Пенокислотные воздействия
Полозов М.Б., Мохначева М.Э., Борхович С.Ю.
Удмуртский государственный университет
Институт нефти и газа им. М.С. Гуцериева
Тюменский государственный университет
Удмуртский государственный университет
Институт нефти и газа им. М.С. Гуцериева
Тюменский государственный университет
Вопросы интенсификации притока из карбонатных коллекторов, а также увеличение коэффициента нефтеизвлечения являются одними из актуальных. При классических многократных кислотных обработках соляная кислота проникает в одни и те же высокопроницаемые интервалы призабойной зоны пласта (ПЗП), снижается охват пласта воздействием. Таким образом, одной из важнейших задач нефтедобычи является повышение эффективности кислотных обработок скважин. Проблема становится более актуальной в связи с тем, что в настоящее время большинство крупных месторождений России находится на поздней стадии разработки, работа залежи осуществляется на пониженных пластовых давлениях, а коллектор сам по себе неоднороден. В статье рассмотрены вопросы использования пенокислотной обработки пласта для увеличения нефтедобычи на месторождениях Волго-Уральского региона.
Большая часть остаточных запасов Волго-Уральского региона, в частности Удмуртии, располагается в карбонатных коллекторах. Геология рассматриваемого башкирского объекта характеризуется высокой макронеоднородностью, пласты относятся к среднепроницаемым. Ниже представлена сравнительная таблица геолого-физической характеристики продуктивных пластов башкирского яруса месторождений Самарской области и Удмуртской Республики [1–3].
Табл. 1. Геолого-физическая характеристика пластов башкирского яруса
В целом, несмотря на разницу в географическом положении, отмечаем сходство геолого-технических условий пластов по пористости и проницаемости. Расчлененность коллектора, наиболее промытые зоны пластов, большой объем неперфорированных зон, ухудшенные фильтрационно-емкостные свойства снижают эффективность солянокислотных обработок. Модификация методов кислотного воздействия — залог грамотной разработки месторождения на последних стадиях.
Сущность технологии азотно-пенокислотного воздействия
Суть технологии заключается во временном закупоривании высокопроницаемых зон, таким образом, в разработку вовлекаются продуктивные пласты с пониженной проницаемостью. В скважину закачивается аэрированное поверхностно-активное вещество (ПАВ), а уже после — кислота с пенообразователем. Преимущества технологии следующие [4]:
Однако пены, как и другие дисперсные системы, являются термодинамически не-
устойчивыми. Их образование сопровождается увеличением свободной энергии. Избыточная энергия вызывает самопроизвольные процессы, которые ведут к уменьшению дисперсности и разрушению ее как дисперсной системы [5].
На стабильность пены влияют тип и концентрация ПАВ, энергия смешивания, качество пены (чем меньше средний размер у пузырьков, тем большую вязкость она имеет; такая же зависимость для однородности их размера). Успешность технологии — правильное газосодержание пены (степень аэрации) и скорость ее закачки. Наиболее интенсивно нейтрализация кислоты происходит при малых степенях аэрации. При росте степени аэрации снижается скорость нейтрализации кислоты, вследствие чего радиус проникновения ее в активном состоянии увеличивается.
Как правило, применяют следующие ПАВ: сульфанолы, ДС-РАС, ОП-10, ОП-7, катапин-А, дисольван и другие. Оптимальные по замедлению реакции добавки ПАВ к раствору кислоты составляют от 0,1 до 0,5 % от объема раствора. Так, для снижения коррозионного действия кислотной пены до уровня коррозионной активности обычной 15–25 %-й кислоты рекомендуют использовать катапин-А
в количестве 0,1 % [6, 7].
На успешность (в среднем 50 %) и эффективность обработок (от 100–200 до 600–800 т/скв.) влияют:
- пенный отклонитель формируется непосредственно в призабойной зоне;
- реагирование с породой в сравнении со стандартной обработкой соляной кислотой увеличивается на 45 % и достигает порядка 95 %, время эффективного воздействия — до 20 часов благодаря ингибиторным свойствам азота, долгое время подавляющим процессы окисления;
- легкое извлечение продуктов реакции из обрабатываемой скважины (в том числе твердых кольматантов), сокращение времени освоения;
- значительное увеличение охвата пласта воздействием за счет повышения вязкости пенокислоты, обработка не способствует дополнительному вымыву каверны в интервале перфорации, а имеет глубокое проникающее действие в пласт, как следствие — длительный эффект.
Однако пены, как и другие дисперсные системы, являются термодинамически не-
устойчивыми. Их образование сопровождается увеличением свободной энергии. Избыточная энергия вызывает самопроизвольные процессы, которые ведут к уменьшению дисперсности и разрушению ее как дисперсной системы [5].
На стабильность пены влияют тип и концентрация ПАВ, энергия смешивания, качество пены (чем меньше средний размер у пузырьков, тем большую вязкость она имеет; такая же зависимость для однородности их размера). Успешность технологии — правильное газосодержание пены (степень аэрации) и скорость ее закачки. Наиболее интенсивно нейтрализация кислоты происходит при малых степенях аэрации. При росте степени аэрации снижается скорость нейтрализации кислоты, вследствие чего радиус проникновения ее в активном состоянии увеличивается.
Как правило, применяют следующие ПАВ: сульфанолы, ДС-РАС, ОП-10, ОП-7, катапин-А, дисольван и другие. Оптимальные по замедлению реакции добавки ПАВ к раствору кислоты составляют от 0,1 до 0,5 % от объема раствора. Так, для снижения коррозионного действия кислотной пены до уровня коррозионной активности обычной 15–25 %-й кислоты рекомендуют использовать катапин-А
в количестве 0,1 % [6, 7].
На успешность (в среднем 50 %) и эффективность обработок (от 100–200 до 600–800 т/скв.) влияют:
- геолого-технические факторы (выбор скважины-кандидата, пористость коллектора, тип коллектора, глинистость и т.д.);
- технические и технологические особенности (объемы закачиваемых кислотных реагентов, пенообразующих композиций, кратность пены, степень аэрации, рецептура состава, репрессии на пласт, закачка отклонителей, чередование порционных закачек пены и кислоты) [8].
Табл. 2. Успешность технологии в Самарской и Оренбургской областях
Табл. 3. Обводненность скважин при осуществлении СКО и пенного воздействия в Удмуртской Республике
Табл. 4. Результаты по скважинам Удмуртской Республики
Выбор скважин-кандидатов для воздействия
Выбор скважин-кандидатов осуществлялся по следующим критериям, которые свидетельствуют о целесообразности обработки [9]:
Для воздействия были выбраны скважины под номерами 1, 2 и 3 соответственно. На карте подвижных запасов нефти они располагаются в областях, где плотность подвижных запасов варьируется в диапазоне 0,6–1,4 т/м2 (рис. 1). Значения по пластовому давлению варьируются в пределах 120–130 атмосфер.
- некачественно выполненное крепление в зоне фильтра;
- слоистый пласт;
- открытый ствол скважины;
- высокоплотная перфорация колонны;
- трещинный тип коллектора;
- высокое содержание воды в продукции скважины;
- эффективная мощность не менее 10 м.
Для воздействия были выбраны скважины под номерами 1, 2 и 3 соответственно. На карте подвижных запасов нефти они располагаются в областях, где плотность подвижных запасов варьируется в диапазоне 0,6–1,4 т/м2 (рис. 1). Значения по пластовому давлению варьируются в пределах 120–130 атмосфер.
Рис. 1. Карта подвижных запасов башкирского объекта
Проведено сравнение нормализованных коэффициентов продуктивности (КП) на скважинах: до солянокислотных обработок, после выхода на режим (ВНР) и текущие значения по техническому режиму спустя полгода (рис. 2).
Рис. 2. Распределение коэффициента продуктивности для скважин 1, 2 и 3
Как видно на графиках, КП до обработки соляной кислотой на первых двух скважинах значительно превышает КП после выхода скважин на режим и текущего КП. Таким образом, в ходе проведения солянокислотной обработки мы не получаем дополнительную добычу от воздействия на пласт.
3. Средние результаты кислотной обработки (КО) в «старых» скважинах для месторождений Оренбургской области, где чаще всего проводилась стимуляция [10]
Анализ эффективности азотно-пенного воздействия, применяемого в Волго-Уральском регионе
В Оренбургской области использование пен оказалось самым надежным методом отклонения в условиях истощенных пластов с многократными обработками и возрастающей обводненностью. И уже с 2011 г. большинство матричных кислотных обработок перешли в отклонение на пенной основе [10].
На месторождениях Самарской области в 2016 г. в рамках опытно-промышленных работ (ОПР) была проведена технология пенной обработки. Компания Schlumberger использует стабильный агент для формирования азотной пены 65 % качеством на забое. После проведения обработок пена распадается на жидкость и азот, тем самым улучшая отработку скважины. Несмотря на высокую степень выработки месторождений, нормализованный коэффициент продуктивности был увеличен на 69 % в сравнении с другими методами интенсификации притока. Дебит скважин после ВНР увеличился дважды, при этом обводненность составила 46,5 %, что незначительно выше обводненности по кислотному гидроразрыву пласта (КГРП) или солянокислотной обработке (СКО).
На месторождениях Самарской области в 2016 г. в рамках опытно-промышленных работ (ОПР) была проведена технология пенной обработки. Компания Schlumberger использует стабильный агент для формирования азотной пены 65 % качеством на забое. После проведения обработок пена распадается на жидкость и азот, тем самым улучшая отработку скважины. Несмотря на высокую степень выработки месторождений, нормализованный коэффициент продуктивности был увеличен на 69 % в сравнении с другими методами интенсификации притока. Дебит скважин после ВНР увеличился дважды, при этом обводненность составила 46,5 %, что незначительно выше обводненности по кислотному гидроразрыву пласта (КГРП) или солянокислотной обработке (СКО).
ИТОГИ
Данная технология доказывает эффективность воздействия на карбонатные коллекторы в сравнении с обычными СКО на территории Волго-Уральского региона, улучшая качество обработок призабойной зоны, проводимых на месторождениях.
ВЫВОДЫ
1. Использование пен является оптимальным способом при воздействии на коллекторы, ранее подвергавшиеся многократным солянокислотным обработкам.
2. СКО с пенным воздействием способствует повышению уровня добываемой жидкости, наряду с повышением уровня добываемой нефти, при этом происходит снижение текущего уровня обводненности.
2. СКО с пенным воздействием способствует повышению уровня добываемой жидкости, наряду с повышением уровня добываемой нефти, при этом происходит снижение текущего уровня обводненности.
ЛИТЕРАТУРА
1. Летичевский А., Никитин А., Парфенов А., Макаренко В., Лавров И., Рукан Г.,
Овсянников Д., Нуриахметов Р., Громовенко А. Азотно-пенная кислотная обработка — ключ к повышению нефтеотдачи карбонатных пластов на истощенных месторождениях Самарской области. Москва. Российская нефтегазовая конференция SPE, 2017. 16–18 октября.
2. Дополнение к технологическому проекту разработки Чутырско-Киенгопского газонефтяного месторождения Удмуртской Республики. ОАО «Удмуртнефть». ЗАО «Ижевский нефтяной научный центр», 2019. Т. 1. Кн. 1. 420 с.
3. Днистрянский В.И., Мокшаев А.Н., Богатырев О.М., Ильгильдин Р.Ф., Каюмов Р.Э., Лобов М.А., Бурдин К.В. Комплексный подход к интенсификации добычи газа из низкотемпературного неоднородного карбонатного коллектора с применением ГНКТ // Время колтюбинга. Время ГРП. 2011. № 6. С. 36–41.
4. Устойчивость пен. URL: https://rospena.ru/stati/article_post/ustoychivost-peny
5. Пантелеев В.Г., Лозин Е.В., Скороход А.Г., Приросты коэффициента вытеснения нефти из песчаных и карбонатных коллекторов для различных по размеру оторочек пены. Уфа. Труды БашНИПИнефть, 1990. С. 71–79.
6. Гиматудинов Ш.К. Справочная книга по добыче нефти. М.: Недра, 1974. 704 с.
7. Дмитриева А.Ю., Залитова М.В., Шайхиев И.Г. Экологические аспекты в технологии интенсификации добычи нефти путем направленной пенокислотной обработки // Вестник Казанского технологического университета. 2015. Т. 18. № 22. С. 158–161.
8. Ефимов О.Д., Рахматуллина Ю.Ш., Валиев М.Ф., Черевиченко Д.С., Хасанова Л.Н. Повышение продуктивности добывающих скважин при применении самоотклоняющегося кислотного состава (на примере скважин Оренбургского НГКМ) // Экспозиция Нефть Газ. 2015. № 7. С. 48–50.
9. Каюмов Р., Конченко А., Клюбин А., Леванюк О., Бурдин К., Чикин А., Никульшин Е. Комплексный подход и опыт проведения кислотной обработки в сложных условиях карбонатных коллекторов Волго-Уральского региона // Время колтюбинга. Время ГРП. 2015. № 1. С. 24–40.
Овсянников Д., Нуриахметов Р., Громовенко А. Азотно-пенная кислотная обработка — ключ к повышению нефтеотдачи карбонатных пластов на истощенных месторождениях Самарской области. Москва. Российская нефтегазовая конференция SPE, 2017. 16–18 октября.
2. Дополнение к технологическому проекту разработки Чутырско-Киенгопского газонефтяного месторождения Удмуртской Республики. ОАО «Удмуртнефть». ЗАО «Ижевский нефтяной научный центр», 2019. Т. 1. Кн. 1. 420 с.
3. Днистрянский В.И., Мокшаев А.Н., Богатырев О.М., Ильгильдин Р.Ф., Каюмов Р.Э., Лобов М.А., Бурдин К.В. Комплексный подход к интенсификации добычи газа из низкотемпературного неоднородного карбонатного коллектора с применением ГНКТ // Время колтюбинга. Время ГРП. 2011. № 6. С. 36–41.
4. Устойчивость пен. URL: https://rospena.ru/stati/article_post/ustoychivost-peny
5. Пантелеев В.Г., Лозин Е.В., Скороход А.Г., Приросты коэффициента вытеснения нефти из песчаных и карбонатных коллекторов для различных по размеру оторочек пены. Уфа. Труды БашНИПИнефть, 1990. С. 71–79.
6. Гиматудинов Ш.К. Справочная книга по добыче нефти. М.: Недра, 1974. 704 с.
7. Дмитриева А.Ю., Залитова М.В., Шайхиев И.Г. Экологические аспекты в технологии интенсификации добычи нефти путем направленной пенокислотной обработки // Вестник Казанского технологического университета. 2015. Т. 18. № 22. С. 158–161.
8. Ефимов О.Д., Рахматуллина Ю.Ш., Валиев М.Ф., Черевиченко Д.С., Хасанова Л.Н. Повышение продуктивности добывающих скважин при применении самоотклоняющегося кислотного состава (на примере скважин Оренбургского НГКМ) // Экспозиция Нефть Газ. 2015. № 7. С. 48–50.
9. Каюмов Р., Конченко А., Клюбин А., Леванюк О., Бурдин К., Чикин А., Никульшин Е. Комплексный подход и опыт проведения кислотной обработки в сложных условиях карбонатных коллекторов Волго-Уральского региона // Время колтюбинга. Время ГРП. 2015. № 1. С. 24–40.
Полозов М.Б., Мохначева М.Э., Борхович С.Ю.
Удмуртский государственный университет, Институт нефти и газа им. М.С. Гуцериева, Ижевск, Россия,
Тюменский государственный университет, Тюмень, Россия
michael999@inbox.ru
Удмуртский государственный университет, Институт нефти и газа им. М.С. Гуцериева, Ижевск, Россия,
Тюменский государственный университет, Тюмень, Россия
michael999@inbox.ru
Материалы и методы
Ключевые слова
Для цитирования
Поступила в редакцию
УДК и DOI
На основе анализа практического материала опробование метода пенокислотного воздействия в условиях разрабатываемых месторождений на территории Удмуртской Республики.
кислотная обработка, пенокислота, отклонение кислоты, повышение эффективности повторных ОПЗ, карбонатный коллектор
Полозов М.Б., Мохначева М.Э., Борхович С.Ю. Применение технологии пенокислотного воздействия на карбонатных коллекторах башкирского объекта в условиях Волго-Уральского региона // Экспозиция Нефть Газ. 2021. № 1. С. 45–48.
DOI: 10.24412/2076-6785-2021-1-45-48
DOI: 10.24412/2076-6785-2021-1-45-48
30.09.2020
УДК 622.276
DOI: 10.24412/2076-6785-2021-1-45-48
DOI: 10.24412/2076-6785-2021-1-45-48
Рекомендуемые статьи
© Экспозиция Нефть Газ. Научно-технический журнал. Входит в перечень ВАК
+7 (8552) 92-38-33