают фильтратопотери, что так же при- водит его к неспособности удержания выбуренного шлама и утяжелителя.
Для исключения данных проблем компанией ООО «Ин-
ТехБурение» был разработан реагент на основе смеси много- атомных спиртов с их различным процентным содержанием и коллоидной водной дисперсии термопластичных поли- меров — «Инжель».
Использование данного реагента в рецептурах низковязких инвертных эмульсий БР приводит к стабилизации реологиче- ских характеристик и его вязкости при температурном воздей- ствии повышенных и пониженных значений для повышения ка- чества очистки скважинного ствола и исключения негативных проявлений, рассмотренных выше. Таким образом, данный ре- агент в составе ИЭБР выступает термостабилизатором без по- тери остальных положительных свойств раствора.
В настоящее время строительство основного количества ГС месторождений Западной Сибири ведется с использованием представленного в статье комплекса взаимосвязанных техно- логий. Опыт показывает, что данный комплексный подход обе- спечивает высокое качество строительства скважин и миними- зацию потенциальных осложнений.
Литература:
1. Меденцев С. В. Стабилизация реологического профиля буровых растворов на углеводородной основе // Территория НЕФ-
ТЕГАЗ. — 2010. — № 10. — С. 28–30.
2. Горпинченко В. А. Применение синтетического полимерного волокна для увеличения эффективности выноса шлама при бурении долотами PDC / В. А. Горпинченко, М. Р. Дильмиев // Бурение инефть. — 2010. — № 6. — С. 6–8.
Обзор существующих методов приобщения продуктивных пластов
при строительстве скважин с горизонтальным окончанием
Ибрагимов Ильдар Таирович, студент магистратуры;
Васильев Сергей Геннадьевич, студент магистратуры;
Бакиев Рамиль Камильевич, студент магистратуры;
Болдырев Антон Леонидович, студент магистратуры
Тюменский индустриальный университет
В статье авторы анализируют доступные методы приобщения продуктивных пластов с попыткой определить оптимальные
для скважин с горизонтальным окончанием.
Ключевые слова: перфорация, горизонтальные скважины, ГПП, многостадийная.
О
своение технологии строительства горизонтально направ- ленных скважин, или скважин с горизонтальным оконча- нием, является одним из наиболее серьезных технологических достижений нефтяной промышленности и позволяет доби- ваться существенно больших показателей продуктивности, по- могая решать дополнительные специальные задачи разработки месторождений в интересах недропользователя.
В производственной практике популярность скважин с го- ризонтальным окончанием неизменно растет, причем имеется настойчивая тенденция к увеличению продолжительности го- ризонтальных участков, в независимости от глубин залегания целевых пластов. Помимо очевидного факта увеличения слож- ности строительства для горизонтальных скважин, одновре- менно увеличивается сложность обслуживания и эксплуатации таких скважин. При этом, одной из наиболее интересных задач, на настоящий момент, является задача выбора технологий при- общения целевого пласта.
Имеющиеся варианты технологий приобщения пластов, можно разделить по способу выполнения работ и по типу при- меняемых устройств.
По способу выполнения работ методы приобщения пла- стов подразделяются на:
– Перфорационные работы на насосно-компрессорных трубах — метод характеризуется простотой и надежностью, но требуют длительного времени на выполнение. Позволяет при- менять все виды перфораторов, и любые сопутствующие техно- логии, однако не пригоден для выполнения работ на депрессии, а также имеет существенные ограничения по максимальной глубине спуска, особенно при применении в горизонтальных скважинах.
– Перфорационные работы на геофизическом кабеле (каро- тажные работы) — наиболее дешевый и простой метод перфора- ционных работ. Пригоден для малого спектра задач, однако по- зволяет выполнять операции на депрессии. Имеет затруднения с «доходимостью» перфораторов в горизонтальных скважинах.
– Перфорационные работы на гибких насосно-компрес- сорных трубах — наиболее прогрессивный и дорогой метод вы- полнения работ. Позволяет выполнять любые виды перфора- ционных работ в том числе в любом режиме депрессии. Метод наиболее актуален в горизонтальных скважинах, т. к. имеет хо-
«Молодой учёный» . № 5 (347) . Январь 2021 г.
242
Геология
рошие показатели доходимости инструмента в горизонтальной части скважины. Однако технология все же имеет некоторые ограничения и предъявляет высокие требования к качеству ин- женерного сопровождения.
По типу применяемых устройств выделяются:
– Пулевая/торпедная перфорация — устаревший метод перфорации, который предполагает формирование перфока- налов пулевым снарядом или торпедой. Имеет наихудшие ха- рактеристики формируемых каналов, т. к. кинетическая энергия снарядов быстро теряется в плотных горных породах, но ког- да-то этот метод был основным способом приобщения продук- тивных пластов, ввиду отсутствия альтернатив.
– Кумулятивная перфорация — метод, образующий пер- форационные каналы с помощью кумулятивных струй, соз- данных специальными кумулятивными зарядами, установ- ленными в цилиндрический корпус перфоратора. Этот метод наиболее распространен, характеризуется простотой и эффек- тивностью, однако имеет существенное негативное влияние на проницаемость пород в интервале перфорации, т. к. кумуля- тивная струя одновременно уплотняет структуру горных пород и оказывает высокотемпературное воздействие на их поверх- ность, кроме того наличие взрывной волны и создание зон по- вышенного давления негативно влияет на техническое состо- яние эксплуатационной колонны в интервале перфорации.
– Гидропескоструйная перфорация — метод перфорации, при котором перфорационные каналы формируются высо- коскоростной направленной струей перфорационной жид- кости, содержащей абразивный наполнитель. Не оказывает от- рицательного влияния в ПЗП и интервале перфорации и дает лучшие результаты, однако, отличается большей сложностью исполнения и имеет ряд технологических ограничений.
– Механические и комбинированные методы — методы, основанные на применении различных устройств, обеспечи- вающих формирование перфорационных каналов посред- ством механического или гидромеханического воздействия
(сверления, резания, бурения, деформации и т. п.). В данной об- ласти имеется большое количество разработок, различные ре- жущие, комбинированные, сверлящие перфораторы, техно- логии с применением различных буров, гидромониторных насадок и винтовых забойных двигателей. Данные методы дают хорошие показатели качества вскрытия, ввиду отсутствия коль- матирующего воздействия на ПЗП, а также, могут создавать очень протяженные перфорационные каналы но все они тре- буют применения габаритного и сложного внутрискважинного оборудования. Минусами данных методов является высокая сложность выполнения работ, наличие еще больших техноло- гических ограничений, чем для ГПП, а также низкая скорость создания перфорационных каналов.
– Безперфораторные методы приобщения пласта — обе- спечивают приобщение целевого пласта за счет использования конструктивных элементов скважины, заранее включенных в компоновку во время строительства. К данным методам можно отнести использование перфотруб, фильтр-хвосто- виков, компоновок МГРП разрывных муфт и т. п. элементов, которые включаются в конструкцию скважины на этапе стро- ительства и спускаются вместе с остальными конструктивными элементами скважины, чем решается проблема доставки эле- ментов в скважину еще на этапе строительства. Данный метод отличается эффективностью, отличным сохранением ФЕС пласта, в случае соблюдения технологий строительства, но об- ладает высокой стоимостью, имеет проблемы с надежностью и не предоставляет гибкости в выборе последующих методов эксплуатации скважины.
Какие же методы приобщения пластов целесообразно при- менять в горизонтальных скважинах?
В связи с главной особенностью конструкции рассматрива- емых скважин — наличием горизонтального участка, который неуклонно стремится к увеличению протяженности, доставка перфораторов в целевые интервалы горизонтальных скважин становится все сложнее. Кроме того, целью строительства до- рогостоящих скважин с горизонтальным окончанием является максимальное улучшение связи с продуктивным пластом, и по- лучение максимальной площади фильтрации флюида, что де- лает необходимым не допускать кольматирующих эффектов и обусловливает целесообразность выполнения работ на де- прессии. Популярность применения ГРП при освоении таких скважин выводит на первый план показатели гидродинамиче- ского совершенства ПЗП и скин-фактора.
Таким образом, проинализировав имеющиеся способы при- общения продуктивных пластов можно сделать вывод, что ме-
“Young Scientist”
Республика Тыва расположена в центре Азии между
50 °11’-53 °46’ северной широты и 88 °49’-98 °56’ восточной дол- готы. Территория ее вытянута с запада на восток на 740 км, с юга на север — на 100 км. Характер подстилающей поверх- ности республики чрезвычайно сложный. Наиболее возвы- шенные части Тывы располагаются по ее периферии, наиболее пониженные — в центре и на юге, за хребтом Танну-Ола [5]. По методике Романовой Е. Н., Гобаровой Е. О., Жильцовой Е. Л. по мезо- и микроклиматическому районированию территорий для целей оптимизации размещения сельскохозяйственных культур геотопологические особенности земной поверхности делятся на девять типов макрорельефа, каждый из которых соз- дает свой мезоклимат [3].
В пределах Республики Тыва было выделено два макрокли- матических типа местоположений:
1. Среднегорный и горный рельеф.
2. Межгорные депрессии (котловины, впадины).
Метеостанции располагаются в Центрально-Тувинской
(МС Шагонар), Хемчикской (МС Чадан) и Турано-Уюкской
(МС Туран) котловинах. Непосредственно в самой Тувинкой котловине располагаются метеостанции Кызыл и Сосновка.
Рассчитанные и приведенные в табл. 1 средние значения за
60-летний период можно считать «нормой», т. е. устойчивыми во времени величинами. Проведенный анализ временного рас- пределения приземной температуры воздуха (СГПТВ) показы- вает, что самые низкие значения отмечаются на предгорье кот- ловины МС Туран (–3,8 °C), затем Сосновка (–3,7 °C). СГПТВ в самой котловине МС Кызыл, Чадан оказались существенно выше и составили –2,1 и –2,3
о
С.
Глобальное потепление климата, которое особо наблюда- ется аномально высокими температурами в разных странах в летний период (максимальная температура воздуха до 40
о
С в Европе в 2018–2019 гг.) и повышение температуры на 3–4
о
С в зимний период в ряде регионов России, также сопровожда- ется изменениями климата в республике. Особенно «смяг- чение» климата наблюдается в последние 10 лет: теплая осень, уменьшение количества дней зимой с минимальными темпе-
«Молодой учёный» . № 5 (347) . Январь 2021 г.
238
Гeография
ратурами за –40
о
С, увеличение дождливых и пасмурных дней в летнее время. Инструментальные наблюдения за темпера- турой подтверждают потепление климата. В период 2010–
2020 гг. в регионе в минимальные температуры в зимой повы- сились на 2,8–3,2 °C с –42,8–45,7 до –39–43,5
о
С, а максимальные температуры воздуха в летнее время уменьшились на 2,7–6,4 °C с 35,7–38,4
о
С до 32–34,5
о
С по сравнению с периодом 1949–
2008 гг.
Рис. 1.
Динамика среднегодовой температуры воздуха метеорологических станций Республики Тыва, расположенных
в Тувинской котловине (2010–2020 годы)
Начальной точкой для построения графика динамики сред- негодовой температуры воздуха с 2010 по 2020 год были взяты усредненные данные многолетней среднегодовой температуры воздуха за 1949–2008 гг. из таблицы 1. Анализ хода тренда сред- негодовой температуры воздуха на рисунке 1 показывает на по- вышение среднегодовой температуры воздуха на 2,3–2,8
о
С.
Сотрудники Центра превосходства ТГУ «БиоКлимЛанд» отмечают о возможных заметных изменениях экосистем в Туве, в том числе подобные тем, которые отмечаются в Ар- ктике — «об озеленении». Подобное явление встречается и на некоторых участках степи. Хотя, согласно большинству про- гнозов, аридные (сухие) территории должны становиться еще суше, но степные межгорные котловины в некоторых местах начинают покрываться молодым лесом. Этот феномен привел к появлению нового термина—«позеленение» степи (greening of the steppes)» [4]. По словам эксперта ТГУ С. Н. Карпухина причина появления растительности, нехарактерной для степной зоны, заключается в изменении режима увлажнения.
Не только в Туве, но и в соседней Монголии случаются лив- невые дожди, что ранее происходило крайне редко.
Таблица 1.
Средняя месячная и годовая температура воздуха (1949–2008 гг.)
Метеостанция
Месяцы
год
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Кызыл
-30,3
-25,5
-12,8 3,4 12 18 20,1 17,3 10,2 0,6
-14,1
-26,5
-2,3
Чадан
-28,5
-23,6
-11,5 3,8 119 17,4 18,7 16,2 9,3
-0,3
-13,3
-24,7
-2,1
Туран
-29,7
-25,2
-14,0 0,8 9,5 15,2 17,5 14,7 8,3
-0,8
-15,4
-26,3
-3,8
Сосновка
-29,7
-25,9
-14,6 1,6 10,2 15,9 18 15,5 8,7
-0,3
-15,3
-26,8
-3,7
Примечание. Таблица составлена автором по данным В. А. Шкляева, Л. С. Шкляевой, Д. Т. Мандыта [5].
“Young Scientist” . # 5 (347) . January 2021
239
Geography
Рис. 2.
Сумма осадков в год по метеорологическим станциям Республики Тыва, расположенных в Тувинской котловине
(1990–2020 годы)
Сравнительный анализ суммы выпавших осадков по
5 летним периодам с 1990 по 2019 годы (рис. 2) показывает, что почти в 1,5–2 раза с 160–200 мм до 304–348 мм увеличились суммы осадков на территории Дзун-Хемчикского (МС Чадан),
Улуг-Хемского (МС Шагонар) и Кызылского (МС Кызыл) рай- онов, на 19% или с 258 мм до 318 мм увеличилась сумма осадков в Пий-Хемском районе (МС Туран) и всего на 11% с 297 до
322 мм увеличилось количество выпавших осадков в год в Тан- дынском районе (МС Сосновка). Распределение осадков по се- зонам года неодинаково: за летний период выпадает 59–70% осадков, за осенне-весенний выпадает 16–40%, в зимний —
7–22%.
Таким образом, за период с 2010 по 2020 годы в Туве наблю- дается потепление климата, среднегодовая температура воз- духа увеличилась на 2,3–2,8
о
С со среднегодовой температуры с –3,8
о
С до –1,4–0,4
о
С. Изменяется режим увлажнения кот- ловин, где количество выпавших осадков местами увеличилось почти в 2 раза, особенно это отмечается в тех районах, где был более сухой аридный климат как Дзун-Хемчикский, Улуг-Хем- ский и Кызылский.
Литература:
1. Кузнецов К., Пышкина О. В. Глобальное потепление-угроза человечеству — Исследовательская работа — URL: https://
nsportal.ru/ap/library/nauchno-tekhnicheskoe-tvorchestvo/2019/01/30/issledovatelskaya-rabota-globalnoe (дата обращения
22.12.2020)
2. Куулар Х. Б. Мониторинг потепления климата в Республике Тыва по данным наблюдений // Естественные и технические науки. — 2016. — № 12.— С. 153–157.
3. Романова Е. Н., Гобарова Е. О., Жильцова Е. Л. Методы мезо- и микроклиматического районирования для целей оптими- зации размещения сельскохозяйственных культур с применением технологии автоматизированного расчета.— СПб.: Ги- дрометеоиздат, 2003.
4. «Позеленение» степи: ученые выяснят, как изменение климата влияет на экосистемы Тувы —URL: https://tayga.info/154027
(дата обращения 22.12.2020).
5. Шкляев В. А., Шкляева Л. С., Мандыт Д. Т. Особенности пространственного и сезонного изменения температуры воздуха в Республике Тыва // Географический вестник — 2010, № 1(12).— С. 21–26.
«Молодой учёный» . № 5 (347) . Январь 2021 г.
240
Геология
Г Е ОЛ О Г И Я
Проблемы строительства горизонтальных скважин с использованием
инвертно-эмульсионных буровых растворов
Долбнев Роман Юрьевич, студент магистратуры;
Оглезнев Сергей Вячеславович, студент магистратуры
Тюменский индустриальный университет
Инвертно-эмульсионный буровой раствор (ИЭБР) на настоящее время нашел широкое применение при бурении скважин с гори-
зонтальным окончанием на месторождениях Западной Сибири.
Рецептура данных БР постоянно совершенствуется с целью получения низковязких инвертных эмульсий, обладающих опти-
мальными структурно-реологическими свойствами, высокой емкостью в отношении утяжелителя и стабильностью реологиче-
ских параметров в зависимости от температуры.
В
се большее применение находит технология нефтедобычи с применением горизонтальных скважин, в силу сложного геологического строения и с наличием трудно проницаемых коллекторов, которые присущи большинству месторождений
Западной Сибири.
Основная масса ГС пробурена с использованием данных
ИЭБР, что связанно с их стабильностью, устойчивости к загряз- нениям, низким значением коэффициента трения и высоким смазывающим показателям, низким значением водоотдачи и возможностью многократного использования и при этом не требует сложной технологической процедуры очистки и вос- становления.
Однако, несмотря на большое количество положительных моментов у данных растворов есть и ряд негативных сторон, которыми не обладают другие растворы на водной основе [1] за счет наличия повышенных реологических характеристик за счет углеводородной основы и которые могут привести к уве- личению гидравлических сопротивлений как в затрубном про- странстве, так и к протаскиванию элементов КНБК внутри сква- жины. Результатом чего в свою очередь является к увеличению давления и объемов прокачки, росту эквивалентной циркуля- ционной плотности раствора.
Данные реологические свойства в ряде условий могут ока- зать отрицательный эффект по операциям промывке и очистки скважинного ствола, при этом снижается эффективная механи- ческая скорость проходки, возможно возникновение ряда не- гативных явлений виде свабирования при СПО, поршевания и т. д. Недостаточно эффективная система очистки всвою оче- редь приводит к накоплению шлама на участках искривления по нижней стороне скважиной стенки, закупорке ствола, росту нагрузок на БК, не доведения осевой нагрузки на долото, за- тяжкам и прихватам бурового оборудования с потерей цирку- ляции и как следствие потери оборудования и производствен- ного времени, а значит к высоким экономическим затратам [2].
Таким образом возникает необходимость оптимизации ре- цептур данных БР для создания необходимых реологических свойств ИЭР исходя из конкретных задач и специфических осо- бенностей того или иного месторождения с разработкой меро- приятий по эффективной очистке скважинного ствола.
Также существенным недостатком традиционно применя- емых ИЭР является зависимость их реологических свойств от температуры. Что ощутимо сказывается на их применении в ус- ловиях наличия высоких забойных температур и их разнице между забоем и поверхностью.
С ростом температуры в данных растворах происходит резкое снижение вязкости, динамического напряжения сдвига и прочности геля, которые являются основными показателями качества очистки выноса бурового шлама из скважины на по- верхность. Под воздействием температуры БР становится не- способным к удержанию мелкодисперсной твердой фазы и утя- желителя во взвешенном состоянии.
Воздействие низких температур на поверхности окружа- ющей среды приводит, наоборот, к загущению данных рас- творов, что так же создает определенные сложности при его прокачке.
В настоящее время одним из самых распространенных способов регулирования реологических параметров рас- творов на углеводородной основе является изменение со- отношения углеводородной среды и водной фазы, то есть снижение вязкости достигают разбавлением раствора исполь- зуемой дисперсионной средой. Однако в этом случае наряду со снижением пластической вязкости и динамического напря- жения сдвига снижается вязкость раствора при низких ско- ростях сдвига, уменьшается седиментационная стабильность
“Young Scientist” . # 5 (347) . January 2021
241
Geology
эмульсий, резко возрастают фильтратопотери, что так же при- водит его к неспособности удержания выбуренного шлама и утяжелителя.
Для исключения данных проблем компанией ООО «Ин-
ТехБурение» был разработан реагент на основе смеси много- атомных спиртов с их различным процентным содержанием и коллоидной водной дисперсии термопластичных поли- меров — «Инжель».
Использование данного реагента в рецептурах низковязких инвертных эмульсий БР приводит к стабилизации реологиче- ских характеристик и его вязкости при температурном воздей- ствии повышенных и пониженных значений для повышения ка- чества очистки скважинного ствола и исключения негативных проявлений, рассмотренных выше. Таким образом, данный ре- агент в составе ИЭБР выступает термостабилизатором без по- тери остальных положительных свойств раствора.
В настоящее время строительство основного количества ГС месторождений Западной Сибири ведется с использованием представленного в статье комплекса взаимосвязанных техно- логий. Опыт показывает, что данный комплексный подход обе- спечивает высокое качество строительства скважин и миними- зацию потенциальных осложнений.
Литература:
1. Меденцев С. В. Стабилизация реологического профиля буровых растворов на углеводородной основе // Территория НЕФ-
ТЕГАЗ. — 2010. — № 10. — С. 28–30.
2. Горпинченко В. А. Применение синтетического полимерного волокна для увеличения эффективности выноса шлама при бурении долотами PDC / В. А. Горпинченко, М. Р. Дильмиев // Бурение инефть. — 2010. — № 6. — С. 6–8.
Обзор существующих методов приобщения продуктивных пластов
при строительстве скважин с горизонтальным окончанием
Ибрагимов Ильдар Таирович, студент магистратуры;
Васильев Сергей Геннадьевич, студент магистратуры;
Бакиев Рамиль Камильевич, студент магистратуры;
Болдырев Антон Леонидович, студент магистратуры
Тюменский индустриальный университет
В статье авторы анализируют доступные методы приобщения продуктивных пластов с попыткой определить оптимальные
для скважин с горизонтальным окончанием.
Ключевые слова: перфорация, горизонтальные скважины, ГПП, многостадийная.
О
своение технологии строительства горизонтально направ- ленных скважин, или скважин с горизонтальным оконча- нием, является одним из наиболее серьезных технологических достижений нефтяной промышленности и позволяет доби- ваться существенно больших показателей продуктивности, по- могая решать дополнительные специальные задачи разработки месторождений в интересах недропользователя.
В производственной практике популярность скважин с го- ризонтальным окончанием неизменно растет, причем имеется настойчивая тенденция к увеличению продолжительности го- ризонтальных участков, в независимости от глубин залегания целевых пластов. Помимо очевидного факта увеличения слож- ности строительства для горизонтальных скважин, одновре- менно увеличивается сложность обслуживания и эксплуатации таких скважин. При этом, одной из наиболее интересных задач, на настоящий момент, является задача выбора технологий при- общения целевого пласта.
Имеющиеся варианты технологий приобщения пластов, можно разделить по способу выполнения работ и по типу при- меняемых устройств.
По способу выполнения работ методы приобщения пла- стов подразделяются на:
– Перфорационные работы на насосно-компрессорных трубах — метод характеризуется простотой и надежностью, но требуют длительного времени на выполнение. Позволяет при- менять все виды перфораторов, и любые сопутствующие техно- логии, однако не пригоден для выполнения работ на депрессии, а также имеет существенные ограничения по максимальной глубине спуска, особенно при применении в горизонтальных скважинах.
– Перфорационные работы на геофизическом кабеле (каро- тажные работы) — наиболее дешевый и простой метод перфора- ционных работ. Пригоден для малого спектра задач, однако по- зволяет выполнять операции на депрессии. Имеет затруднения с «доходимостью» перфораторов в горизонтальных скважинах.
– Перфорационные работы на гибких насосно-компрес- сорных трубах — наиболее прогрессивный и дорогой метод вы- полнения работ. Позволяет выполнять любые виды перфора- ционных работ в том числе в любом режиме депрессии. Метод наиболее актуален в горизонтальных скважинах, т. к. имеет хо-
«Молодой учёный» . № 5 (347) . Январь 2021 г.
242
Геология
рошие показатели доходимости инструмента в горизонтальной части скважины. Однако технология все же имеет некоторые ограничения и предъявляет высокие требования к качеству ин- женерного сопровождения.
По типу применяемых устройств выделяются:
– Пулевая/торпедная перфорация — устаревший метод перфорации, который предполагает формирование перфока- налов пулевым снарядом или торпедой. Имеет наихудшие ха- рактеристики формируемых каналов, т. к. кинетическая энергия снарядов быстро теряется в плотных горных породах, но ког- да-то этот метод был основным способом приобщения продук- тивных пластов, ввиду отсутствия альтернатив.
– Кумулятивная перфорация — метод, образующий пер- форационные каналы с помощью кумулятивных струй, соз- данных специальными кумулятивными зарядами, установ- ленными в цилиндрический корпус перфоратора. Этот метод наиболее распространен, характеризуется простотой и эффек- тивностью, однако имеет существенное негативное влияние на проницаемость пород в интервале перфорации, т. к. кумуля- тивная струя одновременно уплотняет структуру горных пород и оказывает высокотемпературное воздействие на их поверх- ность, кроме того наличие взрывной волны и создание зон по- вышенного давления негативно влияет на техническое состо- яние эксплуатационной колонны в интервале перфорации.
– Гидропескоструйная перфорация — метод перфорации, при котором перфорационные каналы формируются высо- коскоростной направленной струей перфорационной жид- кости, содержащей абразивный наполнитель. Не оказывает от- рицательного влияния в ПЗП и интервале перфорации и дает лучшие результаты, однако, отличается большей сложностью исполнения и имеет ряд технологических ограничений.
– Механические и комбинированные методы — методы, основанные на применении различных устройств, обеспечи- вающих формирование перфорационных каналов посред- ством механического или гидромеханического воздействия
(сверления, резания, бурения, деформации и т. п.). В данной об- ласти имеется большое количество разработок, различные ре- жущие, комбинированные, сверлящие перфораторы, техно- логии с применением различных буров, гидромониторных насадок и винтовых забойных двигателей. Данные методы дают хорошие показатели качества вскрытия, ввиду отсутствия коль- матирующего воздействия на ПЗП, а также, могут создавать очень протяженные перфорационные каналы но все они тре- буют применения габаритного и сложного внутрискважинного оборудования. Минусами данных методов является высокая сложность выполнения работ, наличие еще больших техноло- гических ограничений, чем для ГПП, а также низкая скорость создания перфорационных каналов.
– Безперфораторные методы приобщения пласта — обе- спечивают приобщение целевого пласта за счет использования конструктивных элементов скважины, заранее включенных в компоновку во время строительства. К данным методам можно отнести использование перфотруб, фильтр-хвосто- виков, компоновок МГРП разрывных муфт и т. п. элементов, которые включаются в конструкцию скважины на этапе стро- ительства и спускаются вместе с остальными конструктивными элементами скважины, чем решается проблема доставки эле- ментов в скважину еще на этапе строительства. Данный метод отличается эффективностью, отличным сохранением ФЕС пласта, в случае соблюдения технологий строительства, но об- ладает высокой стоимостью, имеет проблемы с надежностью и не предоставляет гибкости в выборе последующих методов эксплуатации скважины.
Какие же методы приобщения пластов целесообразно при- менять в горизонтальных скважинах?
В связи с главной особенностью конструкции рассматрива- емых скважин — наличием горизонтального участка, который неуклонно стремится к увеличению протяженности, доставка перфораторов в целевые интервалы горизонтальных скважин становится все сложнее. Кроме того, целью строительства до- рогостоящих скважин с горизонтальным окончанием является максимальное улучшение связи с продуктивным пластом, и по- лучение максимальной площади фильтрации флюида, что де- лает необходимым не допускать кольматирующих эффектов и обусловливает целесообразность выполнения работ на де- прессии. Популярность применения ГРП при освоении таких скважин выводит на первый план показатели гидродинамиче- ского совершенства ПЗП и скин-фактора.
Таким образом, проинализировав имеющиеся способы при- общения продуктивных пластов можно сделать вывод, что ме-
“Young Scientist”
1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 18