Файл: Министерство образования и науки российской федерации федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования Национальный исследовательский Томский политехнический университет.pdf

11 7.Конусо - или языкооборазование.
- ВНК рядом с нижними отверстиями перфорации
- высокая вертикальная проницаемость.
- закачка больших объемов слоя геля выше ВНК;
- бурение горизонтальных стволов вблизи кровли.
- применение изоляции в прискважинной зоне на достаточные расстояния по стволу вниз и вверх.
8.Низкий коэффициент охвата по площади.
- неоднородность проницаемости по площади;
- близость к источнику воды.
- отклонение потока нагнетаемой воды;
- уплотняющее бурение.
- изоляции отдельных частей скважины.
9.Пласт, стратифицированный по насыщенности гравитационным разделением флюидов.
- гравитационное разделение флюида.
- зарезка горизонтальных стволов;
- заводнение пенами.
- зарезка второго ствола, ближе к кровле пласта.
10.Обводненный пропласток с внутрипластовыми перетоками.
- высокопроницаемые пропластки, не разобщенные непроницаемыми перемычками.
- закачка геля в тонкий обводненный пропласток достаточно глубоко;
- бурение горизонтальных скважин.
- в горизонтальных скважинах, расположенных в одном пропластке, подобные проблемы не встречаются.
Для эффективной борьбы с водопритоками необходимо понимание возникающих проблем. Путём к устранению источника избыточного обводнения является диагностика, которая позволяет определить тип возникающей проблемы. В скважинной диагностике водопритоков можно выделить три основных направления: подбор скважин-кандидатов, определение типа проблемы и определение профиля притока воды в скважину. Достаточно нужной информации для диагностики содержится в данных по истории добычи.
Существует несколько способов определения источника избыточного обводнения, в которых используется информация об изменении ВНФ, динамике добычи и данных каротажа:
1.
График логарифма ВНФ от накопленной добычи. Он позволяет определить ожидаемую накопленную добычу в отсутствие каких-либо действий по ограничению водопритоков.
2.
График истории добычи. На данном графике в логарифмических координатах отложены дебиты нефти, и воды от времени. У хороших скважин-

12 кандидатов увеличение добычи воды и уменьшение добычи нефти начинается приблизительно в одно время.
3.
Анализ кривых падения дебита. На этом графике в полулогарифмических координатах откладываются значения дебита по нефти от накопленной добычи. Ускоренное падение дебита по нефти может служить индикатором не только наступающего обводнения, но и значительного падения давления в результате истощения пласта либо снижения гидравлической проводимости прискважинной зоны.
4.
Графическая диагностика развития обводнения.
График зависимости ВНФ от времени в логарифмических координатах может быть полезен для определения конкретного типа проблемы обводнения при его сравнении с кривыми, соответствующими известным моделям.
5.
Анализ остановок скважин и ограничений их дебитов. Анализ колебаний ВНФ может быть полезен при определении типа проблемы.
6.
Системный анализ NODAL. NODAL-анализ является стандартным методом моделирования поведения скважины и состоит обычно из следующих этапов: построение модели, геология, пластовое давление, выбор корреляций для расчета многофазных течений в наклонных трубах, перетоки при остановке скважины и в режиме эксплуатации.
7.
Каротажные диаграммы профиля притока. Современные диаграммы профиля притока позволяют локализовать места поступления воды в ствол скважины и определить объемное содержание фаз.
Правильное понимание причин избыточных водопритоков влечет эффективное решение возникающих проблем. Рациональный контроль за обводненностью добываемой продукции повышает рентабельность разработки месторождения, а также снижает расходы на переработку и утилизацию добываемой воды.

13 водой, газ с водой и нефтью) производится повторная интерпретация всего имеющегося геолого-промыслового материала с определением параметра насыщения и коэффициента нефтенасыщенности по данным геофизических исследований разреза и имеющихся петрофизических корреляционных зависимостей [4].
В случае однозначного подтверждения сделанных ранее выводов о характере насыщения пласта необходимо решить вопрос об интенсивности, месте и причине поступления воды в скважину. Для этого проводят комплекс гидродинамических и геофизических исследований, в состав которого входят методы, обычно применяемые на стадии поисков и разведки месторождений и при контроле над их разработкой. Исследование притока на установившихся и неустановившихся режимах фильтрации, определение приемистости скважины при нагнетании жидкости в пласт, акустический и гамма-гамма-цементомер, высокоточная термометрия, ИННК, закачивание меченого вещества, замеры резистивиметром, влагомером, плотномером, дебитомером. Распределение состава флюида в стволе скважины, в том числе и против интервала перфорации, можно контролировать замерами резистивиметра, влагомера, плотномера и дебитомера.
Выше перечисленные методы позволяют показать, соответствует ли получаемый приток интервалу перфорации или же он связан с негерметичностью эксплуатационной колонны. Межпластовые перетоки, интервалы заколонной циркуляции и эффективные работающие толщины внутри него определяют способами высокоточной термометрии, импульсным нейтрон-нейтронным каротажем. По данным акустического цементомера
(АКЦ) на двух частотах (20 - 25 и 6 - 8 кГц), можно замерит качество цементирования эксплуатационной колонны, интервал заколонной циркуляции и интенсивность перетоков оценивают. Все эти работы производятся подрядные службами на основе действующих регламентирующих и инструктивных документов.

14
В случае, когда комплексом методов высокоточной термометрии, импульсного нейтрон-нейтронного каротажа, АКЦ, а в отдельных случаях и закачкой меченой жидкости установлен интервал заколонной циркуляции и распределение состава флюида по нему, вопрос о проведении изоляционных работ становится очевидным.
Сложнее различить водопроявления, связанные с подтягиванием и прорывом конуса подошвенной воды в однородном пласте. В этом случая методы резистивиметрии, плотнометрии, влагометрии и дебитометрии подтверждают, что приток идет из интервала перфорации. То же самое подтвердят АКЦ, закачивание меченой жидкости, ИННК.
По комплексу рассмотренных выше методов всегда можно не только определить место притока пластовой воды, но и распознать причину ее поступления в скважину, что является решающим при выборе способа проведения водоизоляционных работ [4].
1.3. Актуальность проблемы обводнения добывающих скважин и
существующие методы ее решения
Обводнённость продукции в целом по нефтедобывающей промышленности России постоянно растет. Меньше, чем за 20 лет ее величина возросла вдвое и продолжает увеличиваться прогрессивно. На многих месторождениях обводненность добываемой продукции достигает 98 %.
К примеру, обводненность на нефтяных месторождений ХМАО-Югра к
2015 году выросла до 89,7% (с 89,4 в 2014 г.).
Добыча попутной воды требует больших дополнительных расходов, которая ведет к увеличению себестоимости нефти по мере роста обводнения скважин, заставляет к преждевременному переходу на механизированные способы добычи продукций. Приблизительно 90 % скважин работают и эксплуатируются механизированным способом главным образом по причине обводнения скважин. Активизация водопроявлений, а так же причиной выносом пород в большинстве случаев способствует механизированный способ добычи.

15
Работа большого числа нефтяных скважин является нерентабельной по причине высокой обводненности продукции и, вследствие экономической нецелесообразности дальнейшей эксплуатации, такие скважины активно пополняют бездействующий фонд, который в настоящее время составляет 35 % общего фонда [5].
Анализ результатов работ на большом количестве скважин показывает, что своевременная и качественная изоляция высокообводненных пластов или пропластков позволяет увеличить извлекаемые запасы нефти.
Существуют различные подходы к решению проблемы ограничения водопритоков: создание экранов и барьеров с применение различных химических составов, использование технических средств и технологических приемов. Используемые технологии сокращения притока вод в скважины в зависимости от характера воздействия закачиваемой водоизолирующей массы на проницаемость нефтенасыщенной части пласта, вскрытого перфорацией, делятся на селективные и неселективные[18].
На рисунке 1 приведена классификация методов ограничения и изоляции водопротоков в скважинах по современному состоянию ремонтно- изоляционных работ.

16
Рисунок 1 - Классификация основных методов ограничения и изоляции водопритоков
Учитывая механизм образования водоизолирующих масс и физико- химических правил воздействия на вмещающую среду, условно можно выделить 5 групп химических реагентов, используемых для водоизоляции:
Таблица 2 - Пять групп химических реагентов
Химические реагенты для водоизоляции
Отверждающиеся
Гелеобразующие
Осадкообразующие
Гидрофобизаторы
Пены и эмульсии
Отверждающиеся составы - химические реагенты, образующие после отвердевания прочную конденсационно-кристаллизационную
С применением органических – полимерных материалов
Методы изоляции и ограничений водопритоков
С применением неорганических водоизолирующих материалов
С применением кремнийорганических соединений (КОС)
Р
ас творы п
оли ак ри ло ни три ла
(
пи ла на
)
Р
ас творы п
оли ак ри ла м
ида
(
ПА
А)
Поли уре та ны
Не фт ес ерок ис лот ные с
м ес и
Поли м
ерн ые с
м олы ТС
Д
-9, ТС
-10
В
яз коу пруги е и ге ле об ра зн ые с
ис те м
ы
(ВУС
,ГОС
)
Гранул ирова нн ый м
агн ий
С
или ка т н ат ри я (ж идк ое с
те кло)
Р
еа ге нт
“
АКОР
”
Оли гом ерн ые орга нос илок са ны (
Продук т 119
-
204)
В
одора ст вори м
ые там пон ажн ые с
ос та вы
(ВТС)
К
ом поз иц ия г идроге ле й +
В
ТС

17 пространственную структуру по всему объему материала, то есть растворимую в нефти и нерастворимую в водной среде, (органические - синтетические смолы различного типа, неорганические - цементы). Как правило, такие реагенты являются неселективными без применения специальных технических средств и технологических приёмов.
Гелеобразующие составы - химические реагенты неорганической и органической природы, приводящие к образованию пространственных гелеобразных систем с водой или неводной дисперсионной средой. Основные химические реагенты для образования гелевых структур приведены в таблице.
3 [19].
Таблица 3- Гелеобразующие химические реагенты
Наименование
Химические реагенты
1. Полимеры акриловых кислот и их производных
Полиакриламиды и сополимеры акриламида
Гипан
2. Мономерные соединения
Акриламид
Стирол
3. Производные целлюлозы
Карбоксиметилцеллюлоза
Оксиэтилированная целлюлоза
Метилцеллюлоза
Лигносульфонат
4. Биополимеры
Ксантан
Склероглюкан
Эмульсан
БП-92
Осадкообразующие - химические реагенты, использование которых в пластовых ситуациях приводит к выпадению нерастворимого осадка (твердого или гелеподобного вида) в водонасыщенных зонах. Образование осадка может происходить как при взаимодействии реагентов между собой, так и при контакте с водой и с растворенными в ней солями [2].
Гидрофобизаторы - реагенты, применение которых основано на гидрофобизации поверхности пород призабойной зоны, что приводит к снижению ее водонасыщенности. В этом случае применяются ПАВ, аэрированные жидкости и другие, химические гидрофобизирующие реагенты.

18
Пенные системы - системы, состоящие из жидкости и воздуха, образуемые при закачивании газов в жидкости или в результате взаимодействия химических реагентов. Закачивание пенных систем в поровое пространство позволяет перекрывать пути продвижения воды вследствие прилипания к поверхности водопроводящих каналов пузырьков газа и образования пленок из коллоидно-дисперсных соединений.
Эмульсии - системы, состоящие из углеводородной и водной фаз, стабилизированные эмульгатором. Применяются в основном для обработки нагнетательных скважин.
Данный подкомплекс химических реагентов достаточно условен, так как многие вещества могут образовывать разные типы водоизолирующих масс в зависимости от конкретных условий, к тому же, большинство из них используются сейчас не в чистом виде, а в составе разнообразных композиций.
Для ограничения водопритоков предлагалось использовать значительное количество химических реагентов, однако реальное применение на практике получили лишь некоторые.
1.3.1 Неселективный метод
Неселективные методы изоляции - это методы, использующие материалы которые независимо от насыщенности среды нефтью, водой и газом образуют экран, не разрушающийся со временем в пластовых условиях. Поэтому применение подобных методов неизбежно требует проведение повторной перфорации и дальнейшего освоение скважины. Как правило, использование неселективных методов изоляции приводит к ухудшению условий поступления нефти в скважину. Однако в этом случае можно достигнуть избирательность воздействия на водо- и нефтенасыщенные части пласта путём применения специальных технологических приемов: использованием пакерных систем, закачкой буферных экранов, обработкой через специальные технологические отверстия в обсадной колонне. Основные требования при НСМИ - точное разграничение обрабатываемого обводненного промежутка и исключение снижения проницаемости продуктивной нефтенасыщенной зоны пласта.

19
Выделим основные материалы при неселективном методе изоляции
(цемент, синтетические смолы и модификаций на их основе).
Когда составы проникают в водоносный пласт, происходит разбавление составов с водой и теряется способность к отверждению, что требует затрат на повторное проведение операций.
Широкое использование цементных растворов для ограничения водопритоков не может быть рентабельным из-за их физико-химических свойств. Это низкая фильтруемость вследствие их дисперсности; высокая плотность, что может вызвать их поглощение и гидроразрыв пласта; высокая фильтратоотдача; низкая механическая и ударная прочность (растрескивание камня при повторной перфорации, приложении депрессий); низкая коррозионная стойкость, недостаточная адгезия и усадка тампонажного камня.
Хотя цемент является неселективным и не фильтрующимся материалом, тем не менее, он все же наиболее широко используемым при гидроизоляционных работах. Это связано, прежде всего, наличием его на промыслах, доступностью и низкой стоимостью.
Примером ненадлежащего использования цементного раствора, ликвидация перетоков между слоями цементным раствором не всегда эффективна, поскольку при наличии разницы пластовых давлений вода прорывается по цементному раствору уже в тот момент, когда он еще не затвердел. Часть цементной суспензии, которая поступает в водоносный пласт, растекается по нему по дренажным каналам.
Если невозможно установить местонахождения обводненного интервала или при расположении водоносных слоев по всему интервалу фильтра, не рекомендуется устанавливать пакер и временно вводить блокирующие жидкости. В этом случае эффективно использование методов закачки составов селективного происхождения.
1.3.2 Селективный метод
Селективные методы изоляции - это методы, при которых используют материалы, закачиваемые во всю перфорированную часть пласта, смысл этого

20 метода в том, что при цементировании скважины используется такой материал, который схватывается только при соприкосновении с водой. При этом образующийся осадок, гель или отверждающееся вещество увеличивает фильтрационное сопротивление только в водонасыщенной части пласта, а закупорки нефтяной части не происходит.
Селективный метод не может иметь абсолютной избирательностью. Чем выше степень снижения продуктивности притока пластовых вод, тем выше селективность метода. Наряду со снижением продуктивности обводнённых интервалов в результате изоляционных работ возможно и желательно повышение проницаемости нефтенасыщенных интервалов пласта. В результате этого подключаются, ранее не дренируемые участки пропластков. Подключив их к работе, происходит увеличение добычи нефти и сокращение объема воды.
В слоисто неоднородных пластах с увеличением депрессии, происходит приобщением к разработке ранее не отдававших нефть пластов или прослоев.
Среди выбранных составов имеются две основные группы селективных материалов:
Образующие закупоривающую массу (гель, твердый материал, осадки) в результате взаимодействия коагуляции тампонажного материала с поливалентными ионами или другими коагулянтами, содержащимися в пластовой воде или в предварительно закачиваемой жидкости.
Образующие твердое вещество или гель под действием воды, независимо от ее ионного состава. Такое отверждение основано на реакциях гидролиза и дальнейшей поликонденсации (сшивки) продуктов гидролиза.
Составы первой группы - это водные растворы акриловых полимеров
(гипана, акриламида, полиакриламида (ПАА) с гелеобразователями), синтетические латексы (растворы каучука), составы на основе неорганических солей (жидкое стекло, алюмосиликаты).
Вторая группа составов - это химические соединения, отверждение которых основано на реакциях гидролиза и поликонденсации продуктов гидролиза.