ответы на вопросы. вопрос 10. Контрольная работа по дисциплине Интенсификация добычи нефти
 Скачать 365.89 Kb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ ФГБОУ ВПО «УДМУРТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» ИНСТИТУТ НЕФТИ И ГАЗА ИМ. М.С. ГУЦЕРИЕВА КАФЕДРА «БУРЕНИЕ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН» Контрольная работа по дисциплине: «Интенсификация добычи нефти» Критерии выбора скважин для ГРП. Технология проведения ГРП. Применяемые в процессе технологические агенты. Жидкости разрыва и жидкости-песконосители.Наполнители трещин (пески и проппанты) Выполнил: Гуляев Виталий Павлович Группы: ВССБ 21.03.01-41(К)Э Проверил(а): Борхович Сергей Юрьевич Ижевск, 2022 Содержание Критерии выбора скважин для ГРП………………………….………………3 Технология проведения ГРП. Применяемые в процессе технологические агенты………………………………………………………………………….5 Жидкости разрыва и жидкости-песконосители………………………..…..12 Наполнители трещин (пески и проппанты)………………………………..14 Список используемой литературы…………………………….……………..……16 1. Критерии выбора скважин для ГРП Для проведения ГРП предпочтение отдается скважинам, удовлетворяющим установленным нижеперечисленным критериям. Последние в комплексе позволяют с высокой вероятностью обеспечить интенсификацию добычи нефти. В зависимости от начальной проницаемости пласта и состояния призабойной зоны скважины критерии сгруппированы по двум нижеследующим позициям. 1. Коллектора низкопроницаемые (ГРП обеспечивает увеличение фильтрационной поверхности): - эффективная толщина пласта не менее 5 м; - отсутствие в продукции скважин газа из газовой шапки, а также закачиваемой или законтурной воды; - продуктивный пласт, подвергаемый ГРП, отделен от других проницаемых пластов непроницаемыми разделами, толщиной более 8-10 м; - удаленность скважины от ГНК (газонефтяной контакт) и ВНК (водонефтяной контакт) должна превышать расстояние между добывающими скважинами; - накопленный отбор нефти из скважины не должен превышать 20% от удельных извлекаемых запасов; - расчлененность продуктивного интервала (подвергаемого ГРП) - не более 3-5; - скважина должна быть технически исправна, как состояние эксплуатационной колонны так и сцепление цементного камня с колонной и породой должно быть удовлетворительным в интервале выше и ниже фильтра на 50 м - проницаемость пласта не более 0,03 мкм2 при вязкости нефти в пластовых условиях не более 5 МПа.с. 2. Гидравлический разрыв пласта в коллекторах средней и низкой проницаемости для интенсификации добычи нефти за счет ликвидации повышенных фильтрационных сопротивлений в призабойной зоне: - начальная продуктивность скважины значительно ниже продуктивности окружающих скважин; - наличие скин-эффекта на КВД; - обводненность продукции скважин не должна превышать 20%; - продуктивность скважины должна быть ниже или незначительно отличаться от проектно-базовой. При неукоснительном их исполнении с высокой вероятностью просматривается технологическая успешность операций ГРП и соответствующее получение дополнительной добычи нефти. Реализуемый объем последней безусловно должен компенсировать материальные затраты на проведение ГРП. 2. Технология проведения ГРП. Применяемые в процессе технологические агенты Технология проведения ГРП: Подготовка скважины — исследование на приток или приемистость, что позволяет получить данные для оценки давления разрыва, объема жидкости разрыва и других характеристик. Промывка скважины — скважина промывается промывочной жидкостью с добавкой в нее определенных химических реагентов. При необходимости осуществляют декомпрессионную обработку, торпедирование или кислотное воздействие. При этом рекомендуется использовать насосно-компрессорные трубы диаметром 3-4" (трубы меньшего диаметра нежелательны, т.к. велики потери на трение). Закачка жидкости разрыва – создается необходимое для разрыва горной породы давление для образования новых и раскрытия существовавших в ПЗС трещин. В зависимости от свойств ПЗС и других параметров используют либо фильтрующиеся, либо слабофильтрующиеся жидкости. Жидкости разрыва: в добывающих скважинах — дегазированную нефть; — загущенную нефть, нефтемазутную смесь; — гидрофобную нефтекислотную эмульсию; — гидрофобную водонефтяную эмульсию; — кислотно-керосиновую эмульсию и др.; в нагнетательных скважинах — чистую воду; — водные растворы соляной кислоты; — загущенную воду (крахмалом, полиакриламидом — ПАА, сульфит-спиртовой бардой — ССБ, карбоксиметилцеллюлозой — КМЦ); — загущенную соляную кислоту (смесь концентрированной соляной кислоты с ССБ) и др. При выборе жидкости разрыва необходимо учитывать и предотвращать набухаемость глин, вводя в нее химические реагенты, стабилизирующие глинистые частицы при смачивании (гидрофобизация глин). Как уже отмечалось, давление разрыва не является постоянной величиной и зависит от ряда факторов. Повышение забойного давления и достижение величины давления разрыва возможно при опережении скоростью закачки скорости поглощения жидкости пластом. У низкопроницаемых пород давление разрыва может быть достигнуто при использовании в качестве жидкости разрыва жидкостей невысокой вязкости при ограниченной скорости их закачки. Если породы достаточно хорошо проницаемы, то при использовании маловязких жидкостей закачки требуется большая скорость закачки; при ограниченной скорости закачки необходимо использовать жидкости разрыва повышенной вязкости. Если ПЗС представлена коллектором высокой проницаемости, то следует применять большие скорости закачки и высоковязкие жидкости. При этом должна учитываться и толщина продуктивного горизонта (пропластка), определяющая приемистость скважины. Важным технологическим вопросом является определение момента образования трещины и его признаки. Момент образования трещины в монолитном коллекторе характеризуется изломом на зависимости «объемный расход жидкости закачки — давление закачки» и значительным снижением давления закачки. Раскрытие уже существовавших в ПЗС трещин характеризуется плавным изменением зависимости «расход — давление», но снижения давления закачки не отмечается. В обоих случаях признаком раскрытия трещин является увеличение коэффициента приемистости скважины. Закачка жидкости-песконосителя. Песок или любой другой материал, закачиваемой в трещину, служит наполнителем трещины, являясь, каркасом внутри нее и предотвращает смыкание трещины после снятия (снижения) давления. Жидкость-песконоситель выполняет транспортную функцию. Основными требованиями к жидкости-песконосителю являются высокая пескоудерживающая способность и низкая фильтруемость. Указанные требования диктуются условиями эффективного заполнения трещин наполнителем и исключением возможного оседания наполнителя в отдельных элементах транспортной системы (устье, НКТ, забой), а также преждевременной потерей наполнителем подвижности в самой трещине. Низкая фильтруемость предотвращает фильтрацию жидкости-песконосителя в стенки трещины, сохраняя постоянную концентрацию наполнителя в трещине и предотвращая закупорку трещины наполнителем в ее начале. В противном случае концентрация наполнителя в начале трещины возрастает за счет фильтрации жидкости-песконосителя в стенки трещины, и перенос наполнителя в трещине становится невозможным. В качестве жидкостей-песконосителей в добывающих скважинах используются вязкие жидкости или нефти, желательно со структурными свойствами; нефтемазутные смеси; гидрофобные водонефтяные эмульсии; загущенная соляная кислота и др. В нагнетательных скважинах в качестве жидкостей-песконосителей используются растворы ССБ; загущенная соляная кислота; гидрофильные нефтеводяные эмульсии; крахмально-щелочные растворы; нейтрализованный черный контакт и др. Для снижения потерь на трение при движении этих жидкостей с наполнителем по НКТ используют специальные добавки (депрессоры) — растворы на мыльной основе; высокомолекулярные полимеры и т.п. Закачка продавочной жидкости – продавка жидкости-песконосителя до забоя и задавка ее в трещины. С целью предотвращения образования пробок из наполнителя, должно соблюдаться следующее условие:  , (5.30)где U — скорость движения жидкости-песконосителя в колонне НКТ, м/с; U— вязкость жидкости-песконосителя, мПа с. Как правило, в качестве продавочных используются жидкости с минимальной вязкостью. В добывающих скважинах часто используют собственную дегазированную нефть (при необходимости ее разбавляют керосином или соляркой); в нагнетательных скважинах используется вода, как правило, подтоварная. В качестве наполнителя трещин могут использоваться: — кварцевый отсортированный песок с диаметром песчинок 0,5 +1,2 мм, который имеет плотность около 2600 кг/м3. Так как плотность песка существенно больше плотности жидкости-песконосителя, то песок может оседать, что предопределяет высокие скорости закачки; — стеклянные шарики; — зерна агломерированного боксита; — полимерные шарики; — специальный наполнитель — проппант. Основные требования к наполнителю: — высокая прочность на сдавливание (смятие); — геометрически правильная шарообразная форма. Совершенно очевидно, что наполнитель должен быть инертным по отношению к продукции пласта и длительное время не изменять своих свойств. Практически установлено, что концентрация наполнителя изменяется от 200 до 300 кг на 1 м3 жидкости-песконосителя. После закачки наполнителя в трещины скважина оставляется под давлением. Время выстойки должно быть достаточным, чтобы система (ПЗС) перешла из неустойчивого в устойчивое состояние, при котором наполнитель будет прочно зафиксирован в трещине. В противном случае в процессе вызова притока, освоения и эксплуатации скважины наполнитель выносится из трещин в скважину. Если при этом скважина эксплуатируется насосным способом, вынос наполнителя приводит к выходу из строя погружной установки, не говоря об образовании на забое пробок из наполнителя. Вышесказанное является чрезвычайно важным технологическим фактором, пренебрежение которым резко снижает эффективность ГРП вплоть до отрицательного результата. Вызов притока, освоение скважины и ее гидродинамическое исследование. Проведение гидродинамического исследования является обязательным элементом технологии, т.к. его результаты служат критерием технологической эффективности процесса. Важными вопросами при проведении ГРП являются вопросы определения местоположения, пространственной ориентации и размеров трещин. Такие определения должны быть обязательными при производстве ГРП в новых регионах, т.к. позволяют разработать наилучшую технологию процесса. Перечисленные задачи решаются на основе метода наблюдения за изменением интенсивности гамма-излучения из трещины, в которую закачана порция наполнителя, активированная радиоактивным изотопом, например, кобальта, циркония, железа. Сущность данного метода заключается в добавлении к чистому наполнителю определенной порции активированного наполнителя и в проведении гамма-каротажа сразу после образования трещин и закачки в трещины порции активированного наполнителя; сравнивая эти результаты гамма-каротажа, судят о количестве, местоположении, пространственной ориентации и размерах образовавшихся трещин. Указанные исследования выполняются специализированными промыслово-геофизическими организациями.  Принципиальная схема оборудования скважины для проведения ГРП представлена на рис. 5.5. При проведении ГРП колонна НКТ должна быть запакерована и заякорена. Рис. 5.5. Принципиальная схема оборудования скважины для проведения ГРП: 1 — продуктивный пласт; 2 — трещина; 3 — хвостовик; 4 — пакер; 5 —якорь; 6 — обсадная колонна; 7 — колонна НКТ; 8 — устьевое оборудование; 9 — жидкость разрыва; 10 — жидкость-песконоситель; 11 — жидкость продавки; 12 — манометр. Проблемы применения ГРП. ЖОПА там, где рядом с продуктивным пластом находятся пласты, содержащие воду. Это могут быть водоносные пласты, если подошвенная вода. Кроме того, рядом с обработанным пластом могут быть пласты, которые заводнены. Образующиеся при ГРП вертикальные трещины в подобных случаях создают гидродинамическую связь скважины с водоносной зоной. В большинстве случаев водоносная зона имеет большую проницаемость по сравнению с продуктивным пластом, где проводят ГРП. Именно поэтому ГРП может приводить к полному обводнению скважин. На старых месторождениях многие скважины находятся в аварийном состоянии. Проведение ГРП в подобных условиях приводят к разрыву эксплутационной колонны. Теоретически в подобных скважинах для защиты колонны используют пакер, но из-за вмятин на колонне и коррозии именно в подобных скважинах пакер свою роль не выполняет. Кроме того из-за ГРП может разрушаться цементный камень. При ГРП трещины создаются в пропластках с различной проницаемостью, но очень часто разорвать высокопроницаемый пропласток легче чем низкопроницаемый. В пропластке с большей проницаемостью трещина может быть более протяженной. При таком варианте после ГРП дебит скважины по нефти увеличивается, но увеличивается обводненность, если скважина была обводнена. Именно поэтому, до и после ГРП необходимо проводить анализ добываемой воды, чтобы узнать откуда в скважине появилась вода. При ГРП, как и при любых методах интенсификации всегда встает вопрос о компенсации больших отборов закачкой. 3. Жидкости разрыва и жидкости-песконосители В качестве рабочего реагента при проведении гидроразрыва пласта применяются различные жидкости, обладающие разнообразными физическими данными. Для достижения успешной обработки жидкость гидроразрыва должна удовлетворять определенным физическим и химическим свойствам: она должна быть совместима с материалом пласта; она должна обладать способностью, удерживать во взвешенном состоянии пропант и транспортировать его в глубь трещины; она должна обладать способностью за счет присущей ей вязкости развивать необходимую ширину трещины для приема пропанта; она должна легко удаляться из пласта после обработки; она должна иметь низкие потери на трение; приготовление жидкости должно быть простым и легко выполнимым в полевых условиях; она должна обладать такой стабильностью, чтобы сохранить вязкость в процессе всей обработки; жидкость должна быть эффективной с точки зрения стоимости. Жидкости гидроразрыва делятся на 3 категории: жидкость разрыва, жидкость - песконоситель, жидкость продавочная. Жидкость разрыва является рабочим агентом, нагнетанием которого в призабойную зону пласта создается давление, обеспечивающее нарушение целостности пород пласта с образованием новых трещин или расширением уже существующих. Жидкость-песконоситель используется для транспортирования песка с поверхности до трещины и заполнения ее песком (пропантом). Она должна быть не фильтрующейся или обладать минимальной, быстро снижающейся фильтруемостью и иметь высокую пескоудерживающую способность. Продавочная жидкость применяется для продавки из насосно-компрессорных труб в обрабатываемый пласт жидкости разрыва и жидкости песконосителя. 4. Наполнители трещин (пески и проппанты) Основные наполнители: кварцевый песок, проппант. Главные хар-ки, влияющие на проводимость трещин: Прочность проппанта Размер гранул Гранулометрический состав Кач-во проппанта (примеси, растворимость в кислотах) Форма (сферичность – приближение к сфере, округлость – относительная угловатость частиц. От них зависит ρ паковки проп в трещине, ее фильтрац. сопротивл, степень разруш. гранул по дейтвие горного Р) Плотность Основной наполнитель – кварц песок, ρ = 2650. Применяются: напряжение сжатия ≤ 40 Мпа, глубина ≤ 2.5 км Среднепрочные керамические проп.: ρ от 2.7 до 3.3, напряжение сжатия до 69 Мпа, глубина до 3.5 км Сверхпрочные проп.: спеченый боксит или окись циркония, ρ = 3.2 – 3.8, напряжение сжатия до 100 МПа, очень дорогие, но эффективные. Прочность проп. – основной крит. При подборе т.к. обеспечиваеи лучшую проводимость. Суперпесок – кварцевый песк, зерна которого покрыты спец. Смолами, повыщающими прочность и препятсвующими выносу частиц раскрошившегося проп. из трещины. Смола вулканизируется в конце обработки и связывает частицы проп, устойчивая матрица высокой проводимости. Меш – кол-во отверстий в фильтрационной решетке 1 кв. дюйм. 20/40, 40/70, 12/20…Чем больше номер, тем меньше отверстия. Чем крупнее гранулы, тем большей проницаемостью обладает упаковка проп. в трещине. Жопа – перенос проп. в трещине, может оседать, зависит от ρ. Надо юзать высоковязские жид-ти для переноса. С увеличением размера гранулы снижается ее прочность. Если коллектор дерьмово сцементирован – мелкая херня будет засорять крупные дыры в проп. Список используемой литературы 1. Абдулин Ф. С. «Повышение производительности скважин» М., «Недра», 2008г. 2. Байков Н. М. «Сбор, транспорт и подготовка нефти» М. 2015г. 3. Коршак А. А. «Интенсификация добычи нефти» Уфа; 2013г. 4. Лысенко В. Д. «Разработка нефтяных месторождений. » М.: Издательство Недра, 2013. 5. Мстиславская Л. П. «Основы нефтегазового производства»: учебное пособие. М., Изд-во «Нефть и газ» РТУ нефти и газа им. И. М. Губкина, 2016г 6. Ибрагимов Л. Х., Мищенко И. Т., Челоянц Д. К. Интенсификация добычи нефти. - М.: «Наука »- 2010. - с. 414 |