|
|||||||
|
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Вибір свердловини для обробки привибійної зони
Вибір свердловини для обробки привибійної зони здійснюється на основі даних досліджень з побудовою індикаторної кривої і кривої відновлення тиску. Визначають відношення коефіцієнтів продуктивності привибійної зони до віддаленої від свердловини зони пласта-параметра (ВП) і радіус зниження проникності У свердловинах з низькопроникними колекторами ( Якщо гідродинамічні дослідження в свердловині не проводились, але потрібно зробити висновок про застосування методів інтенсифікації припливу в ній, тоді використовують такі непрямі ознаки доцільності ОПЗ: дебіт свердловини менший від очікуваного; коефіцієнт продуктивності менший, ніж у сусідніх свердловинах; питомий коефіцієнт продуктивності (який визначається діленням його на перфоровану товщину пласта) менший, ніж у сусідніх свердловинах; продукує або приймає невелика (< 50%) частина перфорованої товщини пласта. З метою вибору свердловин для ОПЗ розроблені також статистичні методи, засновані на ув'язуванні умов обробки свердловин, параметрів процесу і економічної доцільності його застосування з врахуванням вартості обробки й одержаної додаткової нафти. Статистичні методи застосовують, якщо немає прямих гідродинамічних досліджень свердловин, а є досвід проведення ОПЗ в 30-40 свердловинах. Доцільність ОПЗ визначають, виходячи з оцінки очікуваного додаткового ви-добутку пластових флюїдів або оцінюючи економічну доцільність їх застосування. Додатковий видобуток нафти після ОПЗ на основі нагромадженого досвіду прогнозується, застосовуючи функцію прогнозування продуктивності. Для цього визначають коефіцієнт кратності збільшення дебіту після ОПЗ в кожній свердловині шляхом ділення середньодобового дебіту рідини після обробки на вхідний дебіт її перед обробкою. Середньодобовий дебіт свердловини після ОПЗ є сумою вхідного дебіту і середньодобового приросту його після обробки, причому останній визначають як частку від ділення додаткового видобутку рідини після ОПЗ на час роботи свердловини зі збільшеним дебітом. Чим більше забруднення привибійної зони, тим менший вхідний дебіт і тим більший коефіцієнт зростання дебіту в ній. Нагромадивши досвід проведення певного методу ОПЗ хоча б в 10 — 15 свердловинах продуктивного покладу, знаходять кореляційну залежність зміни коефіцієнтів кратності збільшення дебіту від величини дебіту рідини —
де а і Маючи залежність (16.1), визначають очікувану кратність збільшення дебіту рідини в свердловині, де планується ОПЗ, а далі відповідно розраховують очікувану кількість додаткової нафти,
де Виклик припливу з пласта досягається лише після зниження тиску на вибої свердловини. Гранична величина депресії на пласт під час виклику вибирається з врахуванням міцності цементної оболонки в кільцевому просторі; міцності обсадної колони; стійкості колектора і умови попередження змикання тріщин (для тріщинних колекторів). Граничну депресію, виходячи з умов збереження міцності цементної оболонки, визначають за формулою Перепад тиску на експлуатаційну колону під час виклику припливу не повинен перевищувати граничної величини, одержаної з розрахунку обсадних колон на їх зминання. Гранична депресія, виходячи з умов стійкості привибійної зони пласта
де Оскільки формула (16.3) наближена, а точність визначення Гранична депресія, виходячи з умов попередження змикання тріщин для трі-щинних колекторів, дорівнює З розрахованих граничних величин припливу після перфорації тиск на вибої знижують до граничної депресії на пласт згідно з технологічним регламентом. Застосовують такі методи зниження тиску на вибої: зменшення густини флюїду шляхом заміни рідини в свердловині на рідину меншої густини (розчин на воду, вода на нафту або піну); розгазування рідини в свердловині природним газом, азотом, повітрям, а також за рахунок реакції в самогенеруючих пінних системах; зниження рівня в свердловині шляхом свабування або за допомогою глибинних насосів; заміна рідини в стовбурі на легшу з дальшим зниженням рівня з допомогою глибинних ежекторних апаратів. Кислотна обробка Кислотна обробка — це метод збільшення проникності привибійної зони свердловини шляхом розчинення складових частинок породи пласта, а також сторонніх частинок, якими засмічені породи. Кислотні обробки (КО) застосовуються для збільшення проникності карбонатних і піщаних колекторів у нафтогазовидобувних і нагнітальних свердловинах після буріння, під час експлуатації і ремонтних робіт. Для обробки карбонатних колекторів використовують здебільшого солянокислотні розчини (СКР), для піщаних - глинокислотні (ГКР). Хімічно активною частиною вказаних кислотних розчинів (КР) є відповідно соляна кислота (10... 30 % НС1) і суміш соляної (10... 15 % НС1) та плавикової (1... 5 % HF) кислот. Часто замість HF застосовують біфторид-фторид амонію БФФА (NH^-HF+NH^F) в розчині: 12 % НС1+ 5 % БФФА. Наявність в розчині іона NH+4 збільшує розчинність у воді продуктів реакції HF з силікатними породами. Для обробки пісковиків застосовують також суміш 20 % H2SiF6 + 24 %НС1 у співвідношенні 1:1, яка розчиняє пісковики і глини аналогічно глинокислоті. Найпростіша схема КО передбачає підйом глибинного обладнання зі свердловини, спуск НКТ з промивкою до вибою і підняття башмака труб в інтервал перфорації. У свердловину нагнітають при прямій циркуляції кислотний розчин (КР) в об'ємі НКТ, закривають затрубну засувку, продовжують нагнітання решти запланованого об'єму кислоти і рідини. Після нагнітання всього об'єму кислоти в пласт закривають буферну засувку, відключають насосний агрегат й іншу спецтехніку і приступають до очищення привибійної зони від продуктів реакції. Механізм кислотної дії на колектор розглянемо з позицій розчинності порід, швидкості утворення продуктів реакції, зміни проникності порід після обробки. Склад активної частини кислотних розчинів підбирають так, щоб забезпечити збільшення пористості за рахунок розчинення складових породи приблизно на 10%, а забруднення розчинити по можливості повністю. Наприклад, один кубометр КР 15 % НС1 розчиняє 220 кг вапняку СаСО2, а 3 % HF розчиняє 23 кг SiO2 або 36 кг глини. Продукти реакції викликають зниження проникності порід після КО, якщо вони відкладаються в перовому просторі у вигляді гелю або твердої фази чи взаємодіють з пластовими флюїдами, утворюючи осади або емульсії. При реакціях СКР утворюються розчинні та тимчасово розчинні продукти реакції, тому технологію обробки СКР треба будувати так, щоб попередити випадання нерозчинних осадів (гідроксиду заліза, гіпсу та ін.). При реакціях ГКР з силікатними породами утворюються тимчасово розчинні та нерозчинні продукти (гель кремнієвої кислоти, солі гексафторокремнієвої кислоти та ін.), які здатні закупорити поровий простір. Найважливіше при ГКО - не допустити закупорювання пласта продуктами реакції. Зміна проникності порід при фільтрації через них кислотних розчинів залежить від хімічного і мінералогічного складу, структури перового простору, режимів фільтрації і тер- мобаричних умов при реакції. Наприклад, при повному розчиненні глинисто-карбонатного цементу еоценових пісковиків карбонатністю На вибір раціональних режимів обробки і технологію робіт впливає знання швидкості реакції КР з породами. Швидкість реакції залежить від початкової концентрації кислоти С0, термобаричних умов проходження реакції в пласті, відношення величини поверхні породи, що контактує з кислотою, до об'єму кислотного розчину і гідродинамічних умов, які описуються параметром Рейнольдса (Re). За однакові проміжки часу ступінь нейтралізації кислоти породою не залежить від початкової концентрації. З ростом температури швидкість реакції збільшується. Наприклад, при підвищенні температури на 10 °С швидкість реакції зростає приблизно в два рази. При збільшенні тиску реакція з соляною кислотою сповільнюється, а з плавиковою - дещо зростає. Величезний вплив на швидкість реакції має відношення реагуючої поверхні породи до об'єму кислоти в порах, яке різко збільшується при зменшенні розміру пор. Так, в каналі діаметром 1мм це відношення становить 40, а в порах діаметром 20 мкм — 2000. Тому зменшення розмірів пор чи тріщин викликає різке підвищення швидкості нейтралізації. Наприклад, розрахункова глибина проникнення активної кислоти в каналах діаметром 1 см становить 600 см, діаметром 1 мм — 20 см, а в порових каналах 10 мкм — 5 см, за інших рівних умов. Таким чином, нейтралізація кислоти в поровому просторі відбувається під час нагнітання її в пласт, тому очікувати реагування не потрібно. Вплив гідродинамічних умов фільтрації кислоти на швидкість її нейтралізації відчувається лише у великих каналах або тріщинах. Тут при збільшенні Re ступінь нейтралізації зростає не пропорційно, але в меншій мірі. При малих Re, що відповідає фільтрації кислоти через поровий простір, його впливу на швидкість реакції немає, тому при КО теригенних колекторів збільшення витрати кислоти практично не збільшує глибини обробки пласта. Вибір рецептури КР здійснюється з врахуванням хімічного і мінералогічного складу порід, їх фільтраційних властивостей, хімічного складу і властивостей пластових флюїдів, пластової температури і причин забруднення привибійної зони. Типовий КР складається з активної частини (НСІ, НС1+HF), розчинника, інгібітора корозії, стабілізатора і ПАР. Для обробки вапняків, карбонізованих ( Для обробки піщано-глинистих порід застосовують ГКО, спочатку закачуючи СКР 10... 15 % НСІ, а за нею ГКР 10... 15 % НСІ + 1... 5 % HF. Співвідношення об'ємів першої і другої частин розчину залежить від карбонатності породи і при Розведення кислоти здійснюється звичайною водою. Однак, наприклад, при КО поліміктових піщано-алевролітових вологомістких порід Західного Сибіру добрі результати одержують при приготуванні КР на ацетоні, якщо обводненість свердловин < 10 %. Під час обробки свердловин газових і газоконденсатних корисно виготовляти КР на спирті (метанол, ізопропіловий). Застосування названих вуглеводневих розчинників сприяє зневодненню порід і зменшенню поверхневого натягу на межі розділення фаз. Ефективність інгібіторів оцінюється коефіцієнтом гальмування корозії Стабілізатори призначені для попередження випадання осаду ПАР застосовується для поліпшення фільтрації КР в породі, попередження блокування привибійної зони продуктами реакції і полегшення їх видалення на поверхню. Для КО в нафтовидобувних свердловинах застосовують катіоноактивні (катапін) і неіоногенні ПАР (превоцел, ОП-10, неонол) в кількості 0,3... 0,5 %. При плануванні об'єму кислоти практикується емпіричний підхід. При першій КО закачують 0,5 м3 КР на один метр поглинаючої товщини пласта, при другій — 1 м3/м, а при третій — 1,5 м3/м, якщо це КО, призначені для розчинення порід і домішок, занесених в пласт при бурінні або ремонті. Якщо ж КО призначені для боротьби з відкладами карбонатних солей при експлуатації нафтових свердловин, збільшення об'єму КР для послідовно здійснюваних КО не потрібне. При закачуванні КР в пласт для КО порових колекторів (особливо теригенних) тиск не повинен перевищувати тиску розриву пласта (розкриття глибоких тріщин), щоб забезпечити рівномірне проникнення кислотних розчинів у пласт. При КО тріщинних колекторів (особливо карбонатних) тиск має бути технічно допустимим на експлуатаційну колону. Витрата рідини при закачуванні в пласт для обробки тріщинних колекторів повинна бути максимальною в межах технічно допустимої. При обробці порових колекторів (теригенних) звичайно важко забезпечити добру приймальність свердловин, тому витрата КР звичайно невелика, але це незначно впливає на глибину проникнення активної кислоти. Час перебування кислотних розчинів у пласті не має перевищувати часу нейтралізації кислот. Це означає, що в порових теригенних колекторах витримки КР в пласті практично не потрібно, а в карбонатних - це тим більше не бажано. КР нейтралізуються ще під час руху в порах теригенного та в порах і тріщинах карбонатного пластів. Якщо не зупиняти руху кислоти і продуктів її реакцій в пласті, або ж підтримувати залишкову кислотність, наприклад на рівні С Розроблено також розрахункові методики проектування КО силікатних колекторів. Основні засади методики розглянемо на прикладі послідовної обробки СКР і ГКР еоценового пісковика. Дослідами виявлено безрозмірну залежність дифузійного числа Нусельта від числа Рейнольдса, яка характеризує масопередачу в однофазному потоці під час взаємодії КР з породою з врахуванням гідродинамічних і термобаричних умов реакції. Звідси обчислюємо значення коефіцієнта масопередачі
де Re - Порівнюючи формули (16.4) і (16.5), бачимо, що
Методика розрахунку тривалості нейтралізації ГКР і СКР в перовому просторі під час нагнітання їх у свердловину базується на визначенні об'єму пор, які заповнює кислота. Враховується макронеоднорідність проникнення КР в пласт по розрізу
де Тривалість нагнітання в пласт заданого об'єму КР
де
де Тривалість реакції КР в поровому просторі розраховуємо за умови нейтралізації кислоти від початкової концентрації
де
На рис. 16.1 а,б показані результати розрахунків за формулами (16.4) - (16.9) для таких умов:
Рис. 16.1. Зміна параметрів під час СКО 10 % НС1 еоценового пісковика (а) і під час ГКО 10 % НСІ+1,3 % HF (6)
Рис. 16.2. Розвиток зони розчинення породи під час ГКО, профілі нейтралізації СКР та ГКР:
см2/с; Порівнюючи тривалості реакції і нагнітання, бачимо, що Розвиток зон проникнення в еоценовому пласті КР (криві Розчинення породи здійснюється профільтрованим об'ємом кислоти тільки в області проникнення СКР і за нею ГКР, визначеної з формули.(16.9).
Кількість породи даного пласта, яка розчиняється заданим об'ємом КР, визначається за формулою Максимально можлива розчинність в КР розраховується на основі відомої розчинності породи в 1 м3 КР заданої концентрації. Таким чином, Розчинність карбонатних і піщаних порід залежить від їх хімічного складу і найкраще визначається експериментально. Після обробки еоценового пісковика 10 % НСІ в об'ємі, достатньому для видалення всіх карбонатів, розчинилось 50% від їх вмісту і 15 25 % алюмосилікатів, середня Зауважимо, що в СКР витрачається близько 90 % кислотності Розрахувавши максимальну розчинність в 6 м3 СКР Очікуване розрахункове збільшення проникності свердловини після обробки СКР дорівнює 1,25, а після ГКР - 1,37 разів. Якщо дебіт перед КО був 10т/добу, а час роботи зі збільшеним дебітом 100 діб, то після обробки СКР додатковий видобуток буде 250т, а після ГКР - 370т. Отже, технологічний ефект після ГКО суттєво зросте. Викладені методичні основи розрахунку процесів КО використані для розробки алгоритмів проектування його на персональних комп'ютерах. В нафтогазовій промисловості України повсюдно застосовуються комп'ютерні технології для розв'язання ряду технологічних задач, а саме: створення бази даних з інформацією про роботу свердловин і побудовою графіків їх роботи, вибору свердловин для ОПЗ і вибору раціонального способу ОПЗ; прогнозування ефективності ОПЗ з застосуванням ФПП; складання планів робіт для обробок кислотними і лужними розчинами на основі емпіричних підходів, проектування технології КО та ГРП аналітичними методами, розрахунок додаткового видобутку нафти, газу та зміни видобутку води з свердловин після застосування ОПЗ. Поиск по сайту: |
||||||
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.743 сек.) |