Введение 5
1 Обзор и анализ научно-технической литературы 8
1.1 Характеристика месторождения 8
1.2 Сложности разработки карбонатных коллекторов 10
1.3 Кислотные обработки для карбонатных коллекторов 11
1.4 Стандартные кислотные обработки 12
1.4.1 Основные виды стандартных кислотных обработок 13
1.4.2 Факторы, определяющие эффективность кислотных
обработок 14
1.4.3 Поинтервальные кислотные обработки 15
1.4.4 Направленные кислотные обработки 16
1.4.5 Пенокислотные обработки 17
1.4.6 Спиртокислотные и спирто-пенокислотные обработки 18
1.5 Составы растворов для кислотной обработки 18
1.6 Кислотный состав для обработки карбонатных коллекторов 26
1.7 Кислотный состав на основе углеводородных гидрофобных
эмульсий 28
1.8 Кислотный состав для обработки терригенных коллекторов 30
1.9 Высоковязкий кислотный состав на основе безполимерного
загеливателя 31
2 Экспериментальная часть и анализ результатов 32
2.1 Керновый материал, флюиды и реагенты 32
2.1.1 Керновый материал 32
2.1.1.1 Отбор образцов 32
2.1.1.2 Определение минералогического состава 33
2.1.2 Флюиды 34
2.1.3 Реагенты для кислотных обработок 34
2.2 Краткое описание используемых реагентов 34
2.3 Выбор кислот-претендентов 35
2.3.1 Рецептуры базового кислотного состава 35
2.3.2 Определение совместимости кислотных композиций с
пластовыми флюидами 37
2.3.3 Определение скорости растворения породы 38
2.3.4 Рентгенофазовый анализ образцов после обработки 41
2.3.5 Определение скорости нейтрализации и нестабильности
растворов 42
3 Экономическое обоснование 44
3.1 Изменение коэффициентов экономической эффективности от внедрения кислотных обработок 44
Заключение 47
Список сокращений 48
Список использованных источников 49
Приложение
С целью вовлечения в разработку невыработанных карбонатных нефтегазоносных пластов на призабойную зону пластов (ПЗП) скважин оказывают физическое, химическое, термическое или комбинированное воздействие. В современной практике освоения продуктивных пластов и повышения производительности скважин в карбонатных коллекторах используются специализированные комплексы работ, направленные на улучшение фильтрационных характеристик коллектора и повышение нефтеотдачи. Данные комплексы работ должны обеспечивать: сохранение целостности скелета породы в ПЗП; герметичность цементного кольца в заколонном пространстве; сохранность эксплуатационной колонны; сохранность, восстановление или повышение проницаемости ПЗП.
Как правило, в основу кислотных составов для кислотных обработок ПЗП для карбонатных коллекторов входит ингибированная соляная, азотная, уксусная, лимонная кислота или их сочетание. Химический состав таких реагентов разнообразен: от простых растворов соляной кислоты, в которых, в зависимости от рекомендаций, концентрация кислоты составляет 10, 12, 15, 18, 22 %, до многокомпонентных многофункциональных композиций. Для смешанных коллекторов используют составы соляной кислоты с добавлением 0.5...3% фтористоводородной кислоты. Чаще всего применение стандартных кислотных составов не дает хороших результатов, так как не позволяет эффективно воздействовать на комплексные отложения: асфальтеновые и смолисто-парафиновые отложения (АСПО), окисли железа, неорганические соли и др. Поэтому задачей настоящей работы является подбор кислотного состава, который имел бы замедленную и продолжительную скорость реакции, что позволяет глубоко проникать в ПЗП и достаточно эффективно растворять загрязнения с учетом пластовых условий и минералогического состава породы.
К геологическим факторам, обуславливающим изменение фильтрационно¬емкостных свойств (ФЕС) пород-коллекторов при их взаимодействии с кислотными составами, следует отнести:
- растворение карбонатных пород коллектора при проникновении в него кислотного состава;
- выпадение нерастворимых осадков в порах пласта при химическом взаимодействии пластовой воды с продуктами реакции кислоты с карбонатной породой и нерастворимыми примесями;
- изменение фазовой проницаемости для нефти и пластовой воды при проникновении в коллектор кислотного состава и продуктов реакции;
- образование водонефтяных эмульсий, снижающих относительную проницаемость ПЗП.
Являясь по своей природе неоднородной минеральной системой, карбонатные породы-коллекторы в неодинаковой степени устойчивы к воздействию различных кислотных составов. Химические реагенты, входящие в их состав, вызывают в породах-коллекторах физико-химические реакции, конечным итогом которых является изменение свойств порово-трещинного пространства. Установлено, что при использовании составов, изготовленных на основе концентрированной соляной кислоты, происходит бурное растворение карбонатной породы в первые 10 мин, после чего скорость реакции резко падает и кислотный состав не проникает вглубь коллектора. В то же время в результате реакции соляной кислоты с некоторыми породообразующими минералами каркаса породы и внутрипорового цемента образуются нерастворимые осадки в виде гидрозакиси железа или гидроокиси алюминия, в результате чего может происходить ухудшение проницаемости призабойной зоны пласта (ПЗП). Помимо этого соляная кислота и продукты ее реакции, взаимодействуя с углеводородами нефтяной залежи, могут образовывать гелеобразные смеси. При этом содержащиеся в нефти асфальто-смолисто-парафиновые соединения образуют слаборастворимые сгустки, препятствующие движению нефти через каналы фильтрации.
В связи с этим при выборе кислотных составов основной задачей является обеспечение таких параметров, как:
- максимально возможная продолжительность реакции состава с породой при сохранении высокой скорости её растворения;
- максимально протяженное проникновение кислотного состава в продуктивный пласт;
- отсутствие или максимальное снижение содержание нерастворимых соединений в продукте реакции;
- минимизация образования АСПО.
В связи с вышеуказанным, основной целью проводимых исследований являлось определение характера и степени влияния различных кислотных составов, предполагаемых к использованию при кислотных обработках Куюмбинского месторождения на породы-коллектора, в зависимости от их минерального состава.
В ходе исследования было выявлено, что:
- высокими скоростями растворения в интервале времени 120 минут обладают растворы HCl с концентрацией более 20%;
- кислотность растворов во времени снижается пропорционально, полной нейтрализации раствора за 24 часа экспозиции не происходит. Нежелательно допускать повышения pH выше 2,7, так как происходит образование нерастворимых в данной среде осадков;
- присутствие в растворах для СКО плавиковой кислоты (HF) даже в следовых количествах нежелательно;
- применение кислотных обработок значительно повышает экономическую эффективность проектов разработки карбонатных месторождений.
В ходе анализов была подобрана оптимальную минимальную концентрацию кислоты в композиции:
24%HCl + 0,1 % AS-CO + 1 % AS-IR + 0,5 % AS-DA + 0,1 % AS-DI .
При данной концентрации кислоты:
- не наблюдается выпадения осадков и кольматации поверхности керна;
- достигается значительная продолжительность реакции состава с породой при сохранении высокой скорости её растворения;
- не образуются АСПО при контакте с пластовым флюидом.
Составы с более высокими концентрациями кислоты показали большие скорости растворения, но это может привести к разрыхлению структуры коллектора и дальнейшей кольматации пор ПЗП освобождёнными зёрнами минералов при их движении в фильтрационном потоке.
Также при длительном (3 дня) хранении композиций с концентрациями 28 и 32 %, наблюдалось образование мути и осадков.
1 Asiri, H. S. Stimulating naturally fractured carbonate reservoirs / H. S. Asiri, M. A. Atvi, O. H. Bueno // Oilfield Review. - 2013. - №3. С. 25-29.
2 Алтунин, А. Е. Расчеты в условиях риска и неопределенности в нефтегазовых технологиях / А. Е. Алтунин, М. В. Семухин : Монография. Тюмень : Издательство Тюменского государственного университета, 2004. -296 с.
3 Андреев, А. Ф. Основы проектного анализа в нефтяной и газовое промышленности / А. Ф. Андреев, В. Ф. Дунаев, В. Д. Зубарева. Москва : Нефть и газ, 1997. - 341с.
4 Аширов, К. Б. Оценка эффективности солянокислотных обработок скважин в карбонатных коллекторах / К. Б. Аширов, Г. Б. Выжигин // Нефтяное хозяйство, 1992. - №7. - С. 28.
5 Бочаров, В. В. Инвестиции : Учебник / В. В. Бочаров. - Санкт- Петербург : Питер, 2009.-384 с.
6 Брагинский, О. Б. Современное состояние и тенденции развития мировой нефтегазовой промышленности / О.Б. Брагинский // Нефть, газ и бизнес. -2010. -№9. -С. 18-23.
7 Викторин, В. Д. Разработка нефтяных месторождений, прирученных к карбонатным коллекторам / В. Д. Викторин, H. A. Лыков. - Москва : Недра, 1980. - 202 с.
8 Демиденко, К. А. Нефти и газовые конденсаты России. Справочник. Нефти Сибири : в 2 т. / В. В. Барсукова, К. А. Демиденко, С. М. Крылова. - Москва : Техника, 2002. - Т.2. - 160 с.
9 Прогноз зон трещиноватости и флюидонасыщения карбонатных пород рифея Куюмбинского месторождения на основе моделирования упруго¬механических свойств / Екименко В. А., Добровольская Ж. К., Белоусова Н. Н., Мартынов К. Н. Москва : Георесурсы, 2016. Т.18. № 4. 4.2. - 369 с
10 Иванченко, В. И. Методические подходы к оценке экономической эффективности методов увеличения нефтеизвлечения / В. И. Иванченко // Галицкий экономический вестник. - 2012. -№ 6. - С. 41-52.
11 Ильина, Г. Ф. Методы и технологии нефтеотдачи для коллекторов Западной Сибири / Г. Ф.Ильина, Л. К. Алтунина - Томск : Издательство ТПУ, 2006. - 166 с.
12 Кисловец, Р. М. Изучение рифейских отложений Юрубчено- Тохомского нефтегазоконденсатного месторождения / Р. М. Кисловец, В. П. Митрофанов, В. В. Тереньтьев и др. - Пермь : ПермНИПИнефть, 1996 г. - 345 с.
13 Кудинов, В. И. Интенсификация добычи нефти из карбонатных коллекторов / В. И. Кудинов, Б. М. Сучков. - Самара : Книжное издание, 1996. - 440 с.
14 Максимов, С. П. Нефтяные и газовые месторождения СССР. Справочник. Азиатская часть СССР : в 2 т. / С. П. Максимов. Москва : Недра, 1987. - Т.2. - 330 с.
15 Материалы технической конференции SPE «Разработка
месторождений с карбонатными коллекторами».
16 Мустафин, Г. Г. Анализ эффективности методов воздействия на призабойную зону пласта / Г. Г. Мустафин, Б. А. Лерман // Нефтепромысловое дело, 1983. №7. С. 7-8.
17 Паникаровский, Е. В. Перспективы использования физико-химических методов для увеличения продуктивности скважин / Е. В. Паникаровский, В. В. Паникаровский, И. И. Клещенко // Нефтепромысловое дело, 2006. - №3. - С. 20¬25.
18 Салимов, В.Г. Оптимальная концентрация кислоты для производства кислотных гидроразрывов / В.Г. Салимов, О.В. Салимов // Новые методы и технологии. Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса. - 2012. - №5. С. 44-48.