Геотехнологические основы повышения эффективности добычи нефти из недонасыщенных нефтью высокотемпературных полимиктовых пластов - Автореферат

Разработка большинства разрабатываемых крупных залежей нефти Западной Сибири традиционными технологиями извлечения нефти осложнена пониженной начальной нефтенасыщенностью порового пространства продуктивных пластов, повышенной гидрофильностью пород-коллекторов и содержанием в составе нефтей значительного количества парафина и асфальтосмолистых веществ (АСВ), а также геолого-физическими характеристиками, наличием высоких пластовых температур и высокой газонасыщенностью нефтей. В диссертационной работе представлены результаты исследований геолого-физических условий залегания продуктивных пластов, интенсификации притока продукции скважин, рекомендации по совершенствованию системы разработки недонасыщенных нефтью высокотемпературных пластов. Решение поставленных задач осуществлялось путем исследований геолого-физических и технологических условий эксплуатации нефтегазовых залежей с недонасыщенными нефтью коллекторами. Установлены закономерности фильтрации пластовых флюидов в недонасыщенных нефтью коллекторах и определены критерии эффективности применения физико-химических методов увеличения нефтеотдачи для пластов с пониженным нефтесодержанием. Исследованы и разработаны рецептуры новых технологических жидкостей для промывки и глушения скважин со свойствами, предотвращающими ухудшение фильтрационных характеристик пласта, а также составы рабочих композиций с регулируемой глубиной проникновения на базе кислотных композиций.Показано, что геологические условия залегания продуктивных пластов, недонасыщенных нефтью, рассматривались в работах Архипова С.В., Абрамова А.С., Андреева В.Е., Бродского А.А., Дворака С.В., Джемесюк А.В., Дроздова В.А., Забродина П.И., Ильина В.М., Касова А.С., Колмогорова В.Ф., Кольчицкой Т.Н., Корсунь В.В., Корчемкина В.Н., Котенева Ю.А., Кузнецова В.В., Курамшина Р.М., Кутырева Е.Ф., Петухова В.А., Питкевича В.Т., Малышевой Г.Н., Михайлова Н.Н., Мухаметзянова Р.Н., Назаренко Ю.С., Николаевой Е.В., Саунина В.И., Сонича В.П., Смышляевой М.Д., Турова В.А., Халимова Э.М., Шальных Г.С., Шараповой Н.В. и других. Многие скважины обводняются до критической величины при отборе 0,1…10,0 тыс. т нефти на скважину. Анализ причин подземного и капитального ремонтов скважин на месторождениях Ноябрьского региона показал, что наибольшее количество ремонтов связано с загрязнением призабойной зоны пласта и ствола скважины, некачественным глушением скважин в условиях высокотемпературных режимов пласта. Начальная обводненность продукции скважины зависит как от средней по разрезу пласта начальной нефтенасыщенности, так и от соотношения вязкости нефти и воды. На рисунке 4 приведена зависимость, отражающая корреляционную связь между неравномерностью нарастания обводненности продукции скважины и показателем неоднородности поля начальной водонасыщенности пласта.На примере нефтегазовых месторождений Ноябрьского региона Западной Сибири изучены и уточнены геолого-физические характеристики продуктивных пластов и установлено, что они характеризуются пониженным неоднородным нефтенасыщением порового пространства как по разрезу, так и по простиранию пластов. Пониженная нефтенасыщенность коллекторов обусловила повышенную подвижность пластовой и закачиваемой воды, которые явились основным источником переноса загрязнителей в призабойной зоне и скважине. В результате обобщения, систематизации и статистической обработки результатов ПГИ и ГДИ установлено, что продуктивность значительного числа скважин ниже их потенциально возможной в начале работы, также наблюдается ее снижение в период эксплуатации, несмотря на проведение планового объема геологотехнологических мероприятий. Анализ применения методов воздействия на ПЗП показывает, что применяемые технологии недостаточно эффективны и имеется возможность их повышения как за счет выбора метода воздействия с учетом геолого-физических условий конкретных объектов, так и за счет совершенствования технологических приемов. На основе обобщения значительного объема экспериментальных исследований установлено, что одной из причин низкой эффективности проводимых мероприятий является наличие на забое скважин различных мехпримесей органического и неорганического происхождений, и значительное количество примесей находится во взвешенном состоянии в скважинной жидкости.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. На примере нефтегазовых месторождений Ноябрьского региона Западной Сибири изучены и уточнены геолого-физические характеристики продуктивных пластов и установлено, что они характеризуются пониженным неоднородным нефтенасыщением порового пространства как по разрезу, так и по простиранию пластов. Пониженная нефтенасыщенность коллекторов обусловила повышенную подвижность пластовой и закачиваемой воды, которые явились основным источником переноса загрязнителей в призабойной зоне и скважине.

2. В результате обобщения, систематизации и статистической обработки результатов ПГИ и ГДИ установлено, что продуктивность значительного числа скважин ниже их потенциально возможной в начале работы, также наблюдается ее снижение в период эксплуатации, несмотря на проведение планового объема геологотехнологических мероприятий.

Анализ применения методов воздействия на ПЗП показывает, что применяемые технологии недостаточно эффективны и имеется возможность их повышения как за счет выбора метода воздействия с учетом геолого-физических условий конкретных объектов, так и за счет совершенствования технологических приемов.

3. На основе обобщения значительного объема экспериментальных исследований установлено, что одной из причин низкой эффективности проводимых мероприятий является наличие на забое скважин различных мехпримесей органического и неорганического происхождений, и значительное количество примесей находится во взвешенном состоянии в скважинной жидкости.

Результаты проведенных исследований свидетельствуют о том, что материал продуктивных горизонтов не является основной составляющей частью отложений. Ствол и призабойная зоны загрязнены, главным образом, осадками техногенного происхождения.

4. Проведены исследования и разработаны новые составы фильтрата технического пентаэритрита и хлористого натрия, технологических жидкостей с более высокими качественными показателями в сравнении с применяемыми аналогами. Разработаны рецептуры технологических жидкостей для промывки забоя скважин с высокими пескоудерживающими способностями. Предложена новая жидкость глушения для скважин, эксплуатирующих высотемпературные заглинизированные пласты. На основе фильтрата технического пентаэритрита и хлористого натрия разработаны рецептуры кислотных композиций с регулируемой глубиной проникновения в пласт и облегченным извлечением их фильтратов. Предложены новые технологии регулирования и ограничения водопритоков и увеличения охвата пласта воздействием.

5. Обоснован комплекс мероприятий, позволяющий интенсифицировать эксплуатацию скважин. Разработаны и внедрены технологии ОПЗ высокогидрофильных полимиктовых коллекторов при высоких пластовых температурах. Экспериментально подобраны ингибиторы коррозии для защиты скважинного оборудования при кислотных обработках в условиях высоких пластовых температур. Их добавление в кислотные составы снижает скорость коррозии до 22,5 раз.

6. Предложен метод диэлькометрической спектрометрии для прогнозирования эффективности применяемых химических реагентов и совместимости технологических жидкостей между собой и с пластовыми флюидами. Предложена комплексная методика подбора эффективных ингибиторов АСПО на основе сопоставления измерений диэлектрических параметров систем.

7. Рекомендации автора испытаны в промысловых условиях и выполнено обобщение их результатов на примере нефтяных месторождений (Вынгапурского, Вынгаяхинского, Суторминского, Западно-Суторминского, Новогоднего, Карамовского, Пограничного), уточнены научно-методические основы внедрения технологий для интенсификации притока нефти к забою скважин, разрушения и выноса АСПО, продуктов коррозии, мехпримесей с общим экономическим эффектом 75,361 млн руб. применительно к разработке недонасыщенных нефтью высокотемпературных глинизированных гидрофильных коллекторов.

МОНОГРАФИИ

1. Сафин С.Г., Мухаметзянов Р.Н. Исследования по интенсификации эксплуатации системы пласт-скважина в АО «Ноябрьскнефтегаз». - М.: ВНИИОЭНГ, 1995. - 96 с.

2. Сафин С.Г., Сафин С.С. Разработка составов для интенсификации нефтедобычи. - Архангельск: Изд-во АГТУ, 2005. - 120 с.

3. Саяхов Ф.Л. и др. Электрофизические методы контроля и управления свойствами технологических жидкостей в нефтедобыче / Ф.Л. Саяхов, С.Г. Сафин, М.Г. Гафиуллин. - М.: ВНИИОЭНГ, 1995. - 68 с.

4. Диэлектрическая спектрометрия в нефтедобыче / А.В. Баринов, Ф.Л. Саяхов, С.Г. Сафин, Г.М. Тарасова, Р.Р. Зиннатуллин. - Архангельск: Изд-во АГТУ, 2003. - 113 с.

5. Механизмы формирования и технологии ограничения водопритоков / Н.А. Петров, Д.Н. Идиятуллин, С.Г. Сафин, А.В. Валиуллин. - М.: Химия, 2005. - 172 с.

СТАТЬИ В ЖУРНАЛАХ В СООТВЕТСТВИИ С ПЕРЕЧНЕМ ВАК РФ

1. Мухаметзянов Р.Н., Сафин С.Г., Калашнев В.В., Есипенко А.И., Каюмов Л.Х. Исследования по подбору рецептур кислотных растворов для пород продуктивных горизонтов и продуктов, заиливающих призабойную зону пласта // Нефтепромысловое дело. - 1993. - № 11-12. - С. 21-24.

2. Сафин С.Г., Калашнев В.В., Каюмов Л.Х., Есипенко А.И., Петров Н.А., Кучма М.А. Технология регулирования и ограничения водопритоков с использованием нового состава // Нефтепромысловое дело. - 1994. - № 1. - С. 40-42.

3. Сафин С.Г., Петров Н.А., Есипенко А.И. Технологические жидкости для вторичного вскрытия продуктивных горизонтов // Нефтепромысловое дело. - 1994. - № 1. - С. 43-45.

4. Сафин С.Г., Хлебников В.Н., Сафин С.С. Исследование взаимодействия глинокислотных и спиртоглинокислотных растворов с породой пласта БС210 Суторминского месторождения // Геология, геофизика и разработка нефтяных месторождений. - 1994.- № 1. - С. 43-45.

5. Саяхов Ф.Л., Сафин С.Г., Гафиуллин М.Г. Высокочастотный диэлькометрический метод определения выноса реагентов // Нефтепромысловое дело. - 1994. - № 2. - С. 18-21.

6. Мухаметзянов Р.Н., Сафин С.Г., Ганиев Р.Р., Гафиуллин М.Г., Кучма М.А. Технология применения осадкообразующей композиции и ПАВ для увеличения нефтеотдачи высокотемпературных полимиктовых неоднородных пластов // Нефтяное хозяйство. - 1994. - № 7. - С. 21-22.

7. Саяхов Ф.Л., Сафин С.Г., Кошелев Б.Г., Гафиуллин М.Г. Методика определения содержания реагента в нефти // Нефтепромысловое дело. - 1994. № 6. - С. 12-13.

8. Сафин С.Г., Сафин С.С. Исследования по разработке технологии комплексной обработки призабойной зоны недонасыщенных нефтью пластов Нефтепромысловое дело. - 1994. - № 2. - С. 13-14.

9. Саяхов Ф.Л., Сафин С.Г., Гафиуллин М.Г. Электрофизические методы исследований в нефтедобыче // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. - 1995. - № 11-12. - С. 2-4.

10. Сафин С.Г. Исследования влияния спиртокислотных растворов и буферной жидкости на фильтрационные свойства Суторминского керна // Нефтепромысловое дело. - 1995. - № 11-12. - С. 24-26.

11. Кутырев Е.Ф., Сафин С.Г. О некоторых проблемах оценки состояния призабойной зоны пласта в условиях недонасыщенных нефтью коллекторов месторождений Западной Сибири // Геология, геофизика и разработка нефтяных месторождений. - 1995. - № 7. - С. 38-41.

12. Сафин С.Г. Совершенствование технологии обработки призабойной зоны недонасыщенных нефтью высокотемпературных пластов // Нефтяное хозяйство. - 1996. - № 4. - С. 47-50.

13. Сафин С.Г. Основы комплексной технологии интенсификации эксплуатации недонасыщенных нефтью залежей // Нефтепромысловое дело. - 1996. - № 3-4. - С. 28-30.

14. Калашнев В.В., Сафин С.Г. Исследования по подбору жидкостей с повышенными пескоудерживающими свойствами // Нефтепромысловое дело. 1996. - № 5. - С. 29-32.

15. Макеев Г.А., Сафин С.Г., Гафиуллин М.Г. Эффективность геолого-технических мероприятий на Суторминском нефтяном месторождении // Геология, геофизика и разработка нефтяных месторождений. - 1996. - № 5. - С. 32-34.

16. Сафин С.Г., Кутырев Е.Ф. Условия и методы повышения эффективности обработок призабойных зон скважин // Нефтяное хозяйство. - 1996. - № 10. - С. 32-34.

17. Сафин С.Г., Белоногов В.Г. Некоторые особенности геологического строения продуктивного пласта БС102 Крайнего месторождения // Геология, геофизика и разработка нефтяных месторождений. - 1996. - № 12. - С. 2-5.

18. Сафин С.Г., Гафиуллин М.Г., Макеев Г.А. Особенности разработки Крайнего месторождения // Геология, геофизика и разработка нефтяных месторождений. - 1997. - № 2. - С. 39-41.

19. Сафин С.Г., Макеев Г.А. Особенности геологического строения и разработки Западно-Суторминского месторождения // Нефтепромысловое дело. - 1998. - № 3. - С. 13-17.

20. Сафин С.Г., Овсюков А.В., Блинов С.А., Даниленко В.Н. Экспериментальные исследования элементного состава поверхности нефтяных коллекторов // Геология, геофизика и разработка нефтяных месторождений. - 1998. - № 3. - С. 49-50.

21. Сафин С.Г., Шилов А.В. Состояние и проблемы разработки нефтяных месторождений Ноябрьского региона Западной Сибири // Нефтепромысловое дело. - 2000. - № 10. - С. 7-13.

22. Сафин С.Г., Шилов А.В. Особенности геологического строения и разработки Сугмутского месторождения // Геология, геофизика и разработка нефтяных месторождений. - 2000. - № 11. - С. 11-14.

23. Сафин С.Г., Шилов А.В. Состояние и пути улучшения условий разработки нефтегазовых месторождений Ноябрьского региона // Нефтяное хозяйство. - 2001. - № 2. - С. 39-43.

24. Саяхов Ф.Л., Сафин С.Г., Баринов А.В., Фролов А.Г., Тарасова Г.М. Некоторые проблемы тестирования и контроля применения химических продуктов в нефтедобыче // Нефтепромысловое дело. - 2001. -

№ 4. - С. 12-14.

25. Саяхов Ф.Л., Сафин С.Г., Баринов А.В., Тарасова Г.М., Шутов С.С. Физико-химические основы применения высокочастотной диэлектрической спектрометрии в нефтедобыче // Нефтепромысловое дело. - 2001. - № 4. - С. 20-23.

26. Сафин С.Г., Баринов А.В., Губайдуллин М.Г. Состояние запасов и перспективы освоения северной части Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции // Нефтепромысловое дело. - 2001. - № 6. - С. 4-7.

27. Губайдуллин М.Г., Коробов В.Б., Сафин С.Г. Анализ характера возможного воздействия на окружающую среду при освоении нефтяных месторождений в северной части Тимано-Печорской провинции // Нефтепромысловое дело. - 2002. - № 2. - С. 11-19.

28. Саяхов Ф.Л., Сафин С.Г., Баринов А.В., Вахаев В.Г. Высокочастотная диэлектрическая спектрометрия для подбора и оценки эффективности применения ингибиторов АСПО на месторождениях ОАО «Архангельскгеолдобыча» // Нефтепромысловое дело. - 2002. - № 2. - С. 27-30.

29. Саяхов Ф.Л., Сафин С.Г., Баринов А.В. Метод высокочастотной диэлектрической спектрометрии для тестирования и контроля применения химреагентов в нефтедобыче // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. - 2002. - № 12. - С. 24-30.

30. Саяхов Ф.Л., Сафин С.Г., Баринов А.В., Вахаев В.Г. Применение высокочастотной диэлектрической спектроскопии для исследования сложных химреагентов // Нефтепромысловое дело. - 2002. - № 2. - С. 31-34.

31. Сафин С.Г. Физико-химические исследования для качественного управления воздействием на призабойную зону пласта // Нефтяное хозяйство. - 2003. - № 2. - С. 28-32.

32. Сафин С.Г. Разработка рецептуры технологических жидкостей для промывки скважин // Нефтяное хозяйство. - 2003. - № 6. - С. 72-74.

33. Сафин С.Г. Разработка композиций для удаления асфальтосмолопарафиновых отложений в нефтепромысловом оборудовании // Нефтяное хозяйство. - 2004. - № 7. - С. 106-107.

34. Сафин С.Г. Исследования по совершенствованию жидкостей глушения скважин // Нефтепромысловое дело. - 2004. - № 11. - С. 38-41.

35. Сафин С.Г., Черепанов А.Н., Зиннатуллин Р.Р., Масягутов Р.К. Развитие метода высокочастотной диэлектрической спектроскопии для физико-химических методов обработки системы скважина-пласт // Нефтепромысловое дело. - 2005. - № 6. - С. 47-52.

36. Сафин С.Г., Сафин С.С. Разработка кислотных составов для ОПЗ высокотемпературных нефтегазовых пластов // Нефтепромысловое дело. - 2005. - № 9. - С. 24-29.

37. Сафин С.Г. Исследование механизма вторичного нефтенасыщения в технологиях МУН // Нефтепромысловое дело. - 2008. - № 3. - С. 29-32.

ПАТЕНТЫ

1. Пат. 2042798 РФ, МКИ Е 21 В 43/22. Жидкость глушения для ремонта скважин / А.И. Есипенко, С.Г. Сафин, А.Н. Петров, А.В. Кореняко (РФ). - БИ 24 от 27.08.95. - С. 195.

2. Пат. 2042807 РФ, МКИ Е 21 В 43/27. Способ обработки призабойной зоны пласта / А.И. Есипенко, С.Г. Сафин, А.Н. Петров (РФ). - БИ 24 от 27.08.95. - С. 197.

3. Пат. 2065950 РФ, МКИ Е 21 В 43/27. Способ кислотной обработки продуктивного пласта / А.Н. Петров, С.Г. Сафин, А.И. Есипенко (РФ). - БИ 24 от 27.08.96. - С. 186.

4. Пат. 2071547 РФ, МКИ Е 21 В 33/138. Состав для изоляции зон поглощения и способ его получения / А.И. Есипенко, С.Г. Сафин, Л.Х. Каюмов, А.Н.Петров (РФ). - БИ 1 от 10.01.97. - С. 195.

5. Пат. 2077666 РФ, МКИ Е 21 В 43/27. Способ кислотной обработки призабойной зоны пласта / А.Н. Петров, А.И. Есипенко, С.Г. Сафин (РФ). - БИ 11 от 20.04.97. - С. 184.

6. Пат. 2077667 РФ, МКИ Е 21 В 43/47. Способ кислотной обработки призабойной зоны пласта / А.Н. Петров, А.И. Есипенко, С.Г. Сафин, В.П. Богатырева (РФ). - БИ 11 от 20.04.97. - С. 184.

7. Пат. 2186202 РФ, МКИ Е 21 В 37/06. Способ подбора потенциально эффективных реагентов для удаления и предупреждения смолопарафиновых отложений / Ф.Л. Саяхов, А.В. Баринов, С.Г. Сафин, Г.М. Тарасова, А.Н. Черепанов, Р.Р. Суфьянов, Р.Р. Зиннатуллин (РФ). - БИ 21 от 27.07.2002. - С. 371.

8. Пат. 2204708 РФ, МКИ Е 21 В 43/27. Состав для обработки высокотемпературных нефтяных скважин / С.Г. Сафин, М.Г. Гафиуллин, А.И. Есипенко (РФ). - БИ 14 от 20.05.2003.

9. Пат. 2177542 РФ, МКИ E21 B 43/27. Способ обработки призабойной зоны / С.Г. Сафин, С.С. Сафин (РФ). - БИ 36 от 27.12.2001. С. 188-189.

НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ СТАТЬИ В ЖУРНАЛАХ, СБОРНИКАХ НАУЧНЫХ ТРУДОВ И НА КОНФЕРЕНЦИЯХ

1. Мухаметзянов Р.Н., Сафин С.Г., Каюмов Л.Х. К изучению проблемы асфальтосмолопарафиновых отложений во внутрискважинном оборудовании НТИС «Нефтепромысловое дело». - М.: ВНИИОЭНГ, 1992. - Вып.1. - С. 13-15.

2. Сафин С.Г., Хлебников В.Н., Сафин С.С. Изучение фильтрационных характеристик буферной жидкости и влияние ее состава на проницаемость пористых сред // Основные направления научно-исследовательских работ в нефтяной промышленности Западной Сибири. - Тюмень: СИБНИИНП, 1994. С. 176-187.

3. Сафин С.Г. Физико-химические исследования в системах, содержащих нефть, широкую фракцию углеводородов, изопропиловый спирт и воду // Физико-химическая гидродинамика. - Уфа: БАШГУ, 1995. - С. 77-85.

4. Сафин С.Г. Проектирование кислотного воздействия на призабойную зону пласта с учетом коррозионной активности среды // Защита от коррозии и охрана окружающей среды. - М.: ВНИИОЭНГ, 1996. № 8-9. - С. 13-15.

5. Сафин С.Г. Исследования с целью подбора технологических жидкостей с оптимальными параметрами // Основные направления научно-исследовательских работ в нефтяной промышленности Западной Сибири. - Тюмень: СИБНИИНП, 1996. - С. 140-144.

6. Сафин С.Г. Технология кислотных обработок высокотемпературных пластов // Основные направления научно-исследовательских работ в нефтяной промышленности Западной Сибири. - Тюмень: СИБНИИНП, 1996. С. 145-149.

7. Сафин С.Г. Результаты исследований характера отложений на рабочих деталях погружных насосов // Состояние, проблемы, основные направления развития нефтяной промышленности в XXI веке. Докл. научн.-практ. конф., посвящ. 25-летию СИБНИИНП. Ч. IV. 16-17 февраля 2000 г. - Тюмень: СИБНИИНП, 2000. - С. 81-87.

8. Кутырев Е.Ф., Сафин С.Г. Особенности геологического строения горизонта БВ8 Вынгапуровского месторождения нефти и перспективы освоения запасов его западных залежей // Пути реализации нефтегазового потенциала ХМАО. Матер. Третьей научн.-практ. конф. 30 ноября - 3 декабря 1999 г. - Ханты-Мансийск: Изд-во Путиведь, 2000. - С. 275-277.

9. Сафин С.Г. Изучение геологического строения и подсчет запасов Вынгапуровского нефтегазоконденсатного месторождения // Основные направления научно-исследовательских работ в нефтяной промышленности Западной Сибири. - Тюмень: СИБНИИНП, 2000. - С. 18-25.

10. Сафин С.Г. Экспериментальные исследования характера материала, загрязняющего скважину // Основные направления научно-исследовательских работ в нефтяной промышленности Западной Сибири. - Тюмень: СИБНИИНП, 2000. - С. 135-149.

11. Сафин С.Г. Результаты моделирования фильтрации буферной жидкости и влияния ее состава на проницаемость пористых сред // Моделирование стратегии и процессов освоения георесурсов: Сб. докл. - Пермь: Горный институт УРО РАН, 2003. - С. 74-76.

МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОСОБИЯ

1. Стандарт предприятия «Технология обработки скважин побочными продуктами газового конденсата и его композициями с целью удаления асфальтосмолопарафиновых отложений из подземного оборудования и призабойной зоны пласта»: СТП 5778425-009-90 / В.В. Калашнев, С.Г. Сафин, А.И. Есипенко. - Ноябрьск: ПО Ноябрьскнефтегаз, 1990. - 35 с.

2. Руководство по методике исследований и расчетов «Методика проведения работ по выравниванию профиля приемистости нагнетательных скважин составами на основе кремнефтористого аммония и натриевого жидкого стекла» / С.Г. Сафин. - Архангельск: Изд-во АГТУ, 2007. - 18 с.

3. Руководство по методике технологических операций. Проведение спиртокислотных обработок призабойной зоны пласта добывающих скважин с предварительной очисткой ее от АСПО и последующей ее дегидратацией / С.Г. Сафин. - Архангельск: Изд-во АГТУ, 2007. - 24 с.

Размещено на .ur