Повышение эффективности первичного вскрытия и освоения продуктивных пластов на основе применения биополимерных растворов - Автореферат

Повышение эффективности первичного вскрытия и освоения продуктивных пластов на основе применения биополимерных растворов Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Работа выполнена на кафедре технологии и техники бурения скважин Санкт-Петербургского государственного горного института им. Защита диссертации состоится 12 ноября 2007 года в 14 ч. на заседании диссертационного совета Д 212.224.02 при Санкт-Петербургском государственном горном институте (техническом университете) им. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного горного института им.Вскрытие продуктивных пластов традиционными методами с применением глинистых буровых растворов на водной основе в большинстве случаев приводит к загрязнению призабойной зоны пласта (ПЗП) твердой фазой и фильтратом раствора. Это ведет к ухудшению коллекторских свойств пласта и увеличению сроков и стоимости работ по освоению скважин, а иногда вообще не удается получить промышленно значимый приток пластовых флюидов к скважине. Для решения данной проблемы в настоящее время при вскрытии продуктивных пластов все чаще применяются специальные составы промывочных жидкостей с низким содержанием дисперсной фазы (малоглинистые и полимерглинистые буровые растворы), а также безглинистые очистные агенты на углеводородной основе, минерализованные растворы, аэрированные жидкости и пены, сжатый газ, которые снижают ухудшение коллекторских свойств ПЗП и повышают коэффициент восстановления проницаемости продуктивных пластов при освоении скважин. Зарубежный опыт первичного вскрытия продуктивных залежей показывает, что существенного снижения воздействия промывочной жидкости на пласт можно добиться путем применения определенных композиций буровых растворов на основе высокомолекулярных органических и неорганических соединений. Актуальность темы диссертации подтверждается ее включением в планы исследования госбюджетной НИР кафедры технологии и техники бурения скважин СПГГИ(ТУ) за 2005-2007 гг. “Разработка рецептур промывочных жидкостей на основе полимерных композиций”, а также в тематику хозяйственного договора между СПГГИ(ТУ) и ООО “Севергазпром” № 4/2007 “Повышение качества вскрытия продуктивных пластов с аномально низкими пластовыми давлениями за счет применения малоглинистых буровых растворов и безглинистых промывочных жидкостей на основе полисахаридов”.Рассмотрено влияние каждого типа бурового раствора на фильтрационно-емкостные свойства ПЗП при первичном вскрытии, на основе чего сделан вывод, что существенного снижения воздействия промывочной жидкости на пласт можно добиться путем применения новых композиций буровых растворов на основе высокомолекулярных органических и неорганических соединений. Для изучения влияния концентрации биополимера в растворе, были проведены исследования зависимости технологических параметров буровых растворов от содержания реагента Barrixan. Анализ результатов исследований показал, что пластическая вязкость биополимерного раствора 0,5 % мас. реагента Barrixan остается стабильной до 90 ?С, в то время как у биополимерного раствора 0,5 % мас. реагента Rodhopol пластическая вязкость при нагреве до 70 ?С снижается в 4 раза от начального значения. Это свидетельствует о незначительном влиянии температуры на пластическую вязкость биополимерного раствора на основе реагента Barrixan, что облегчает прогнозирование свойств бурового раствора с этим биополимером на забое скважины. Анализ влияния PH среды на пластическую вязкость биополимерных растворов 0,2 и 0,4 % мас. реагента Barrixan, показал, что пластическая вязкость практически не изменяется в широком диапазоне варьирования водородного показателя, это подтверждает границы оптимального содержания реагента Barrixan в биополимерном растворе в пределах 0,3-0,5 % мас.Разработанные составы безглинистых буровых растворов на основе экзополисахаридов, позволяют повысить качество первичного вскрытия продуктивных пластов за счет снижения кольматирующего воздействия промывочной жидкости на фильтрацинно-емкостные свойства призабойной зоны пласта. Вязкоупругие эффекты, возникающие при фильтрации биополимерных растворов через нефтенасыщенную терригенную породу, являются главными факторами, определяющими формирование изолирующего слоя в пристенном участке продуктивных пластов при их первичном вскрытии. Буровой раствор на основе биополимера Barrixan, вводимого в количестве 0,3-0,5% мас., обладает оптимальным сочетанием технико-экономических показателей.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫСОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОТРАЖЕНО В СЛЕДУЮЩИХ ПЕЧАТНЫХ РАБОТАХ: 1. Капитонов В.А. Исследование процессов отложения неорганических солей и подбор ингибиторов для борьбы с этим явлением // Записки горного института. Полезные ископаемые России и их освоение. - 2004. - Т. 159, ч. 2. - С.52-54.

2. Капитонов В.А. Оценка эффективности изменения физико-химических свойств коллекторов нефти и газа в результате применение полимерных растворов / Технология и техника бурения скважин: Материалы VII Международной конференции «Новые идеи в науках о земле». - Москва, 6-8 апреля, 2005. - М.: Изд-во КДУ, 2005. - Т. 3. - C. 281.

3. Капитонов В.А. Регулирование стандартных параметров безглинистых буровых растворов в лабораторных условиях // Народное хозяйство республики Коми. - 2006. Т. 15, №1. - C. 108-111.

4. Капитонов В.А. Модификация биополимерных растворов на основе ксантановых смол для первичного вскрытия нефтяных и газовых пластов / Материалы конференции: VII международная молодежная научная конференция «Севергеоэкотех-2006». - Ухта, 22-24 марта, 2006. - Ухта: Изд-во УГТУ, 2006. - Ч. 2. - C. 15-20.

5. Николаев Н.И. Результаты исследований свойств биополимерных растворов на основе ксантановых смол для вскрытия нефтяных и газовых пластов / Н.И. Николаев, В.А. Капитонов // Краковская горно-металлургическая академия. - 2006. - Т. 23, №1. - С. 349-354.

6. Капитонов В.А. Сохранение начальных фильтрационно-емкостных свойств коллекторов нефти и газа / Сб. науч. тр.: Актуальные проблемы нефтегазового дела. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2006. - Т.2. - C. 4-8.

7. Капитонов В.А. Пути снижения экологической нагрузки на окружающую среду при бурении нефтяных и газовых скважин / Межвуз. сб.: Проблемы машиноведения и машиностроения. - СПБ.: Изд-во СЗТУ, 2007. - Вып. 37. - C. 255-259.

8. Капитонов В.А. Моделирование вскрытия пласта как сложнопостроенной динамической системы с нелинейными свойствами / Материалы конференции: III Всероссийской научно-практической конференции «Нефтепромысловая химия». - Москва, 28 июня, 2007. - М.: РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина, 2007. - С. 84-85.

Размещено на .ru

1. Разработанные составы безглинистых буровых растворов на основе экзополисахаридов, позволяют повысить качество первичного вскрытия продуктивных пластов за счет снижения кольматирующего воздействия промывочной жидкости на фильтрацинно-емкостные свойства призабойной зоны пласта.

2. Вязкоупругие эффекты, возникающие при фильтрации биополимерных растворов через нефтенасыщенную терригенную породу, являются главными факторами, определяющими формирование изолирующего слоя в пристенном участке продуктивных пластов при их первичном вскрытии.

3. Буровой раствор на основе биополимера Barrixan, вводимого в количестве 0,3-0,5% мас., обладает оптимальным сочетанием технико-экономических показателей.

4. Введение 2,5% хлористого калия в состав биополимерного раствора снижает набухание глин в 6 раз (по сравнению с водой), что обеспечивает сохранение фильтрационно-емкостных свойств продуктивных залежей, в составе пород которых присутствуют глинистые минералы.

5. Введение крахмальных реагентов в количестве 0,5-1,5% мас. в биополимерный раствор на основе реагента Barrixan снижает показатель водоотдачи, не ухудшая реологических характеристик бурового раствора.

6. Разработанные номограммы для оперативного определения технологических параметров биополимерных буровых растворов, упрощают процесс приготовления промывочных жидкостей на буровой.

7. Разработанная методика исследования фильтрационных процессов в нефтенасыщенных терригенных породах на компрессионно-фильтрационной установке, позволила установить формирование изолирующего слоя в нефтенасыщенной терригенной породе (на глубине до 3 см), препятствующего дальнейшему проникновению бурового раствора в коллектор.

8. Модификация биополимерных растворов на основе реагента Barrixan алюмокалиевыми квасцами продляет срок службы буровых растворов в 3 раза.

9. Оценка технико-экономических показателей свидетельствует об эффективности разработанных составов безглинистых буровых растворов. На примере бурения эксплуатационной скважины глубиной 2700 м расчетный экономический эффект составил 171 тыс. руб.