Исследование и разработка технологии кумулятивно-волнового воздействия при вскрытии продуктивных пластов и освоении скважин

• Автор: Шакирова, Лейла Рустамовна
• Шифр специальности: 25.00.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 135 с. : ил.

Содержание работы
Введение
Актуальность работы
Цель работы
Основные задачи исследований
Научная новизна работы
Основные защищаемые положения
Достоверность научных положений
Практическая ценность работы
Апробация работы
Публикации
Объем и структура работы
ГЛАВА I. Анализ современного состояния качества вскрытия продуктивных пластов и освоения скважин в осложненных геолого-технических условиях. Постановка задачи исследований
1.1. Анализ современного состояния и проблемы качества вскрытия продуктивных пластов и освоения скважин
1.2. Состояние проблемы освоения скважин на основе перфорационных технологий вскрытия продуктивных пластов
1.3. Информационное обеспечение кумулятивного воздействия на призабойную зону продуктивного пласта и оценка качества его вскрытия
1.4. Принципы построения технологической схемы вскрытия продуктивных пластов и освоения скважин на основе кумулятивно -
волнового воздействия
Постановка задач исследований
ГЛАВА П. Научно-методические основы технологии кумулятивноволнового воздействия на продуктивный пласт при заканчивании
и освоении скважин
2.1. Математическое моделирование призабойной зоны продуктивного пласта при кумулятивно-волновом воздействии
2.2. Математическое моделирование термогидродинамических полей
при вторичном вскрытии продуктивных пластов
2.3. Математическое моделирование ударно-волновых полей при кумулятивной перфорации
2.4. Моделирование тепловых полей после перфорации колонны с учетом конвективного движения жидкости
2.5. Разработка методологии измерений тепловых полей при оценке качества заканчивания скважин
2.6. Принципы интерпретации данных термометрии при исследовании интервалов перфорации скважин
Выводы
ГЛАВА Ш. Разработка аппаратно-программного комплекса и
технологии управления кумулятивно-волновым воздействием
при вскрытии продуктивных пластов и освоении скважин
3.1. Принципы построения аппаратно-программного комплекса и технологических средств для реализации управляемого вскрытия продуктивных пластов и освоения скважин
3.2. Разработка программного обеспечения для комплекса управления вторичным вскрытием продуктивных пластов и освоением скважин
3.3. Разработка технологии контроля и управления кумулятивно-волновым воздействием при вторичном вскрытии продуктивных пластов
и освоении скважин
3.4. Экспериментальные работы по управлению технологиями вторичного вскрытия 1111 и освоения скважин
Выводы
ГЛАВА IV. Опытно-промышленное применение и внедрение технологии кумулятивного воздействия при вскрытии продуктивных пластов и освоении скважин
4.1. Результаты оценки состояния призабойной зоны пласта по данным термогидродинамических исследований
4.2. Результаты опробования и внедрения термогидродинамических исследований при перфорации колонны
4.3. Результаты опробования и внедрения оценки гидродинамических параметров продуктивных пластов при реализации технологии управляемого освоения скважин
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Литература
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение

Введение
Актуальность работы
Современный этап развития общества отличается огромной зависимостью экономики от наличия и доступности углеводородного сырья (УВС). Учитывая, что месторождения на небольших глубинах в большинстве своем истощены и находятся на поздней стадии разработки, в разработку вовлекаются глубокозалегающие залежи нефти и газа на континенте и шельфе северных морей, а это приводит к резкому удорожанию строительства скважин. При высокой стоимости бурения глубоких разведочных и эксплуатационных скважин первоочередными задачами являются проблемы безаварийной проводки ствола и оптимального заканчивания при эффективном вскрытии продуктивных пластов-коллекторов. Те же задачи актуальны для многопластовых и сложнопостроенных месторождений с трудноизвлекаемыми запасами УВС, особенно тогда, когда в результате заводнения обводненность продукции превышает 80-90 %.
Значительные возможности повышения эффективности заканчивания и освоения скважин в осложненных геолого-технических условиях содержатся в новом научном направлении - комплексировании и параллельнопоследовательном воздействии волновых, физико-химических и тепловых полей на призабойную зону пласта (ПЗП) и продуктивный пласт в целом.
Как показали предварительные исследования, кумулятивно-волновое воздействие на пласт возникает при вторичном вскрытии взрывными перфораторами, при котором кумулятивные струи пробивают каналы в обсадной колонне и пласте, а ударные волны, возникающие от взрыва зарядов перфоратора, воздействуют на крепь скважины и заколонное пространство. Известно, что под действием интенсивных ударных волн от срабатывания кумулятивных перфораторов в интервале вскрытия возможны изменения околоскважинного пространства (дилатансия породы), приводящие к резкому снижению фазовой проницаемости пласта.
Также известно, что ультразвуковая обработка вскрытого интервала способствует очищению ПЗП и позволяет интенсифицировать приток. Необходимо также учитывать, что кумулятивная струя является струей высокого давления, которая за счет кинетических параметров составляющих ее частиц продавливает канал в породе, нарушая ее цельность и создавая уплотнения по стенке канала, а ударная волна, сопровождающая этот процесс, «встряхивает» скелет породы и способствует трещинообразованию сформировавшихся уплотненных зон.

I. Скин-эффекты Бб, Бп, 5Т, равны нулю, т. е. нет ухудшения проницаемости как в призабойной зоне пласта, так и вокруг перфорационных каналов; приток в перфорационные каналы носит ламинарный характер, подчиняясь линейному закону фильтрации Дарси.
В этом случае ср = 1 при Сх + С2 = 0.
Известно, что Сг = 0 при перфорации всей нефтенасыщенной толщи пласта:
С2= f (*ук и п)

и 1к - диаметр и длинна перфорационного канала;
п - плотность перфорации, отв/м.
Диаметр перфорационного канала, если он не меньше 6-8 мм (а это обеспечивают практически все перфораторы), не влияет на величину С2.
Из графиков Щурова В. И. следует, что если 1к = 150 200 мм и п = 12 ч-
14 отв/м, то С2 = 0 , следовательно , <р = 1. Из чего вытекает, что если скважина не имеет загрязненной зоны, перфорирована на депрессии, т. е. вокруг каналов нет зоны пониженной проницаемости и приток в скважину подчиняется линейному закону фильтрации Дарси, то оптимальными параметрами перфорации являются:
(1к - не менее 6 + 8мм, 1к = 150 + 200 мм, п = 12 14 отв/м.
Для сравнения оценим величину <р для скважины перфорированной сверлящим перфоратором имеющим 1^ = 10 мм (выход сверла - 45 мм за минусом стальной трубы 5=10 мм и цементного кольца б = 25 мм) и плотность перфорации п = 4 отв/м. Если приток происходит из зоны радиусом Ик = 300м к скважине радиусом гс = 0,1 м, то основные фильтрационные сопротивления (числитель в формуле 1) составляют « 8,0 у. е. Величина С2 для этого случая составляет * 20 у. е., т. е. ф = 0, 3. Если же выход сверла - 70 мм, то 1к = 35 мм, С2 = 10 и ф = 0,44.
Следовательно, с гидродинамической точки зрения, сверлящие перфораторы без кратного увеличения выхода сверла в принципе не могут обеспечить качественную связь скважины даже с незагрязненным пластом.
П. Пласт эксплуатируется открытым стволом, но имеет зону пониженной проницаемости:
1п Лк/гс
ф ------------- , (2)
у 1пЛк /Гс+Зб ’ ^ ’

5б = {К/К! -1} 1п Лх/Гс,
К — проницаемость незагрязненной части пласта.