0 ПРИОРИТЕТНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ В НЕФТЕГАЗОВОЙ

Декан нефтегазового факультета, к.т.н., доцент
Петраков Дмитрий Геннадьевич
Санкт-Петербургский горный университет
21

февраля 2019 г.

по кафедре бурения скважин (БС) – «Разработка эффективных и ресурсосберегающих

технологий строительства скважин в осложненных условиях»;
по кафедре разработки и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений (РНГМ) - «Разработка эффективных и ресурсосберегающих технологий добычи нефти и повышения нефтеотдачи пластов на месторождениях с трудноизвлекаемыми запасами»;
по кафедре транспорта и хранения нефти и газа (ТХНГ) – «Разработка ресурсосберегающих технологий трубопроводного транспорта энергоносителей и минерального сырья».
Научные школы факультета (наименование, руководитель научной школы, состав научной школы).
На Нефтегазовом факультете действуют две ведущие научные школы:
«Повышение нефтеотдачи пластов» – руководитель профессор кафедры РНГМ М.К. Рогачев;
«Бурение в осложненных условиях» – руководитель профессор кафедры БС  М.В. Двойников

Научная работа

технологий строительства скважин, повышения нефтеотдачи пластов и др.
Разработка отечественных инновационных

технологий невозможна без интеграции образования, науки и производства, в частности, без эффективного использования научно-образовательного потенциала ведущих университетов страны.
Стратегией развития ведущих российских нефтяных компаний среди основных методов повышения нефтеотдачи пластов предусмотрено дальнейшее внедрение физико-химических методов, основанных на использовании химических реагентов и составов (ПАВ, полимеров и др.).
В Горном университете разработан и доведен до промышленного внедрения комплекс физико-химических технологий повышения нефтеотдачи пластов.
Несмотря на то, что Россия обладает огромным углеводородным потенциалом, позволяющим реализовать прогнозы добычи нефти и газа до 2030 г., необходимо отметить, что состояние минерально-сырьевой базы нефти характеризуется снижением текущих разведанных запасов и низкими темпами их воспроизводства.

керна и пластовых флюидов для построения (уточнения) геолого-технологической модели и

организации мониторинга разработки месторождения.
Технологии глушения и стимуляции скважин при подземном ремонте.
Технологии ограничения водопритока в скважинах.
Технологии повышения нефтеотдачи пластов на месторождениях с ТрИЗ.

и технологий повышения нефтеотдачи пластов на месторождениях с трудноизвлекаемыми запасами.
Предмет

исследований
Физико-химические и гидродинамические процессы в нефтяном пласте для обоснования методов и технологий повышения его нефтеотдачи.
Объекты исследований
Месторождения и залежи с трудноизвлекаемыми запасами нефти.

керна и пластовых флюидов
Лаборатория реологических исследований
Лаборатория исследований процессов фильтрации пластовых

флюидов

Лаборатория физики нефтегазового пласта и подземной гидромеханики

«Лаборатория повышения нефтеотдачи пластов»

Горный университет располагает современной лабораторной базой для проведения научных исследований в области повышения нефтеотдачи пластов.
Основное экспериментальное оборудование сосредоточено в комплексной «Лаборатории повышения нефтеотдачи пластов», включающей в себя 8 лабораторий:
подготовки керна и пластовых флюидов;
реологических исследований;
физики нефтегазового пласта и подземной гидромеханики;
исследований процессов фильтрации пластовых флюидов;
исследований нефтяных дисперсных систем;
исследований процессов коррозии и соле-, парафино-отложений;
моделирования разработки нефтегазовых месторождений;
тампонажных и буровых растворов.

Systems Corporation)
Система определения фазовой проницаемости керна RPS-812
(Coretest Systems Corporation)

с рентгеновским сканером
(Vinci Technologies)

пластовой нефти FLASS
(Vinci Technologies)

гидродинамической модели нефтегазового пласта
(ROXAR, BARCO)

пластовых условиях месторождений с ТрИЗ проявление аномалий вязкости и подвижности

характерно не только для высоковязких высокосмолистых нефтей, но и для маловязких парафинистых нефтей.
При решении проблемы сохранения и улучшения фильтрационных характеристик ПЗП необходимо учитывать особенности реологических свойств нефтей (аномалии вязкости, тиксотропные свойства) и находить способы уменьшения отрицательного влияния этих свойств на процесс извлечения нефти из пласта.
Получены математические модели, представляющие собой корреляционные зависимости реологических и фильтрационных параметров пластовых нефтей от стандартных физико-химических свойств этих нефтей и фильтрационно-емкостных свойств пород-коллекторов, позволяющие усовершенствовать методику моделирования разработки нефтяных месторождений с учетом аномалий вязкости и подвижности нефти, в частности, определять положение и размеры «застойных зон» в нефтяных залежах.
Результаты исследований влияния неионогенных ПАВ на реологические и фильтрационные свойства нефтей позволяют рекомендовать использование этих реагентов в составе нагнетаемой в пласт воды, а также в составе технологических жидкостей при вторичном вскрытии продуктивного пласта и подземном ремонте скважин. Установлено, что ПАВ, перешедшие за счет диффузии из водных растворов в нефть, оказывают диспергирующее действие на структурообразующие компоненты нефти, вследствие чего у последней улучшаются реологические и фильтрационные свойства.

эффективной вязкости (2) пластовой нефти
v
grad p
0
H
Hm
1
k/
(k/)m
а
б
в
2
(k/)
grad p
Кривые фильтрации (1) и

подвижности (2) пластовой нефти в пористой среде

распределения граничных и фактических
градиентов давления
Карта распределения граничных
градиентов давления (Hm)
Карта

распределения фактических
градиентов давления

внутрипластовой водоизоляции в низкопроницаемых нефтяных коллекторах.
Технология выравнивания профиля приемистости

нагнетательных скважин и ограничения водопритока в добывающие скважины.
Комплексная технология повышения нефтеотдачи пластов (с использованием многофункциональных технологических жидкостей).

Сущность

технологии заключается в использовании при глушении нефтяной скважины перед подземным ремонтом разработанных гидрофобно-эмульсионных составов:

обратных водонефтяных эмульсий - «блокирующих составов», закачиваемых в скважину с перекрытием интервала перфорации или с продавливанием в призабойную зону продуктивного пласта, обеспечивающих сохранение ее фильтрационных характеристик, и, как следствие, сохранение продуктивности скважины;
обратных кислотонефтяных эмульсий - «стимулирующих составов», закачиваемых в скважину с продавливанием в призабойную зону пласта, обеспечивающих улучшение ее фильтрационных характеристик и, как следствие, повышение продуктивности скважины.

эмульсия
(ОВНЭ) – блокирующий
гидрофобный состав
Обратная кислотонефтяная эмульсия
(ОКНЭ) – интенсифицирующий
гидрофобный состав
Поздний этап

разработки

Нефтяное месторождение

Область применения разработанных гидрофобно-эмульсионных составов для глушения и стимуляции скважин при подземном ремонте

Средне- и высокопроницаемые
коллектора с высокой
обводненностью (более 60%)

разработанной технологии глушения нефтяных скважин перед ПРС на месторождениях Западной

Сибири (Покачевском, Северо-Покачевском, Южно-Покачевском, Урьевском, Нивагальском) показали:
увеличение дебитов скважин в среднем на 5-10 м3/сут;
сокращение сроков их вывода на режим до 1-3 суток;
снижение обводненности скважинной продукции на 20-30 %.

гидрофобизированный полимерный состав для внутрипластовой водоизоляции - «Реагент ГПС-1».
ТЕХНОЛОГИЯ ВНУТРИПЛАСТОВОЙ

ВОДОИЗОЛЯЦИИ В НИЗКОПРОНИЦАЕМЫХ НЕФТЯНЫХ КОЛЛЕКТОРАХ

Технология может применяться на нефтяных месторождениях с низкопроницаемыми коллекторами.
Сущность технологии заключается в использовании для внутрипластовой водоизоляции в низкопроницаемых нефтяных коллекторах разработанного гидрофобизированного полимерного состава с улучшенными реологическими, фильтрационными и водоизоляционными свойствами.
Технология позволит увеличить охват нефтяной залежи воздействием за счет внутрипластовой водоизоляции и выравнивания фронта вытеснения, и в конечном итоге повысить нефтеотдачу пластов.

Технология отличается возможностью:
проведения внутрипластовой водоизоляции в низкопроницаемых коллекторах;
направленно регулировать внутрипластовые фильтрационные потоки.

Нефтедобывающие и сервисные компании

Нефтяное месторождение

Повышение нефтеотдачи пластов

Технология запатентована.
Для промышленного внедрения требуется разработка технических регламентов и проектной документации.
Сроки реализации – 3 года.
Капитальные вложения – 30 млн.$.

Внутрипластовая водоизоляция

Гидрофобизированный полимерный состав

Продавливание в низкопроницаемый пласт

Снижение обводненности скважинной продукции

ДОБЫВАЮЩИЕ СКВАЖИНЫ
Технология применяется для перераспределения внутрипластовых фильтрационных потоков в нефтяных

залежах, за счет чего достигается вовлечение в разработку недренируемых ранее нефтенасыщенных пропластков, увеличение коэффициента охвата пласта заводнением и повышение конечного коэффициента нефтеотдачи.

Разработаны: гелеобразующий неорганический водоизоляционный состав; комплексная технология повышения нефтеотдачи при разработке залежей высоковязких нефтей.
Проведены промысловые испытания.

Технология отличается возможностью регулирования времени гелеобразования и прочностных характеристик водоизоляционного экрана; нетоксичностью, доступностью, низкой коррозионной активностью и стоимостью исходных компонентов.

Для организации промышленного производства требуется разработать проект и выполнить строительство установки мощностью 250 т/год.
Исходное сырье – силикат натрия, ацетат хрома.
Сроки реализации – 3 года.
Капитальные вложения – 30 млн $.

Нефтедобывающие и сервисные компании

Гелеобразующий неорганический состав

Закачка в пласт

Частичное или полное блокирование высокопроницаемых промытых водой зон

Снижение обводненности скважинной продукции

Нефтяное месторождение

Внутрипластовая водоизоляция

Повышение нефтеотдачи пластов

«Эмульгатор обратных водонефтяных эмульсий ЯЛАН-Э2»;
«Реагент ГПС-1 для внутрипластовой

водоизоляции».

КОМПЛЕКСНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПОВЫШЕНИЯ НЕФТЕОТДАЧИ ПЛАСТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ

Разработанный комплекс может применяться на нефтяных месторождениях и состоит из следующих технологий:
технологии глушения и стимуляции скважин при подземном ремонте с использованием гидрофобных эмульсионных составов;
технологии внутрипластовой водоизоляции в низкопроницаемых коллекторах с использованием гидрофобизированного полимерного состава.

Комплексная технология отличается возможностью:
направленно регулировать фильтрационные характеристики призабойной зоны пласта, обеспечивая их сохранение, восстановление и улучшение.
проведения внутрипластовой водоизоляции в низкопроницаемых коллекторах.

Нефтедобывающие и сервисные компании

Нефтяное месторождение

Глушение при подземном ремонте скважин

Обратные водонефтяные эмульсии - «блокирующие составы»

Повышение нефтеотдачи пластов

Технологии запатентованы.
Для промышленного внедрения требуется разработка технических регламентов и проектной документации.
Сроки реализации – 3 года.
Капитальные вложения – 60 млн.$.

Внутрипластовая водоизоляция

Обратные кислотонефтя-ные эмульсии - «стимулирующие составы»

Гидрофобизи-рованные полимерные составы – «изолирующие составы»

Перекрытие интервала перфорации при глушении

Продавливание в призабойную зону пласта при глушении

Продавли-вание в низкопроница-емый пласт

Сохранение продуктивности скважины

Повышение продуктивности скважины

Снижение обводненности скважинной продукции

полигон (УНП) «Нефтяник» в составе учебной базы Горного университете «Саблино»

(Ленинградская обл., Тосненский р-н, пос.Ульяновка).
УНП «Нефтяник» оснащен современным буровым, нефтепромысловым и исследовательским оборудованием (автоматизированными геофизическими, гидродинамическими и др. комплексами) для выполнения следующих задач:
проведение учебно-производственных практик студентов;
обучение рабочим профессиям нефтегазового направления;
проведение курсов подготовки, переподготовки и повышения квалификации рабочих кадров и специалистов нефтегазовых компаний;
проведение научных исследований в области бурения, эксплуатации и подземного ремонта скважин;
проведение стендовых испытаний нового бурового и промыслового оборудования и инструмента.

для гидроударного и алмазного бурения
Мобильная буровая установка МБУ-125

смесительная УС-15-14У
Цементировочный агрегат УНБ 125х32У

участия в инновационных проектах нефтегазовых компаний.
Одним из шагов

по пути интеграции образования, науки и производства в нефтегазовой отрасли является создание на базе Горного университета Международного Центра компетенций в горнотехническом образовании под эгидой ЮНЕСКО.

Хочется надеяться на то, что создание подобных Центров будет внедряться под крышей и других российских университетов, и их дальнейшее развитие и поддержка станет для российских нефтегазовых компаний долгосрочной стратегией.