Гидродинамическое обоснование применения газожидкостных смесей для вскрытия пластов с аномально низкими давлениями

• Автор: Турицына, Мария Владимировна
• Шифр специальности: 25.00.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 142 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА ПЕРВИЧНОГО ВСКРЫТИЯ ПРОДУКТИВНЫХ ПЛАСТОВ С АНОМАЛЬНО НИЗКИМИ ПЛАСТОВЫМИ ДАВЛЕНИЯМИ
1.1. Анализ и оценка геологии продуктивных горизонтов
1.2. Анализ и оценка существующих технологий и технических средств первичного вскрытия продуктивных пластов
1.3. Анализ применяемых буровых растворов для первичного вскрытия
продуктивных пластов
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Методы оценки ПАВ и их композиций
лабораторные приборы и материалы
2.2. Лабораторно-технологические параметры газожидкостной промывочной смеси и принципы их определения
2.3. Методика обработки экспериментальных данных
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ, РАЗРАБОТКА И РЕГЛАМЕНТАЦИЯ КОМПОЗИЦИЙ ПАВ, СОСТАВОВ И ПАРАМЕТРОВ ГЖС ДЛЯ КОНКРЕТНЫХ ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ПЕРВИЧНОГО ВСКРЫТИЯ ПРОДУКТИВНЫХ ПЛАСТОВ
3.1. Общие представления
3.2. Обоснование выбора поверхностно-активных веществ и их комплексов для создания газожидкостных промывочных смесей
3.3. Исследования свойств поверхностно-активных веществ и их комплексов в составе ГЖС
3.4. Квалиметрия газожидкостных промывочных смесей
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

ГЛАВА 4. ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРОМЫВКИ СКВАЖИНЫ ГАЗОЖИДКОСТНЫМИ СМЕСЯМИ В УСЛОВИЯХ АНОМАЛЬНО НИЗКИХ ПЛАСТОВЫХ ДАВЛЕНИЙ
4.1. Разработка модифицированной математической модели расчета промывки скважин газожидкостными смесями
4.2. Стендовые исследования гидродинамики процесса вскрытия продуктивного горизонта
4.3. Исследование влияния различных факторов на промывку скважины
газожидкостными смесями
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ГЛАВА 5. ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ И ОПЫТНОПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ОЦЕНКА ПРЕДЛАГАЕМЫХ НОВЫХ ГАЗОЖИДКОСТНЫХ СМЕСЕЙ ДЛЯ ПРОМЫВКИ СКВАЖИН В УСЛОВИЯХ АНОМАЛЬНО НИЗКИХ ПЛАСТОВЫХ ДАВЛЕНИЙ
5.1. Экологическая оценка газожидкостных смесей
5.2. Экономическая оценка предлагаемых новых газожидкостных смесей для промывки скважин в условиях аномально низких пластовых давлений
5.3. Опытно-производственная оценка эффективности применения
предлагаемых газожидкостных смесей
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ А

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы диссертации. Анализ современного состояния бурения и заканчивания скважин показывает, что с каждым годом, по мере разработки и эксплуатации месторождений нефти и газа, наблюдается истощение их запасов, снижение пластовых давлений, что требует применения щадящих технологий вскрытия продуктивного пласта. Кроме того, ведется все более активное освоение месторождений Восточной Сибири, большая часть которых имеет низкие (например, Ярактинское месторождение, ярактинский горизонт, коэффициент аномальности (отношение пластового давления к гидростатическому) Кд=0,94; Дулисьминское - парфеновский горизонт, Кд=0,94) и даже аномально низкие (Среднеботуобинское — Ботуобинский горизонт, Кд=0,78; Тас-Юряхское - Восточный блок, КА=0,75, и Западный блок, Кд=0,78; Иреляхское - ботуобинский и улаханский горизонты, КА=0,79) пластовые давления (АНГТД).
Качественное первичное вскрытие таких горизонтов с сохранением начальных фильтрационно-емкостных характеристик призабойной зоны пласта рекомендуется осуществлять путем поддержания системы «скважина — пласт» в равновесии или при минимальной депрессии на пласт, что обеспечивается за счет применения очистных агентов пониженной плотности (вплоть до 400-600 кг/м3), в противном случае некачественные операции по вскрытию продуктивного пласта могут привести к его кольматации и, как следствие, снижению дебита скважины.
Учеными и специалистами, работавшими над проблемой вскрытия пластов с пониженными давлениями, предлагались различные способы решения проблемы: гидродинамическая обработка стенок скважины; вскрытие пласта с применением полимер-эмульсионных растворов (в т.ч. на нефтяной основе) и с продувкой газами; применение газожидкостных смесей. Однако эти разработки не всегда являлись в конечном счете эффективными или были не до конца разработанными.

использование осложнено их всплыванием на поверхность за счет низкого коэффициента трения.
• Буровые растворы, содержащие афроны.
Афроны - это включенные в состав бурового раствора микроскопические пузырьки воздуха диаметром 20-200 мкм, защищенные двухслойной оболочкой поверхностно-активных веществ (ПАВ) с прослойкой загущенной полимерами воды. В отличие от пен, где окруженные мономолекулярным слоем ПАВ газовые пузырьки имеют гидрофильную поверхность, поверхность афронов гидрофобна, благодаря чему отдельные афроны могут объединяться в конгломераты, не сливаясь. При этом конгломераты десятков афронов обладают теми же свойствами, что и отдельные афроны. Газовое ядро афронов находится под избыточным давлением, препятствующим их сжатию и схлопыванию под действием внешнего давления. Таким образом, афроны и их конгломераты сохраняют свою структуру в забойных условиях и, обладая упругостью, способны кольматировать практически любые продуктивные или поглощающие пласты -от низкопроницаемых глинизированных песчаников до трещиноватых известняков с проницаемостью в несколько Дарси.
Использующий афроны буровой раствор, получивший название АрЬгопГСБ, обладает многими преимуществами перед другими растворами для вскрытия истощенных горизонтов.
Обладая плотностью, равной или чуть больше плотности воды, АрЬгопЮБ позволяет полностью устранить потери и поглощения раствора в проницаемых горизонтах при коэффициенте аномальности пластового давления вплоть до 0,15. Фильтратоотдача раствора в забойных условиях практически не зависит от значения репрессии и времени контакта раствора с коллектором, что обусловливает минимальную величину скин-эффекта.
Непроницаемый воздушный барьер формируется внутри коллектора, а не на его поверхности, как фильтрационная корка обычных буровых растворов, что