ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ОГРАНИЧЕНИЯ ВОДОПРИТОКА В ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СКВАЖИНАХ С ЦЕЛЬЮ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ДОБЫЧИ НЕФТИ НА ПРИМЕРЕ ФЕДОРОВСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ НГДУ «ФЕДОРОВСКНЕФТЬ»
|
ВВЕДЕНИЕ 8
ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ОГРАНИЧЕНИЯ
ВОДОПРИТОКА В ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СКВАЖИНАХ 10
1.1 Причины обводнения скважин и типы водопритоков 10
1.2 Анализ существующих систем ограничения водопритока в эксплуатационные скважины 15
1.3 Суть и способы изоляции зон в эксплуатационных скважинах 17
1.4 Патентный обзор по представленной теме выпускной квалификационной работы 21
ГЛАВА 2. ХАРАКТЕРИСТИКА ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ ФЕДОРОВСКОГО
МЕСТОРОЖДЕНИЯ 30
2.1 Общие сведения о месторождении 30
2.2 История освоения месторождения 32
2.3 Стратиграфическое описание разреза месторождения 33
2.4 Тектоническое описание месторождения 35
2.5 Нефтегазоносность 36
2.6 Физико-химические свойства пластовых жидкостей и газов 36
ГЛАВА 3. ТЕХНИКО - ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 40
3.1 Текущее состояние разработки Федоровского месторождения 40
3.2 Анализ МУН пластов и интенсификации добычи Федоровского месторождения 43
3.3 Конструкция скважины 45
3.4 Химические реагенты, используемые при ремонтно-изоляционных работах 47
3.5 Требования, предъявляемые к объекту применения технологии 50
3.6 Предъявляемые требования к тампонажным растворам 51
3.7 Материалы для приготовления тампонажных смесей на основе вяжущих веществ 52
3.8 Тампонажные материалы на основе силикатов щелочных металлов 54
3.9 Тампонажные материалы на основе неорганических солей, оксидов, сульфидов металлов 55
3.10 Пенноцементные растворы и другие пенные системы 55
3.11 Химические продукты для приготовления тампонажных смесей на основе органических
веществ 55
3.12 Комплексные технологические операции с применением гидрофобизирующих добавок 57
3.13 Технология проведения ремонтно-изоляционных работ 58
3.14 Технические средства и оборудование, применяемое при РИР и их краткие технические
характеристики 60
3.15 Ликвидация водопритока и установка водоизолирующего экрана в отдельных частях
пласта 63
3.16 Ликвидация заколонных перетоков из верхних и нижних пластов и установка
водоизолирующего экрана в подошвенной части пласта 65
3.17 Ликвидация негерметичности эксплуатационной колонны с установкой блокад-экранов 67
3.18 Расчёт процесса ремонтно-изоляционных работ 69
ГЛАВА 4. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ РАЗДЕЛ 73
4.1 Анализ эффективности выполняемых РИР в НГДУ «Федоровскнефть» 73
4.1.1 Анализ промыслово-геофизических исследований 73
4.1.2 Контроль разработки месторождения промыслово-геофизическими исследованиями 73
4.1.3 Определение профиля приемистости, профиля притока, источника обводнения и
интервалов перетока воды и газа в добывающих скважинах 75
4.2 Применение индикаторных методов для контроля за обводнением нефтедобывающих
скважин 77
4.2.1 Исследование движения нагнетаемой воды стабильными индикаторами 77
4.2.2 Метод контроля распределения фильтрационных потоков в залежах композиций
индикаторов 78
4.2.3 Способ оценки текущей нефтенасыщенности пласта стабильными индикаторами в
заводненной зоне 78
4.3 Анализ РИР эксплуатационных скважин в 2015-2016 гг. на Федоровском месторождении ... 80
ГЛАВА 5. РАЗДЕЛ АВТОМАТИЗАЦИИ 85
5.1 Назначение и характеристики используемых средств автоматизации 85
ГЛАВА 6. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ 94
6.1 Расчет экономического эффекта 94
6.2 Технико-экономические показатели проекта 95
ГЛАВА 7. РАЗДЕЛ ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ И ОХРАНЫ ТРУДА 99
7.1 Обеспечение безопасности сотрудников 99
7.1.1 Характеристика условий труда 99
7.1.2 Опасные и вредные факторы при эксплуатации нефтяных и газовых месторождений 99
7.1.3 Технические требования к оборудованию и рабочему инструменту, гарантирующему
безопасность 101
7.1.4 Противопожарные требования и средства пожаротушения 105
7.1.5 Мероприятия по безопасности при выполнении работ по изоляции водопритоков .. 106
7.2 Экологичность проекта 109
7.2.1 Влияние проектируемых работ на окружающую среду 109
7.2.2 Мероприятия по защите окружающей среды 110
7.3 Чрезвычайные ситуации 111
7.3.1 Определение вероятных параметров ударной волны при взрыве газовоздушной или паровоздушной смеси 112
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 115
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 116
ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ОГРАНИЧЕНИЯ
ВОДОПРИТОКА В ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СКВАЖИНАХ 10
1.1 Причины обводнения скважин и типы водопритоков 10
1.2 Анализ существующих систем ограничения водопритока в эксплуатационные скважины 15
1.3 Суть и способы изоляции зон в эксплуатационных скважинах 17
1.4 Патентный обзор по представленной теме выпускной квалификационной работы 21
ГЛАВА 2. ХАРАКТЕРИСТИКА ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ ФЕДОРОВСКОГО
МЕСТОРОЖДЕНИЯ 30
2.1 Общие сведения о месторождении 30
2.2 История освоения месторождения 32
2.3 Стратиграфическое описание разреза месторождения 33
2.4 Тектоническое описание месторождения 35
2.5 Нефтегазоносность 36
2.6 Физико-химические свойства пластовых жидкостей и газов 36
ГЛАВА 3. ТЕХНИКО - ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 40
3.1 Текущее состояние разработки Федоровского месторождения 40
3.2 Анализ МУН пластов и интенсификации добычи Федоровского месторождения 43
3.3 Конструкция скважины 45
3.4 Химические реагенты, используемые при ремонтно-изоляционных работах 47
3.5 Требования, предъявляемые к объекту применения технологии 50
3.6 Предъявляемые требования к тампонажным растворам 51
3.7 Материалы для приготовления тампонажных смесей на основе вяжущих веществ 52
3.8 Тампонажные материалы на основе силикатов щелочных металлов 54
3.9 Тампонажные материалы на основе неорганических солей, оксидов, сульфидов металлов 55
3.10 Пенноцементные растворы и другие пенные системы 55
3.11 Химические продукты для приготовления тампонажных смесей на основе органических
веществ 55
3.12 Комплексные технологические операции с применением гидрофобизирующих добавок 57
3.13 Технология проведения ремонтно-изоляционных работ 58
3.14 Технические средства и оборудование, применяемое при РИР и их краткие технические
характеристики 60
3.15 Ликвидация водопритока и установка водоизолирующего экрана в отдельных частях
пласта 63
3.16 Ликвидация заколонных перетоков из верхних и нижних пластов и установка
водоизолирующего экрана в подошвенной части пласта 65
3.17 Ликвидация негерметичности эксплуатационной колонны с установкой блокад-экранов 67
3.18 Расчёт процесса ремонтно-изоляционных работ 69
ГЛАВА 4. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ РАЗДЕЛ 73
4.1 Анализ эффективности выполняемых РИР в НГДУ «Федоровскнефть» 73
4.1.1 Анализ промыслово-геофизических исследований 73
4.1.2 Контроль разработки месторождения промыслово-геофизическими исследованиями 73
4.1.3 Определение профиля приемистости, профиля притока, источника обводнения и
интервалов перетока воды и газа в добывающих скважинах 75
4.2 Применение индикаторных методов для контроля за обводнением нефтедобывающих
скважин 77
4.2.1 Исследование движения нагнетаемой воды стабильными индикаторами 77
4.2.2 Метод контроля распределения фильтрационных потоков в залежах композиций
индикаторов 78
4.2.3 Способ оценки текущей нефтенасыщенности пласта стабильными индикаторами в
заводненной зоне 78
4.3 Анализ РИР эксплуатационных скважин в 2015-2016 гг. на Федоровском месторождении ... 80
ГЛАВА 5. РАЗДЕЛ АВТОМАТИЗАЦИИ 85
5.1 Назначение и характеристики используемых средств автоматизации 85
ГЛАВА 6. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ 94
6.1 Расчет экономического эффекта 94
6.2 Технико-экономические показатели проекта 95
ГЛАВА 7. РАЗДЕЛ ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ И ОХРАНЫ ТРУДА 99
7.1 Обеспечение безопасности сотрудников 99
7.1.1 Характеристика условий труда 99
7.1.2 Опасные и вредные факторы при эксплуатации нефтяных и газовых месторождений 99
7.1.3 Технические требования к оборудованию и рабочему инструменту, гарантирующему
безопасность 101
7.1.4 Противопожарные требования и средства пожаротушения 105
7.1.5 Мероприятия по безопасности при выполнении работ по изоляции водопритоков .. 106
7.2 Экологичность проекта 109
7.2.1 Влияние проектируемых работ на окружающую среду 109
7.2.2 Мероприятия по защите окружающей среды 110
7.3 Чрезвычайные ситуации 111
7.3.1 Определение вероятных параметров ударной волны при взрыве газовоздушной или паровоздушной смеси 112
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 115
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 116
Актуальность. На сегодняшний день особенностью текущего состояния разработки месторождений Западной Сибири является низкое пластовое давление и повышенная обводненность продукции скважин. Результатом является снижения рентабельности эксплуатации скважин, увеличение затрат на отделение попутно добываемой воды, увеличение скорости коррозии оборудования внутри скважин, а так же различные осложнения в ходе эксплуатации.
Технологическая политика по борьбе с обводнением нефтяных скважин в различных компаниях несколько различается. Общим является применение относительно недорогих технологий ограничения водопритока (ОВ) и повышения нефтеотдачи пласта (11Н11), позволяющих без дополнительных капитальных затрат получать прирост добычи нефти за счет снижения обводненности продукции. Сюда вошли потокоотклоняющие технологии, в том числе технологии выравнивания профиля приемистости (В11) нагнетательных скважин, технологии ремонтно-изоляционных работ (РИР) в добывающих скважинах, гидродинамические методы 1Н1, наиболее распространенными из которых являются форсирование отборов жидкости (ФОЖ) и циклическое заводнение. Методы увеличения нефтеотдачи пластов (МУН), требующие для своего применения достаточных капитальных затрат, такие как полимерное или щелочное заводнение, закачка в пласт ПАВ или газов в России, применяются ограниченно. В связи с этим одной из важных задач нефтяных компаний является адресный подбор недорогих технологий ОВ и 1Н1, эффективных в данных геолого-технологических условиях, а также оптимизация их сочетания и последовательности применения. Оптимальная последовательность проведения мероприятий по ОВ и 1Н1 в ходе разработки нефтяной залежи определяется ее геологическим строением, свойствами коллекторов и насыщающих флюидов, а также применяемой системой разработки.
Таким образом, разработка технологии проведения водоизоляционных работ в эксплуатационных скважинах на основе современных технических средств и материалов, с учетом особенностей фильтрации флюидов в нефте-, газо- и водонасыщенные участки пласта на сегодняшний день является весьма актуальной задачей.
Отличительной особенностью процесса разработки нефтяных месторождений искусственным заводнением является прогрессирующее обводнение скважин по мере выработки извлекаемых запасов.
На характер обводнения добываемой продукции оказывает влияние множество факторов, связанных, с одной стороны, с геологическим строением и коллекторскими свойствами пласта, физико-химическими свойствами нефти и вытесняющей жидкости, с другой - с применяемой системой размещения скважин, технологией их строительства, режимами эксплуатации. В условиях роста депрессий большое число скважин обводняется из-за прорыва вод по отдельным высокопроницаемым пропласткам эксплуатируемого объекта, нарушения герметичности заколонного пространства, а также из-за подтягивания конусов подошвенной воды. Кроме того, многие залежи нефти приурочены к водонефтяным зонам, где скважины с первых же дней эксплуатации начинают давать обводнённую продукцию.
Преждевременное обводнение скважин уменьшает конечную нефтеотдачу и вызывает большие непроизводительные затраты на добычу, транспортирование попутной воды и на борьбу с коррозией промыслового оборудования. Среди мероприятий, направленных на увеличение добычи нефти и газового конденсата, немаловажная роль отводится ремонтно-изоляционным работам (РИР) в скважинах.
Ремонтно-изоляционные работы (РИР) - работы по перекрытию путей проникновения вод в эксплуатационный объект скважины и отключение от нее отдельных пластов и обводненных интервалов. Эти работы - одно из основных средств по увеличению степени извлечения нефти из пласта.
Целью работы. Выполнение технико-экономического обоснования эффективности
применения технологии ограничения водопритока на Федоровском месторождении.
Технологическая политика по борьбе с обводнением нефтяных скважин в различных компаниях несколько различается. Общим является применение относительно недорогих технологий ограничения водопритока (ОВ) и повышения нефтеотдачи пласта (11Н11), позволяющих без дополнительных капитальных затрат получать прирост добычи нефти за счет снижения обводненности продукции. Сюда вошли потокоотклоняющие технологии, в том числе технологии выравнивания профиля приемистости (В11) нагнетательных скважин, технологии ремонтно-изоляционных работ (РИР) в добывающих скважинах, гидродинамические методы 1Н1, наиболее распространенными из которых являются форсирование отборов жидкости (ФОЖ) и циклическое заводнение. Методы увеличения нефтеотдачи пластов (МУН), требующие для своего применения достаточных капитальных затрат, такие как полимерное или щелочное заводнение, закачка в пласт ПАВ или газов в России, применяются ограниченно. В связи с этим одной из важных задач нефтяных компаний является адресный подбор недорогих технологий ОВ и 1Н1, эффективных в данных геолого-технологических условиях, а также оптимизация их сочетания и последовательности применения. Оптимальная последовательность проведения мероприятий по ОВ и 1Н1 в ходе разработки нефтяной залежи определяется ее геологическим строением, свойствами коллекторов и насыщающих флюидов, а также применяемой системой разработки.
Таким образом, разработка технологии проведения водоизоляционных работ в эксплуатационных скважинах на основе современных технических средств и материалов, с учетом особенностей фильтрации флюидов в нефте-, газо- и водонасыщенные участки пласта на сегодняшний день является весьма актуальной задачей.
Отличительной особенностью процесса разработки нефтяных месторождений искусственным заводнением является прогрессирующее обводнение скважин по мере выработки извлекаемых запасов.
На характер обводнения добываемой продукции оказывает влияние множество факторов, связанных, с одной стороны, с геологическим строением и коллекторскими свойствами пласта, физико-химическими свойствами нефти и вытесняющей жидкости, с другой - с применяемой системой размещения скважин, технологией их строительства, режимами эксплуатации. В условиях роста депрессий большое число скважин обводняется из-за прорыва вод по отдельным высокопроницаемым пропласткам эксплуатируемого объекта, нарушения герметичности заколонного пространства, а также из-за подтягивания конусов подошвенной воды. Кроме того, многие залежи нефти приурочены к водонефтяным зонам, где скважины с первых же дней эксплуатации начинают давать обводнённую продукцию.
Преждевременное обводнение скважин уменьшает конечную нефтеотдачу и вызывает большие непроизводительные затраты на добычу, транспортирование попутной воды и на борьбу с коррозией промыслового оборудования. Среди мероприятий, направленных на увеличение добычи нефти и газового конденсата, немаловажная роль отводится ремонтно-изоляционным работам (РИР) в скважинах.
Ремонтно-изоляционные работы (РИР) - работы по перекрытию путей проникновения вод в эксплуатационный объект скважины и отключение от нее отдельных пластов и обводненных интервалов. Эти работы - одно из основных средств по увеличению степени извлечения нефти из пласта.
Целью работы. Выполнение технико-экономического обоснования эффективности
применения технологии ограничения водопритока на Федоровском месторождении.
Проблема изоляции водопритоков является составной частью рациональной разработки нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений. Ограничение водопритока и изоляция вод оказывает существенное влияние на степень извлечения нефти, газа и газового конденсата из недр.
Основным материалом для изоляции притока вод является тампонажный цемент, однако успешность процессов с использованием цементных систем невелика из-за низкой фильтруемости в мелкие поры и микротрещины пласта, растрескивание изолирующего камня и др.
К настоящему времени разработано множество водоизолирующих составов на основе синтетических смол, полимеров, латексов, кремнийорганических соединений, ПАВ и др., обладающих рядом преимуществ перед цементными растворами.
Несмотря на большое число тампонажных материалов на основе химических реагентов, их применение на промыслах ограничено из-за недостаточной изученности физико-химических процессов оборудования водоизолирующей массы в пластовых условиях.
В настоящее время научные исследования и промышленные испытания ведутся в двух направлениях:
1) совершенствование цементных растворов;
2) совершенствование физических и физико-химических методов ограничения водопритока и изоляции вод, основанных на использовании химических реагентов.
Актуальными становятся исследования по определению эффективных методов водоизоляции и повышения продуктивности скважин. К настоящему времени разработано множество технологий увеличения степени извлечения нефти. Но их применение ограничено и недостаточно эффективно из-за отсутствия информации о процессах, происходящих в залежах при вытеснении нефти водой. С учетом конкретных геолого-технических условий индикаторный метод контроля распределения фильтрационных потоков в пласте позволяет определить скорость и направление движения воды и выявить рациональные способы воздействия на нефтенасыщенные горизонты.
Основным материалом для изоляции притока вод является тампонажный цемент, однако успешность процессов с использованием цементных систем невелика из-за низкой фильтруемости в мелкие поры и микротрещины пласта, растрескивание изолирующего камня и др.
К настоящему времени разработано множество водоизолирующих составов на основе синтетических смол, полимеров, латексов, кремнийорганических соединений, ПАВ и др., обладающих рядом преимуществ перед цементными растворами.
Несмотря на большое число тампонажных материалов на основе химических реагентов, их применение на промыслах ограничено из-за недостаточной изученности физико-химических процессов оборудования водоизолирующей массы в пластовых условиях.
В настоящее время научные исследования и промышленные испытания ведутся в двух направлениях:
1) совершенствование цементных растворов;
2) совершенствование физических и физико-химических методов ограничения водопритока и изоляции вод, основанных на использовании химических реагентов.
Актуальными становятся исследования по определению эффективных методов водоизоляции и повышения продуктивности скважин. К настоящему времени разработано множество технологий увеличения степени извлечения нефти. Но их применение ограничено и недостаточно эффективно из-за отсутствия информации о процессах, происходящих в залежах при вытеснении нефти водой. С учетом конкретных геолого-технических условий индикаторный метод контроля распределения фильтрационных потоков в пласте позволяет определить скорость и направление движения воды и выявить рациональные способы воздействия на нефтенасыщенные горизонты.