Слайд 1ЛЕКЦИЯ 3
ФАКТОРЫ СНИЖЕНИЯ ПРОДУКТИВНОСТИ СКВАЖИН ПРИ РНМ
Слайд 2причины снижения проницаемости ПЗ в процессе эксплуатации
Добывающие скважины
—проникновение ЖГ (промывки)
при ПРС
—проникновение пластовой воды в ПЗС (в обводненных скважинах) при
остановках скважин
—набухание частиц глинистого цемента терригенного коллектора при насыщении его пресной водой
— образование ВНЭ
—выпадение и отложение АСПВ при изменении термобарических условий
—проникновение мех. примесей и продуктов коррозии в ПЗС при глушении (промывке) скважины
Нагнетательные скважины
—набухание глин при контакте с пресной закачиваемой водой, а также с определенными химическими реагентами
—образование и отложение солей (смена в процессе закачки минерализованной воды на пресную)
—кольматация ПЗС твердой фазой промывочной жидкости при ремонтных работах
—повышенная остаточная нефтенасыщенность в ПЗС, которые до перевода под нагнетание воды работали как добывающие
Слайд 3При проектировании методов ОПЗ необходимы
глубокие знания промыслово-геологических и технологических
последствий, позволяющих:
обеспечить наиболее полное извлечение углеводородов
квалифицированно выбирать и осуществлять мероприятия
по сохранению естественной и улучшению нарушенной проницаемости ПЗП
Слайд 4Выбор технологии и ТЖ для проведения ОПЗ производится
на основании
анализа коэффициента совершенства скважин ϕ, который в
сочетании с другими ТПС позволяет оценить текущее состояние ПЗП и определить уровень воздействия отдельных факторов на свойства пласта
Слайд 5коэффициент г/д совершенства скважины
Qф - фактический дебит скважины
Qс - дебит
совершенной скважины по степени и характеру вскрытия (ф. Дюпюи)
Кпр —
коэффициент продуктивности скважины;
ε—коэффициент гидропроводности удаленной от забоя части пласта
Rк — радиус контура питания
гс — радиус скважины по долоту
Слайд 6По результатам ГДИС выявлено, что
значительная часть фонда ДС эксплуатируется при
значениях ϕ= 0,2 — 0,5, т.е. скважины работают на
20 —50 % ниже потенциальных возможностей
Слайд 7Приток флюида в совершенную скважину
определяется состоянием пласта-коллектора коэффициент проницаемости k
и радиус скважины гс
кh/μ характеризует удельное сопротивление пласта, является
основной характеристикой гидродинамики потока
Естественные (первоначальные) характеристики ПЗП могут существенно изменяться в результате изменения Рпл и Рзаб, ф-х свойств флюида, температуры и других внешних факторов
Слайд 8Приток пластового флюида в реальную скважину
Отличается от притока в гидродинамически
совершенную тем, что в ПЗС возникают фильтрационные сопротивления, являющиеся следствием
конструкционных
особенностей забоя
качества заканчивания скважины
Это снижает проницаемость пласта относительно первоначального значения
Слайд 9причины снижения ОФП коллектора в ПЗП для пластовых флюидов:
проникновение
твердой фазы и фильтрата ТЖ
изменение характера смачивания коллектора под влиянием
фильтрата ТЖ
адсорбция асфальтено-смолистых компонентов
снижение проницаемости в ПЗП в 10 раз приводит к уменьшению продуктивности в 2—3 раза, в 100 раз — на порядок и более
Слайд 10Зависимость относительной продуктивности скважины от радиуса зоны с ухудшенными ФЕС
Отношение
проницаемостей: 1 - 0,5; 2 - 0,25; 3 - 0,1;
4 - 0,05; 5 - 0,01.
с увеличением радиусов зон ухудшенной проницаемости продуктивность скважины значительно снижается
Слайд 11Приствольная зона скважины
наружная фильтрационная корка
внутренняя фильтрационная корка (зона
кольматации)
зона инфильтрации
удаленная (незатронутая) зона
Протяженность этих зон различна, а
толщина наружной фильтрационной корки зависит от типа ТЖ (0,5—100 мм.)
Проницаемость наружной фильтрационной корки, как правило, на два порядка ниже проницаемости пласта, глубина проникновения фильтрата в коллектор - от нескольких см до метра и более
Слайд 12Интенсивность фильтрации через корку на стенке скважины
зависит от
проницаемости корки
закономерностей
распределения эффективных напряжений по толщине корки
состава и свойств ТЖ
Слайд 13Фильтрация через корку
нелинейно зависит от перепадов давления
Зона кольматации
образуется уже в первые часы после воздействия на пласт ТЖ,
а глубина ее не превышает нескольких сантиметров и со временем увеличивается под влиянием технологических и ф-х факторов
Слайд 14Изменение размеров зоны кольматации
В гранулярных коллекторах может достигать 12-16
мм
Некоторые исследователи отмечают проникновение кольматанта в поры гранулярных коллекторов
на глубину до 20 - 30 см и более, а по трещинам проникновение достигает несколько метров
В экспериментах Р.Ф. Крюгера, Л.С. Фогеля и А. Абрамса отмечалось проникновение твердых частиц на глубину до 20-40 см и более
При этом продуктивность уменьшилась в результате кольматации в 5-10 раз
Скорость кольматации в течение первых 3-5 мин контакта с БР значительно выше для высокопроницаемых коллекторов (при проницаемости 2 мкм2 кольматация составляет 70 %, а при проницаемости 0,02 мкм2-лишь 30 %) увеличение перепада давления незначительно приводит к росту кольматации
Слайд 15Зависимость степени кольматации от проницаемости пород
Слайд 16В трещиноватом коллекторе
за зоной кольматации непосредственно следует промытая зона,
а затем зона смешения
зона проникновения ТЖ может составлять
от нескольких метров до десятков, при этом пластовый флюид отодвигается далеко от ствола скважины
В процессе первичного вскрытия стенки ПЗП деформируются под действием концентрации напряжений, а при освоении происходит смыкание трещин, поэтому вызов притока флюида из такого пласта затруднен
Слайд 17Используемые в ТЖ в качестве утяжелителей мелкодисперсные частицы сравнительно неглубоко
проникают в породу, однако они могут привести к полной кольматации
коллектора
наибольшую опасность представляет барит, так как он обладает высокой инертностью к химическим растворителям
Слайд 18Реагенты, используемые для химической обработки ТЖ
также могут
усиливать кольматацию, т.к. как в результате ф-х процессов воздействуют на
поверхность порового пространства коллектора и частицы твердой фазы
Слайд 19на формирование зоны проникновения
Особое влияние оказывают капиллярные и г/д
силы
Г/д силы характеризуют распределение давлений в системе «скважина —
фильтрационная корка — зона кольматации — зона инфильтрации — удаленная зона пласта» и первоначально контролируют вытеснение в зоне проникновения
В процессе роста и уплотнения фильтрационной корки ТЖ, образования зоны кольматации и увеличения размеров зоны инфильтрации градиент г/д давления уменьшается. Это приводит к росту влияния капиллярных сил на распределение фаз при фильтрации
При малых градиентах г/д давления распределение фаз в процессе вытеснения полностью контролируется действием капиллярных сил
Уменьшить величину капиллярного давления можно путем снижения межфазового поверхностного натяжения фильтрата введением в технологическую жидкость ПАВ
Слайд 20время расформирования зоны проникновения
под действием перепада г/д давления прямо
пропорционально вязкости фильтрата, квадрату глубины проникновения и обратно пропорционально проницаемости
и перепаду давления (депрессии на пласт)
При определенных условиях для полного расформирования зоны проникновения могут потребоваться очень большие градиенты давления, создать которые в пласте даже у забоя скважины практически невозможно
Слайд 21режимы расформирования зоны проникновения
для терригенных коллекторов с низкой
проницаемостью
m от 5 % и k от 0,1-10-15 м2
и более (градиенты давления 3 - 5 МПа/м, мало зависят от величин m и k)
С меньшими значениями ФЕС (градиенты давления 5 - 200 МПа/м)
Слайд 22глушение скважины
предварительная операция, обеспечивающая успешное безопасное проведение ПРС
Варианты
замены скважинной жидкости на ЖГ:
полная в объеме всей скважины
частичная, на глубину подвески НКТ
Часть ЖГ под действием перепада давления проникает в пласт в течение времени, затрачиваемого на ремонт
достоверно установлено вредное влияние воды и фильтратов водных систем на проницаемость ПЗП и на процесс освоения скважин в послеремонтный период
Слайд 23Традиционные ЖГ при ПРС
пластовые минерализованные воды
водные растворы неорганических солей
(хлористого натрия, хлористого кальция, хлористого магния и др.)
буровые растворы на
водной основе, утяжеленные при необходимости мелкодисперсными утяжелителями (баритом, гематитом, мелом и т. п.)
Широкое применение этих водных систем для глушения скважин объясняется их доступностью, относительно невысокой стоимостью, простотой приготовления
Слайд 24глубина проникновения водного фильтрата ЖГ
изменяется от нескольких десятков сантиметров до
нескольких метров в зависимости от:
градиента давления
свойств фильтрующего материала
проницаемости коллекторов
расчетный удельный объем фильтрата глинистого раствора на водной основе, поглощаемый одним метром проницаемого интервала пласта, может составлять 0,8 м3 и более
Слайд 25наиболее перспективными ЖГ
являются обратные эмульсии (Н, В, ДЭГ, стабилизатор
эмульсии)
обеспечивают надежное глушение на необходимый период
исключают негативное воздействие
воды на ПЗП за счет:
малой фильтруемости у/в - среды эмульсий в пласт
надежной стабилизации водной фазы комплексом ПАВ - эмульгаторов и стабилизаторов
Слайд 26Причины, сдерживающие применение ОЭ
высокая стоимость и ограниченное производство эмультала (основной
объем эмультала и СМАД-1 идет на разработку рецептур буровых ГЭР)
неустойчивость
ОЭ, стабилизированных эмульталом и СМАД-1 к воздействию сероводорода
недостаточное число стационарных установок по приготовлению и регулированию свойств ОЭ
отсутствие исследований влияния ЖГ на основе ОЭ на процессы подготовки нефти при массовом применении их в практике ПРС
Слайд 27для повышения успешности и эффективности операций по
удалению АСПО из ПЗП
и скважинного ГНО
необходимы совершенствование углеводородных обрабатывающих составов
изыскание принципиально новых
удалителей, обладающих тиксотропными и регулируемыми реологическими параметрами
Слайд 28глушение скважин ОЭ
решает проблему сохранения коллекторских свойств ПЗП частично,
поскольку при эксплуатации скважин их продуктивность снижается из-за образования АСПО
в ПЗП и скважинном оборудовании
Слайд 29удаление АСПО из ПЗП
также решает проблему частично, поскольку при
глушении скважин водными системами в период ПР коллекторские свойства этой
зоны пласта, восстановленные при обработке, будут вновь ухудшаться из-за проникновения воды
Слайд 30Для рационального, взаимосвязанного решения проблемы
необходим комплексный подход и разработка
ТЖ многоцелевого назначения с универсальными свойствами, позволяющими использовать их одновременно
в процессах нефтедобычи (обратные эмульсии с комплексом необходимых физико-химических и технологических свойств)