книги из ГПНТБ / Блажевич, В. А. Новые методы ограничения притока воды в нефтяные скважины
.pdfВ. А. БЛАЖЕВИЧ, Б. Н. УМРИХИНА
НОВЫЕ МЕТОДЫ ОГРАНИЧЕНИЯ ПРИТОКА ВОДЫ В НЕФТЯНЫЕ СКВАЖИНЫ
В. А. БЛА Ж ЕВИ Ч , Е. Н. УМ РИХИНА
НОВЫЕ МЕТОДЫ ОГРАНИЧЕНИЯ ПРИТОКА ВОДЫ В НЕФТЯНЫЕ СКВАЖИНЫ
ИЗДАТЕЛЬСТВО « Н Е Д Р А»
М о с к в а 1 9 7 4
|
TüG, f t ''ч?-’’- |
! |
|
йаучко--; |
|
УДК 622.276 |
бкбЛКО 1..Ч5 |
|
ЭКЗЕМПЛЯР |
! |
|
|
ЧИТАЛЬНОГО ЗАЛА |
І |
ф- і а щ
Блажевич В. А., Умрихина Е. Н. Новые методы
ограничения |
притока воды в нефтяные скважины. |
М., «Недра», |
1974, 168 с. |
В книге изложены результаты исследований по разработке методов ограничения притока воды в нефтяные скважины.
Приводятся исследования по изучению физико химических свойств и по разработке рецептуры ра бочих смесей синтетических смол ТСД-9 и ТС-10, синтезированных специально для использования в ка честве изоляционного материала. Рассматриваются различные аспекты применения указанных смол при проведении изоляционных работ в скважинах. Опи саны исследования по разработке и испытанию. Да ны результаты внедрения методов регулирования закачки воды по мощности заводняемого пласта. Рассматриваются вопросы эффективности регулиро вания закачки воды по мощности заводняемого пла ста и обоснования его проведения. Приведенные методы ограничения притока воды в нефтяные сква жины обосновываются результатами их применения в скважинах.
Книга может быть полезной для инженерно-тех нических и научных работников нефтяной и газовой промышленности.
Таблиц 30, иллюстраций 47, список литературы — 89 назв.
30802—063
Б |
212—74 |
© Издательство «Недра», 1974. |
|
043(01)—74 |
|
ПРЕДИСЛОВИЕ
Одним из выдающихся достижений в нефтедобы вающей промышленности нескольких последних деся тилетий является широкое использование научных ос нов разработки нефтяных месторождений. Эти основы обусловили коренные изменения в технологии добычи нефти: месторождения разрабатываются по проектам или технологическим схемам, предусматривающим максимальную выработку запасов за счет рациональ ного использования и поддержания пластовой энер гии, управления процессом движения жидкости и газа в пласте.
Для поддержания пластового давления широко применяются методы заводнения продуктивных плас тов, обеспечивающие исключительно высокие темпы их разработки при достижении наиболее высоких ко эффициентов нефтеотдачи. Вместе с тем разработка месторождений с вытеснением нефти водой обусловли вает неизбежность обводнения нефтяных пластов и скважин. В условиях неоднородного строения обвод нению подвергаются прежде всего наиболее проница емые интервалы пластов, и дальнейшая их разработка сопровождается добычей больших количеств воды. Нередко нефтяные скважины обводняются полностью, -в то время как большая часть продуктивного пласта по мощности остается еще нефтенасыщенной.
В указанных условиях эффективное осуществление проектов разработки месторождений в значительной степени определяется уровнем проводимых мероприя
тий по регулированию процесса выработки |
пластов, |
в том числе работ по ограничению притока |
воды в |
нефтяные скважины (изоляция обводненных интерва лов пласта в нефтяных скважинах и регулирование
3
Закачки воды по мощности заводняемых пластов в нагнетательных скважинах).
Проблема ограничения притока воды в нефтяные скважины имеет первостепенное значение, поскольку разработка многих крупнейших месторождений всту пила или вступает в стадию, характеризующуюся мас совым обводнением нефтяных скважин.
Решение проблемы на каждом этапе определяется существующими представлениями о геологическом строении продуктивных пластов, механизме их выра ботки и путях обводнения. В последние годы аналити чески и экспериментально решены многие задачи как по изучению механизма обводнения пластов и сква жин, так и по ограничению притока воды в нефтяные скважины. Однако почти все они решены для условий, максимально идеализирующих геологическое строение пластов и указанные процессы. Отсутствие же четких представлений о реальном строении пластов и меха низме их выработки затрудняет практическоеисполь зование полученных решений. Результаты проводимых работ по ограничению притока воды в нефтяные сква жины используются для изучения и уточнения геоло гического строения продуктивных пластов, механизма их выработки и обводнения.
В указанных условиях значительно усложняются задачи, связанные с разработкой практических меро приятий по ограничению притока воды в нефтяные скважины и с их внедрением.
Данная работа посвящена изложению результатов лабораторных и промысловых исследований по разра ботке методов изоляции притока воды в нефтяных скважинах и регулированию закачки воды по мощно сти заводняемых пластов в нагнетательных скважи нах. Выполненные исследования могут быть использо ваны и используются в разных нефтяных районах как при постановке и проведении научно-исследователь ских работ, так и при практическом осуществлении работ непосредственно в скважинах. Последнее обус ловило целесообразность более подробного изложе ния выполненных исследований с сохранением после довательности их проведения.
Изложенные в предлагаемой книге исследования выполнены в БашНИПИиефть под руководством и
4
при непосредственном участии авторов совместно с А. А. Глазковым, Н. Р. Махмутовым и В. Г. Уметбаевым.
Исследования по синтезу синтетических смол на основе сланцевых фенолов ТСД-9 и ТС-10, специаль но предназначенных для применения в качестве изо ляционного материала, выполнены в Институте слан цев под руководством Л. Я- Калде по техническим ус ловиям, составленным авторами.
В лабораторных исследованиях по изучению физи ко-химических свойств синтетических смол и по раз работке рецептуры рабочих смесей на их основе при нимал участие коллектив сотрудников сектора капи тального и текущего ремонта скважин БашНИПИнефть: Л. В. Торбеева, Н. С. Зеленчук, А. Б. Логинов.
Исследования по разработке технологии изоляци онных работ с использованием синтетических смол на основе сланцевых фенолов и внедрение ее на промыс лах Башкирии проводились при активном участии ин женеров НГДУ Туймазанефть П. И. Лотырева и Н. А. Сорокиной; НГДУ Аксаковнефть Е. В. Лозина и И. А. Федорова; НГДУ Арланнефть М. С. Сайфуллина, П. Ф. Викторова и М. Г. Халиуллина; НГДУ Южарланнефть В. С. Асмоловского, А. Г. Габдрахманова и Ф. И. Мухаметшина.
В исследованиях по разработке технологии регу лирования закаічки воды по мощности заводняемого пласта и по внедрению ее в промысловую практику непосредственное участие принимали инженеры НГДУ Южарланнефть: В. С. Асмоловский, Ф. Р. Дильмухаметов, А. М. Попов, К. X. Гайнуллин, И. Ф. Мазитов, Ф. И. Мухаметшин, Р. М. Галимшин, Р. К. Шарафут динов. Всем перечисленным товарищам авторы выра жают свою признательность и благодарность.
Книга написана с использованием Международной системы единиц СИ, а также единиц, которые допу щены к применению наравне с единицами системы СИ. Для перехода от старых единиц измерения к еди ницам измерения в системе СИ в приложении приве дена таблица пересчетных значений для величин, ис пользуемых в книге,
Раздел первый
МЕТОДЫ ИЗОЛЯЦИИ ПРИТОКА ВОДЫ В НЕФТЯНЫХ СКВАЖИНАХ
ВВЕДЕНИЕ
Обводнение нефтяных пластов и скважин место рождений, разрабатывающихся в условиях вытесне ния нефти водой, — процесс закономерный и неиз бежный. При разработке водоплавающих частей за лежей обводнение нефтяных скважин может происхо дить вследствие образования так называемых конусов подошвенной воды. В условиях слоистого строения продуктивных пластов первоочередной выработке под вергаются отдельные узкие наиболее проницаемые их интервалы, они же, естественно, являются источника ми обводнения нефтяных скважин. Кроме того, появ ление воды в нефтяных скважинах обусловливается изъянами в конструкции последних — некачественным цементным кольцом.
Независимо от причин появление воды в продук ции нефтяных скважин приводит к снижению дебита нефти. Часто же скважины обводняются полностью, в то время как большая часть продуктивного пласта, по мощности остается еще нефтенасыщеиной. В этих условиях для обеспечения наиболее полной выработ ки пластов и уменьшения объема добываемой воды необходимы изоляция уже выработанных и обводнен ных интервалов пласта или исправление некачествен ного цементного кольца.
Эффективность изоляционных работ в скважинах в значительной степени зависит от свойств используе-, мого изоляционного материала, его способности пере крывать пути поступления воды в скважину. Выбор материала в свою очередь обусловливается характе ром обводнения пласта и скважины, особенностями эксплуатации последней.
Несмотря на многообразие условий обводнения скважин, различие в геологическом строении пластов,
6
разнообразие условий эксплуатации, в настоящее вре мя практически единственным материалом, применя емым при проведении изоляционных работ, остается тампонажный цемент. Как изоляционный материал последний обладает рядом недостатков: цементные суспензии не проникают в поры породы, каналы и трещины ограниченных размеров цементного кольца; у получаемого при проведении изоляционных работ цементного камня отсутствует необходимая адгезия с поверхностями стенок скважины и цементного камня и т. д. Низкая эффективность изоляционных работ с применением тампонажного цемента обусловливает поиски более эффективных изоляционных материалов. По результатам проведенных исследований с исполь зованием различных изоляционных материалов уста новлено, что наиболее перспективным направлением этих поисков является применение для указанных целей синтетических смол, которые наиболее полно удовлетворяют требованиям изоляционного матери ала. Рабочие растворы на основе синтетических смол не содержат взвешенных частиц, могут быть приготов лены различной вязкости; после отверждения облада ют достаточной прочностью и т. д. По совокупности свойств синтетические смолы являются универсаль ным изоляционным материалом и могут быть исполь зованы при изоляционных работах всех видов.
В результате проведенных исследований было ус тановлено, что из большого перечня выпускаемых промышленностью синтетических смол наиболее полно удовлетворяет требованиям изоляционного материала резорцино-формальдегидная смола ФР-12. Результаты широких промышленных испытаний подтвердили по следнее. Однако из-за дефицитности и высокой стои мости смола ФР-12 не нашла широкого применения.
По результатам лабораторных исследований было установлено, что по своим физико-химическим свой ствам к смоле ФР-12 близка .смола ДМ-12 *, получае мая на основе диметилрезорцина, извлеченного из подсмольных сланцевых вод. Но попытки производст ва ее оказались бесперспективными по причине чрез мерно высокой стоимости.
1 Смола ДМ-12 синтезирована НИИПМ.
7
Дальнейшие исследования БашНИПИнефть по изысканию синтетических смол для изоляционных ра бот проводились в направлении синтеза смол специ ально для указанных целей. Смолы синтезировались
внаучно-исследовательском институте сланцев на ос нове недефицитного и сравнительно дешевого продук та — суммарных водорастворимых фенолов, выделяе мых из подсмольных сланцевых вод.
Врезультате проведенных исследований были син тезированы тампонажные смолы ТСД-9 (или ТС-9) для пластовых температур 20—40° С и ТСД-10 (или ТС-10) для пластовых температур 50—80° С. По своим свойствам смолы с индексом ТС и ТСД идентичны. Различие заключается в используемом для их приго товления пластификаторе: в смолах с индексом ТС — этиленгликоль, в смолах с индексом ТСД — диэтилеигликоль. Обе марки смол находят все большее приме нение при проведении различных изоляционных работ
вскважинах многих месторождений Советского Сою за.
Гл а в а I
МЕТОДЫ ОГРАНИЧЕНИЯ ПРИТОКА ВОДЫ В НЕФТЯНЫЕ СКВАЖИНЫ
По проблеме ограничения притока воды в нефтя ные скважины выполнен большой объем исследова ний, в результате которых предложено большое число методов изоляции обводненных (проницаемых) плас тов, их интервалов, исправления некачественного це ментного кольца, а также материалов для их осуще ствления. Для оценки выполненных исследований [23] и выбора наиболее перспективных направлений при дальнейших исследованиях было проанализировано более 250 патентов и изобретений, идеи которых в той или иной степени могут быть использованы при реше нии проблемы ограничения притока воды в нефтяные скважины. При этом главное внимание акцентирова лось на принципе изоляции и изоляционном материа ле, составляющих основу методов изоляции. Послед
8
нее обусловливается и тем обстоятельством, что в подавляющем большинстве патентов предлагаемые методы изоляции, в своей основе сводящиеся к заку пориванию проницаемых пластов или ' нарушений в цементном кольце, отличаются лишь используемым изоляциоиIIым материалом.
В зависимости от механизма изоляции и приняемого изоляционного материала все методы, предлагае мые в рассмотренных патентах, можно разделить на следующие три группы.
]. Селективные методы изоляции контурных и по дошвенных вод.
2.Неселективиые методы изоляции контурных и подошвенных вод.
3.Методы исправления некачественного цементно го кольца и закупоривания трещин.
Возможность практического использования многих методов была изучена в лабораторных условиях, неко торые же из них были в различной степени испытаны
ивнедрены в промышленности. При постановке и про ведении указанных исследований большое внимание уделялось доступности изоляционных реагентов и воз можности практического осуществления методов в конкретных промысловых условиях.
§1. Селективные методы изоляции
Кселективным относятся методы, обеспечивающие избирательное снижение проницаемости лишь водона
сыщенной части пласта при закачке изолирующих реагентов по всей его мощности. Как правило, после ■^изоляционных работ с применением селективных мето дов освоение скважин проводится без дополнительно го вскрытия пласта перфорацией.
Методы данной группы основаны на использовании селективных свойств самих изоляционных реагентов и характера насыщенности породы (табл. 1). Часть из них предусматривает использование изоляционных реагентов, образующих закупоривающие породу осад ки, независимо от характера ее насыщенности, раство римые в нефти и нерастворимые в воде (селективные материалы). Другая часть методов этой группы осно-
?