Производственно-технический нефтегазовый журнал
+7 (903) 580-85-63 +7 (495) 371-01-74 info@glavteh.ru

Исследование эффективности потокоотклоняющих технологий в условиях повышенных пластовых температур

Значительная часть нефтяных месторождений Западной Сибири находится на поздней стадии разработки и характеризуется высокой слоистой неоднородностью продуктивных пластов по проницаемости. При разработке таких залежей происходит опережающее обводнение высокопроницаемых пропластков, что становится причиной частичного или полного отключения от процесса дренирования низкопроницаемых продуктивных участков залежи. Включение в работу слабо дренируемых продуктивных интервалов, а также существенное ограничение фильтрации по высокопроницаемым прослоям может привести к увеличению охвата залежи заводнением и повышению эффективности разработки месторождения в целом.

Для снижения обводненности продуктивных пластов, вовлечения в разработку низкопроницаемых коллекторов и повышения степени выработки остаточных запасов из неоднородных пластов в ООО «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь» применяются различные виды потокоотклоняющих технологий, направленные на изменение направления фильтрационных потоков закачиваемой воды за счет изоляции ее притока в добывающих скважинах и выравнивания профиля приемистости в нагнетательных. Наибольшее распространение из них получили технологии с использованием осадкогелеобразующих систем на основе полиакриламида (ПАА) и эмульсионно-суспензионные составы на углеводородной основе. Эффективность данных технологий была подтверждена в ходе исследований, проведенных специалистами нашего Института.

01.08.2015 Инженерная практика №08/2015
Юлдашова Розалия Халиловна Инженер 1-й категории филиала ООО «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг» «КогалымНИПИнефть» в г. Тюмени
Чугунова Диана Миннивалиевна Инженер филиала ООО «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг» «КогалымНИПИнефть» в г. Тюмени

В настоящее время для снижения обводненности продуктивных пластов, вовлечения в разработку низкопроницаемых коллекторов и повышения степени выработки остаточных запасов неоднородных пластов в ООО «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь» широко применяются технологии с использованием осадкогелеобразующих систем на основе ПАА, в которых сшивающим агентом служит ацетат хрома (ГОС-1АС, ГОС), а также эмульсионно-суспензионные составы на углеводородной основе (ЭСС, ЭС). Перед специалистами нашей компании была поставлена задача выявить особенности применения данных потокоотклоняющих технологий в условиях повышенных пластовых температур и разработать рекомендации по повышению эффективности потокоотклоняющих технологий с учетом имеющихся данных о пластовых температурах по объектам разработки.

Большинство месторождений Когалымского региона характеризуется сложным геологическим строением, многопластовостью, высокой расчлененностью, а также слоистой и зональной неоднородностью, что снижает эффективность применения традиционных методов. Задача повышения коэффициента нефтеизвлечения при разработке месторождений с трудноизвлекаемыми запасами требует принятия инновационных подходов или решений с использованием фактических геолого-промысловых данных и эффективных технологий.

Рис. 1. Основные объекты для промышленного внедрения инновационных химических технологий
Рис. 1. Основные объекты для промышленного внедрения инновационных химических технологий

На рис. 1 представлены результаты исследований в области повышения нефтеотдачи пластов при разработке низкопроницаемых и высокотемпературных пластов месторождений Когалымского региона. Геологическая специфика месторождений: глубокое залегание (2,5-3,5 тыс. м) неоднородных по толщине и проницаемости коллекторов, повышенные температура (8090°С) и минерализация пластовых вод (18-25 г/л). Последнее накладывает ряд ограничений на выбор потокоотклоняющих реагентов. Полиакриламиды, которые, безусловно, остаются наиболее широко применяемыми полимерами, нестабильны при температурах выше 70°С. Кроме того, их низкая способность к разложению микроорганизмами становится проблемой при использовании в областях с чувствительными экосистемами (морские территории). В таких условиях наиболее эффективны термотропные составы на основе неорганических солей и высокотемпературные полимеры. Многие из предлагаемых к использованию сервисными компаниями составов, будучи неадаптированными к местным промысловым условиям, оказываются малоэффективными.

ТЕМПЕРАТУРНЫЙ ФАКТОР

Один из факторов, оказывающих влияние на эффективность потокоотклоняющих технологий, – это температура пласта. Для технологий повышения нефтеотдачи пластов стабильность реагентов в пластовых условиях определяет продолжительность эффекта. Временно блокирующие составы должны быть адаптированы к пластовым условиям и обладать хорошими адгезионными свойствами, повышенными вязкоупругими характеристиками, тампонирующей способностью при возможно малых объемах закачки, регулируемым временем разрушения и повышенными значениями остаточного фактора сопротивления.

После смешения растворов и взаимодействия компонентов в пласте происходит выпадение объемного гелеобразного осадка, который в дальнейшем образует устойчивую гелеобразную структуру, блокирующую водопромытые интервалы пласта. В результате такого воздействия происходит внутрипластовое перераспределение фильтрационных потоков и вовлечение в разработку слабодренируемых участков нефтяного пласта.

Процесс устойчивого гелеобразования происходит при превышении критических значений концентрации полимера, характеризуется наличием индукционного периода и зависит от молекулярных характеристик и концентрации полимера, минерализации растворителя, температуры и сдвиговых нагрузок.

Термическая деструкция остается одним из распространенных видов деструкции полимеров и протекает по цепному принципу с участием свободных радикалов, а для некоторых полимеров – ионов. В процессе деструкции происходит разрыв химических связей в макромолекулах, уменьшается степень полимеризации и молекулярная масса полимера и, как следствие, загущающая способность – основа эффективности применения полимеров в качестве вытесняющего агента. Изменение строения полимера приводит к изменению его физических и химических свойств, то есть к старению полимеров.

Эффективность эмульсионно-суспензионных технологий также зависит от температуры пласта. При высоких пластовых температурах эмульсии остаются стабильными лишь ограниченное время, блокирование пропластков носит временный характер. В процессе продвижения по водопромытому пропластку, вязкость обратной эмульсии постепенно увеличивается за счет разбавления водой, в результате этого проницаемость водонасыщенных зон снижается. В случае попадания эмульсионно-суспензионного состава в нефтенасыщенные пропластки вязкость эмульсии снижается, и она перестает воздействовать на проницаемость данной зоны. Этим объясняется селективность воздействия эмульсионно-суспензионных технологий, направленных на изоляцию водопромытых каналов, без кольматации нефтяных зон.

При повышении температуры устойчивость эмульсии снижается, так как ухудшается механическая прочность адсорбционных оболочек. В результате этого капли сливаются и эмульсия расслаивается.

Введение стабилизаторов, способных замедлить или предотвратить разложение полимера и эмульсии, позволит избежать проблем с термической деструкцией и расслаиванием эмульсий.

Рис. 2. Карта текущих температур объекта БВ8 Повховского м/р
Рис. 2. Карта текущих температур объекта БВ8 Повховского м/р

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ УДЕЛЬНОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ ПЛАСТА

Систематический контроль изменения температуры продуктивных пластов месторождений играет исключительно важную роль в планировании мероприятий по регулированию их разработки.

Рассмотрим температурный фон пласта БВ8 Повховского месторождения. Для контроля температуры на объекте воспользуемся картой температур по пласту БВ8 (рис. 2). По данной карте можно определить, что к основным факторам, влияющим на температурный фон залежи при разработке, относятся количество закачиваемой и отбираемой жидкости и неоднородность пласта.

При анализе карты температур пласта БВ8 Повховского месторождения можно также отметить следующее. Западная часть карты представлена низкотемпературными участками, что связано с высокими накопленными отборами жидкости и хорошими фильтрационно-емкостными свойствами (ФЕС) объекта. Температура пласта в различных зонах варьирует от 60 до 80°С. Юго-восточная, восточная и северо-восточная части карты характеризуются низкими накопленными отборами и ФЕС, что поддерживает температуру залежи близкой к начальной. Температура пласта в этих зонах составляет 80°С и выше.

Как следует из рис. 2, у объекта БВ8 есть участки как с высокими, так и с низкими температурными показателями, что, в свою очередь, определяет необходимость применения различных химических методов увеличения нефтеотдачи (ХМУН).

Также необходимо отметить, что лабораторные исследования термостабильности полимеров проводятся при температурах в 70 и 90°С, неохваченной областью исследований остаются пласты с температурой 80°С. Для более эффективного применения технологий необходимо найти соответствие между температурной шкалой и эффективностью обработок.

Рис. 3. Зависимость удельной эффективности по группам технологий от температуры пласта по объекту БВ8 Повховского м/р: а) до выбраковки; б) после выбраковки
Рис. 3. Зависимость удельной эффективности по группам технологий от температуры пласта по объекту БВ8 Повховского м/р: а) до выбраковки; б) после выбраковки
Рис. 4. Карта текущих температур объекта БС10 2-3 Тевлинско-Русскинского м/р
Рис. 4. Карта текущих температур объекта БС10 2-3 Тевлинско-Русскинского м/р

При сопоставлении удельной эффективности обработок 2013 года и температурного фона объекта БВ8 Повховского месторождения были выявлены зависимости удельной эффективности от температуры пласта для групп применяемых технологий (рис. 3а). Проанализировав значения удельной эффективности с выбраковкой максимальных и минимальных значений, мы получили зависимости, представленные на рис. 3б. Как видно, удельная эффективность технологий с увеличением температуры пласта снижается, «критическая» точка – температура в 81°С. При более высоких температурах наблюдается стабильная тенденция к снижению эффективности обработок. Это еще раз подтверждает, что с превышением температурой пласта 80°С начинает происходить ускоренная деструкция молекул полимера.

По данным глубинных манометров по пласту БС1023 на Тевлинско-Русскинском месторождении была построена карта пластовых температур (рис. 4) и графики зависимости удельного эффекта от температуры пласта (рис. 5а, 5б). Из рис. 5б также следует, что с увеличением температуры пласта удельная эффективность данных групп технологий снижается.

Рис. 5. Зависимость удельной эффективности по группам технологий от температуры пласта по объекту БС10 2-3 Тевлинско-Русскинского м/р: а) до выбраковки; б) после выбраковки
Рис. 5. Зависимость удельной эффективности по группам технологий от температуры пласта по объекту БС10 2-3 Тевлинско-Русскинского м/р: а) до выбраковки; б) после выбраковки
Рис. 6. Сравнение удельной эффективности технологий, объект БС10 2-3 Тевлинско-Русскинского м/р
Рис. 6. Сравнение удельной эффективности технологий, объект БС10 2-3 Тевлинско-Русскинского м/р

Сравнивая удельную эффективность технологий на объекте БС102-3 Тевлинско-Русскинского месторождения, замечаем, что эмульсионно-суспензионные составы с повышением температуры пласта работают эффективнее, чем осадкогелеобразующие на основе ПАА (рис. 6). С другой стороны, темп падения удельной эффективности эмульсионно-суспензионной технологии больше, чем полимерных технологий, а при температуре в 85°С эффективность обеих технологий примерно одинакова.

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПОВЫШЕНИЮ НЕФТЕОТДАЧИ ПЛАСТОВ

В настоящее время задачи увеличения добычи нефти и вовлечения в разработку трудноизвлекаемых запасов нефти приобретают все большую актуальность. Сегодня широко востребованы инновационные химические реагенты с усовершенствованными свойствами: минимальной адсорбцией, высокой стабильностью в условиях повышенной минерализации и температур, регулируемыми во времени свойствами (вязкостью, сшиваемостью), селективностью, технологичностью (применимость в широком диапазоне ГФХ с гибкими требованиями к условиям закачки) и невысокой стоимостью.

В ходе проведенных работ был рассмотрен один их факторов, влияющих на эффективность потокоотклоняющих технологий, – температура пласта. Была подтверждена зависимость удельной эффективности потокоотклоняющих технологий от температуры пласта. Нам удалось подтвердить, что термическая деструкция уменьшает стабильность гелевого экрана – основу эффективности его применения.

С целью детализации построенных карт температурного фона пласта при проведении ремонтов или других остановках скважин рекомендуется замерять температуру пласта глубинными термометрами.

При подготовке программ внедрения технологий ХМУН следует учитывать изменение температурного фона для более обоснованного подбора скважин-кандидатов и наибольшей эффективности применения потокоотклоняющих технологий.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Герштанский О.С. Интенсификация добычи нефти путем применения временноблокирующих составов // Нефтяное хозяйство. 2004. № 9. С. 96-98.
  2. Казакова Л.В., Южанинов П.М. Технологии повышения нефтеотдачи пластов с использованием потокоотклоняющих химреагентов // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. 2002. № 8. С. 79-83.
  3. Основы нефтегазопромыслового дела: учебник для вузов по направлению «Нефтегазовое дело» / В.И. Кудинов. – М. Ижевск: Ин-т компьют. исслед., УдГУ, 2005 . 720 с.
  4. Анализ внедрения ХМ ПНП и ВИР на месторождениях ТПП Когалымнефтегаз» и ТПП «Повхнефтегаз» за 2013 г.: отчет по этапу 3.6 / Филиал ООО «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг» «КогалымНИПИнефть» в г. Тюмени.
Показать выдержки из обсуждения

ВЫДЕРЖКИ ИЗ ОБСУЖДЕНИЯ

Вопрос: Розалия Халиловна, какие составы Вы бы рекомендовали для высокотемпературных пластов (от 80°С и выше)?
Розалия Юлдашова: Мы рекомендуем использовать термотропные составы и высокотемпературные полимеры.
Вопрос: Какова максимальная температура, при которой сохраняется устойчивость эмульсии?
Р.Ю.: Регламентируют 90°С, но как видно из графика зависимости удельной эффективности от температуры пласта – это 85°С, поскольку эффективность при ней резко снижается, что свидетельствует о том, что технология уже не работает.
Комментарии

Эту публикацию еще никто не прокомментировал. Станьте первым, поделитесь своим мнением.

Написать комментарий
Комментировать
Читайте далее
Исследование эффективности потокоотклоняющих технологий в условиях повышенных пластовых температур
Модернизация камер пуска-приема очистных устройств для проведения внутритрубного технического диагностирования на трубопроводах АО «Самаранефтегаз
Реклама
Свежий выпуск
Инженерная практика №12/2017

Инженерная практика

Выпуск №12/2017

Промысловые трубопроводы. Разработка месторождений. Механизированная добыча нефти
Волоконно-оптический мониторинг трубопроводовМеталлические сборно-разборные трубопроводыРотационная сварка трубопроводов трениемЗащитные покрытия, защита трубопроводов от коррозии и биокоррозииРемонт и противоаварийная защита трубопроводовМоделирование и маркерная диагностика притока в горизонтальные скважины с МГРПВнедрение плунжерных глубинных насосов с канатными штангами
Ближайшее совещание
Трубопроводный транспорт
Трубопроводы — 2018
7-я Производственно-техническая конференция

Промысловые трубопроводы ‘2018. Обеспечение целостности и эффективности систем промыслового транспорта

13-14 февраля 2018 г., г. Пермь
Работа Конференции направлена на обмен опытом и анализ эффективности применения современных методов и технологий для сокращения аварийности промысловых трубопроводов различного назначения, обсуждение опыта и технологий применения трубной продукции из различных сплавов и альтернативных материалов, проведение мониторинга и методов диагностики трубопроводов, в том числе: инфразвуковая система мониторинга, внутритрубная диагностика, методы определение утечек и несанкционированных врезок в нефтепроводы с применением беспилотных летательных аппаратов, а так же другим актуальным вопросам эксплуатации системы трубопроводного транспорта.
Ближайший тренинг
Капитальный ремонт скважин
Ловильный сервис — февраль 2018
Тренинг-курс

Ловильный сервис на нефтяных и газовых скважинах

12 – 16 февраля 2018 г, г. Пермь
ООО «Инженерная практика» от имени журнала «Инженерная практика» проводит набор группы специалистов для прохождения производственно-технического тренинга по программе «Ловильный сервис на нефтяных и газовых скважинах». Пятидневный тренинг - курс будет проводиться в г. Перми (отель «Урал») в рамках авторского курса С. Балянова.