Технологии и реагенты, применяемые для интенсификации притока газа

Технологии и реагенты, применяемые для интенсификации притока газа Technology and the reagents used to intensify the flow of gas

Умарбеков Рахимбек Отабек угли,

РГУ нефти и газа

Umarbekov Rakhimbek Otabek ugli Аннотация. Цель работы - рассмотреть особенности технологий и реагентов, применяемых для интенсификации притока газа. В работе рассмотрены различные методы для интенсификации притока газа в различных геолого-промысловых условиях, определены факторы, оказывающие влияние на успешность их проведения. Отмечается, что различные методы будут иметь эффективность при определенных условиях. Так, эффективность химического воздействия высока, если оно применяется в слабопроницаемых карбонатных коллекторах, а также в сцементированных песчаниках, куда входят карбонатные цементирующие вещества. Физические методы целесообразно применять для удаления из призабойной зоны скважины остаточной воды, а также твердых мелкодисперсных частиц, это позволяет увеличить проницаемость пород, по нефти. Тепловыми методами воздействия удаляют со стенок поровых каналов парафин и смолы, а также интенсифицируют химические методы обработки призабойных зон.

Применение методов интенсификации притока газа требует тщательного подхода к проведению лабораторных экспериментов, подбору химических реактивов и технологий, которые повысят вероятность улучшения фильтрационно-емкостных свойств призабойной зоны и не навредят нефтепромысловому оборудованию и технике.

Автором отмечено, что важное значение в концептуальном подходе к методам обработки призабойной зоны скважин в карбонатных коллекторах имеет проблема выбора последовательности применения того или иного физико-химического воздействия на продуктивный пласт. Выбор методов и последовательности физико-химического воздействия на продуктивный пласт представляет собой стратегию использования технологии воздействия на скважину, начиная с момента ввода ее в эксплуатацию и заканчивая поздней стадией разработки залежи, когда необходимо поддержать рентабельный уровень добычи и максимально возможный коэффициент газоотдачи.

Summary. The purpose of this work is to consider the features of technologies and reagents used to intensify the flow of gas. The paper considers various methods for intensifying gas inflow in various geological and field conditions, and identifies factors that influence the success of their implementation. It is noted that different methods will be effective under certain conditions. Thus, the effectiveness of chemical action is high if it is used in weakly permeable carbonate reservoirs, as well as in cemented sandstones, which include carbonate cementing substances. It is advisable to use physical methods to remove residual water from the bottom-hole zone of the well, as well as solid fine particles, this allows increasing the permeability of rocks to oil. Paraffin and resins are removed from the walls of pore channels by thermal methods of exposure, and chemical methods of treatment of bottom-hole zones are intensified

The use of gas inflow intensification methods requires a careful approach to conducting laboratory experiments, selecting chemical reagents and technologies that will increase the likelihood of improving the filtration and reservoir properties of the bottom-hole zone and will not harm oilfield equipment and equipment.

The author notes that the problem of choosing the sequence of application of a particular physical and chemical influence on the productive formation is important in the conceptual approach to the methods of processing the bottom-hole zone of wells in carbonate reservoirs. The choice of methods and sequence of physico-chemical effects on the producing formation is a strategy for the use of technology impacts on the borehole, starting from the moment of its commissioning and ending with the late stage of field development, when it is necessary to maintain a profitable level of production and maximum possible rate of recovery. Ключевые слова: реагенты, технологии, газ, интенсификация притока. Keywords: reagents, technologies, gas, inflow intensification.

Введение. Актуализация проблемы связанной с интенсификацией притока газа в последний период связана со снижением его добычи почти во всех газоносных регионах нашей страны. В качестве средств повышения эффективности добычи газа могут быть применены технологии вызова и интенсификации притока газа из продуктивных коллекторов, имеющих низкую проницаемость, а также коллекторов, которые изменили свои фильтрационные свойства в процессе вскрытия пластов и проведения промысловых операциях на скважинах. Чаще всего продуктивность пластов снижается из-за работы глинистых минералов как самого пласта-коллектора, так и привнесенных [1].

Крупномасштабные работы проводятся сегодня в области освоения методов интенсификации притока газа к скважинам и увеличения газоотдачи коллекторов. При

этом, у специалистов газовой промышленностью сегодня есть еще ряд нерешенных проблем, связанных с увеличением эффективности эксплуатации залежей газа. Достаточно сложной задачей выступает организация процесса повышения нефте — и газоотдачи пластов.

Цель данной работы - рассмотреть технологии и реагенты, применяемые для интенсификации притока газа.

Материалы и методы. Чтобы увеличить суммарный объем добычи газа из пласта, поддержать темп добычи и улучшить качество добываемой продукции, необходимо проведение работы по интенсификации притока. Цель воздействия - восстановить и улучшить фильтрационную характеристику призабойной зоны, увеличив ее проницаемость и снизив вязкость флюидов, а также темпы обводнения добывающих скважин. Улучшения проницаемости пород призабойной зоны скважин добиваются, искусственно увеличивая число размеров дренажных каналов, трещиноватость пород, а также удаляя парафин, смолы и грязь, которые осели на стенках поровых каналов [2].

Указанную выше работу проводят химическими, физическими и тепловыми методами, и нередко данные методы применяют в сочетании друг с другом.

Определение оптимального метода воздействия осуществляют, учитывая пластовые условия. Так, эффективность химического воздействия высока, если оно применяется в слабопроницаемых карбонатных коллекторах, а также в сцементированных песчаниках, куда входят карбонатные цементирующие вещества.

Посредством физических методов удаляют из призабойной зоны скважины остаточную воду, а также твердые мелкодисперсные частицы, это позволяет увеличить проницаемость пород, по нефти.

Посредством тепловых методов воздействия удаляют со стенок поровых каналов парафин и смолы, а также интенсифицируют химические методы обработки призабойных зон. Чаще всего применяют солянокислотную (СКО) и глинокислотную (ГКО) обработку.

Принцип действия СКО основан на способности соляной кислоты проникать в глубь пласта и растворять карбонатные породы. В результате на значительное расстояние от ствола скважин простирается сеть расширенных каналов, что служит увеличению фильтрационных свойств пласта и повышает продуктивность скважин [3].

Эффективность глинокислотной обработки (ГКО) наиболее высока на коллекторах, которые сложены из песчаников с глинистым цементом, она состоит из смеси плавиковой и соляной кислот. В результате взаимодействия ГКО с песчаником или песчано-глинистой породой происходит растворение глинистых фракций и частично

кварцевого песка. Глиной утрачивается пластичность и способность к разбуханию, а ее взвесь в воде теряет свойство коллоидного раствора.

Пенокислотную обработку скважин применяют для увеличения дальности проникновения соляной кислоты в глубь пласта, что способствует повышению эффективности обработок. Суть способа заключена в следующем: в призабойную зону пласта вводят не обычную кислоту, а аэрированный раствор поверхностно-активных веществ (ПАВ) в соляной кислоте.

При термокислотной обработке выделяют две фазы: сначала проводят тепловую обработку забоя скважины, а после осуществляют кислотную обработку. Для термокислотной обработки нагрева раствора соляной кислоты осуществляется посредством проведения тепло экзотермической реакции, которая проводится с применением специального забойного наконечника со стержневым магнием. Окончательная температура раствора после реакции составляет 75 - 900С.

Чтобы осушить призабойную зону и растворить АСПО, применяют ее обрабатывают при помощи ацетона и растворителя типа ШФЛУ.

В группу физических методов включают:

- дополнительную перфорацию и перестрел старых интервалов;

- применениеакустического воздействия;

- применениевибровоздействия [4].

В процессе прогрева призабойной зоны происходит расплавление парафинисто-смолистых веществ, которые выносятся потоком газа на поверхность. Это способствует улучшению фильтрационной способности породы в призабойной зоне, снижает вязкость и увеличивает подвижность газа, чем также облегчаются условия его продвижения в пласте.

Призабойная зона прогревается с помощью глубинных электронагревателей и газонагревателей, нефтепродуктов, воды и пара, а также посредством термохимического воздействия.

Результаты. Большая часть месторождений находятся на поздних стадиях разработки и имеют значительную выработку запасов высокопродуктивных залежей, а также высокую обводненность. Во время длительной эксплуатации скважин ухудшаются коллекторские свойства призабойной зоны пласта: в пласт попадает солевой раствор при глушении скважин, происходит отложение асфальто-смолисто-парафиновых веществ и прочее.

По этой причине только повышение эффективности разработки месторождений позволяет достичь проектных уровней добычи газа, и по этой причине

проводят большой объем работ по повышению газоотдачи и увеличению производительности скважин [5].

Для повышения газоотдачи пласта пользуются:

- гидродинамическими методами;

- физико-химическимиметодами;

- тепловыми, микробиологическими и другими методами.

Особенно широко применяют две первые группы методов, которые необходимо рассмотреть подробно.

К гидродинамическим методам относятся:

- нестационарное заводнение;

- форсированныйотбор жидкости;

- вовлечениев разработку недренируемых запасов;

- барьерноеи очаговое заводнение.

В процессе нестационарного заводнения проводят циклическое заводнение или изменение направления фильтрационных потоков. Данные методы достаточно экономичны и поэтому получили широкое развитие.

Основанием методов выступает периодическое изменение режима работы залежи, когда прекращается и возобновляется закачка воды и отбор, за счет чего обеспечивается более полное использование капиллярных и гидродинамических сил. Это позволяет воде внедриться в зоны пласта, ранее не охваченные воздействием [6].

Форсированный отбор жидкости применяют на поздней стадии разработки, когда процент обводненности составляет более 75%. При этом рост газоотдачи обеспечивается за счет повышения градиента давления и скорости фильтрации. Данный метод позволяет вовлечь в разработку участки пласта, которые не охвачены заводнением. Чтобы осуществить форсированный отбор, необходимо использовать насосы высокой подачи или газлифт.

Очаговое заводнение выступает дополнением к уже осуществленной системе законтурного заводнения или внутриконтурного. При этом группы нагнетательных скважин размещают на участках пласта, которые отстают по интенсивности использования запасов газа [7].

Одним из наиболее перспективных методов повышения газоотдачи пластов является использование физико-химических методов. В качестве одного из таких методов выступает гидравлический разрыв пласта (ГРП). Он позволяет оказать воздействие не только на призабойную зону пласта, но и повышает газоотдачу. При ГРП формируется

система глубокопроникающих трещин, это увеличивает дренируемую скважиной зону и повышает производительность скважин.

Также среди рассматриваемых методов успешно применяют полимерное заводнение. За счет получения композиций полимеров в сочетании с различными реагентами существенно расширяется диапазон применения полимеров. Применение полимеров в процессах увеличения нефтеотдачи пластов позволяет выровнять неоднородность продуктивных пластов и повысить охват при заводнении [7].

В качестве довольно эффективного метода физико-химического воздействия на пласт выступает щелочное заводнение, которое основано на снижении поверхностного натяжения на границе нефти с раствором щелочи. При этом образуются стойкие водонефтяные эмульсии, имеющие высокую вязкость, которые способны к выравниванию подвижности вытесняемого и вытесняющего агентов.

На завершающих стадиях разработки очень эффективным методом выступает ограничение притоков пластовой и закачиваемой воды. С этой целью применяют ремонтно-изоляционные работы, позволяющие не только уменьшить обводненность продукции, но и повысить охват пласта процессом выработки запасов. Чаще всего применяют изоляцию цементом обводненных пропластков или ликвидацию заколонной циркуляции. Вариантами этого метода следует считать применение кремнийорганических соединений (продукт 119-204, Акор), закачку силиката натрия (жидкого стекла), волокнисто- и полимернаполненных дисперсных систем (ВДС и ПНДС).

Среди экологически чистых технологий повышения газоотдачи следует назвать метод микробиологического воздействия на пласт. Если химические реагенты теряют активность в результате разбавления их пластовыми водами, то микроорганизмы способны саморазвиваться, то есть размножаться и усиливать свою биохимическую активность с учетом физико-химических условий среды.

Обсуждение. Среди наиболее перспективных технологий интенсификации добычи газа следует назвать кислотную обработку призабойной зоны. Ее применяют для воздействия кислотой на карбонатные породы, слагающие продуктивный пласт для того, чтобы увеличить его проницаемость. Для применения указанной технологии применяют колтюбинговую установку,установку для кислотной обработки скважин, имеющую специализированный насос, емкость для запаса кислоты, а также кислоту.

Для выполнения указанной операции гибкая труба, при обеспечении непрерывной циркуляции воды, спускается на глубину перфорации. После в скважину через нее вводят расчетный объем кислоты и продавливают ее в пласт. Когда осуществляется закачка и

продавка кислоты, необходимо закрыть выкидную задвижку на арматуре колонны лифтовых труб, это позволит обеспечить проникновение реагента через перфорационные отверстия в пласт [8].

Для качественного выполнения данного процесса необходима максимально возможная подача жидкости. По окончании выдерживания скважины под давлением в течение определенного периода времени реакции кислоты с породой продуктивного пласта выкидная задвижка открывается, гибкая труба приподнимается и производится вызов притока [9].

Как было указано выше, чтобы интенсифицировать приток газа к забою скважины, которая вскрывает низкопроницаемые коллекторы, нужно создать в их призабойной зоне систему трещин. Чтобы раскрыть естественные микротрещины и создать новые, в материале призабойной зоны пласта создается давление, которое должно превысить прочность слагающего его материала. Этого можно достичь, закачав технологическую жидкость в продуктивный пласт с расходом, по своей величине превышающим расход жидкости, поглощаемой пластом. Когда образовавшиеся трещины зафиксированы посредством нагнетания в них песка, происходит существенное снижение гидравлического сопротивления призабойной зоны, что увеличивает и дебит скважины [10].

Для интенсификации притока газа также применяют колтюбинговые волновые технологии, которые включают применение гидродинамических генераторов. Указанные генераторы создают низкочастотные колебания достаточно высокой амплитуды, при этом, расход прокачиваемой через них жидкости сравнительно мал. Данные технологии именуются колтюбинговыми волновыми технологиями, с их помощью проводят очистку забоя от отложений, свабирование, обработке ПЗП, обработке горизонтальных скважин и боковых стволов, также такая технология позволяет ограничить водопоглощение и выровнять профили приемистости [8].

Данная технология позволяет существенно снизить материально-временные затраты при проведении работ, повысить эффективность промывок НКТ и забоя скважин, позволяет осуществлять непрерывную поинтервальную обработку ПЗП, а также повышает охват пласта воздействием как по толщине, так и по простиранию.

Выводы. Таким образом, были рассмотрены различные методы для интенсификации притока газа в различных геолого-промысловых условиях, а также определены факторы, оказывающие влияние на успешность их проведения. Важное значение в концептуальном подходе к методам обработки призабойной зоны скважин в карбонатных коллекторах

имеет проблема выбора последовательности применения того или иного физико-химического воздействия на продуктивный пласт. Выбор последовательности физико-химического воздействия на продуктивный пласт представляет собой стратегию использования технологии кислотного воздействия на скважину, начиная с момента ввода ее в эксплуатацию и заканчивая поздней стадией разработки залежи, когда необходимо поддержать рентабельный уровень добычи и максимально возможный коэффициент газоотдачи.

Список использованной литературы

1. Ахметов Р.Р. Работы по интенсификации притоков в процессе ГРР по Территориальной программе на нераспределенном фонде недр ХМАО [Электронный ресурс] / Р.Р. Ахметов, В.П. Лицкий, Е.А. Тепляков // Вестник недропользователя Ханты-Мансийского автономного округа. - 2001. - № 7. - Режим доступа: http://www.oilnews.ru/7-7/raboty-po-intensifikacii-pritokov-v-processe-grr-poterritorialnoj-programme-na-neraspredelennom-fonde-nedr-xmao/

2. Гладков Е.А. Применение технологии Plug&Рerf в Западной Сибири при разработке низкопроницаемых коллекторов / Е.А. Гладков, Е.Е. Гладкова, Е.Г. Карпова // Нефтепромысловое дело. - 2015. - № 5. - С. 30-33.

3. Коршак А.А. Основы нефтегазового дела: Учебник для вузов. - 3-е изд., испр. и доп. / А.А. Коршак, А.М. Шаммазов. - Уфа.: ООО «ДизайнПолиграфСервис», 2005. - 528 c.

4. Паникаровский Е.В., Паникаровский В.В., Клещенко И.И..Перспективы использования физико-химических методов для увеличения продуктивности скважин // Нефтепромысловое дело. - 2006. - №3. - С. 20-25.

5. Галеев Р.Р. Выбор оптимальной системы разработки низкопроницаемых пластов с применением горизонтальных скважин с множественными трещинами гидроразрыва / Р.Р. Галеев, А.М. Зорин, А.В. Колонских, Г.И. Хабибуллин, Т.Р. Мусабиров, И.В. Судеев // Нефтяное хозяйство. - 2013. - № 10. - С. 62-65.

6. Евсеев В.В. Анализ эффективности кислотных обработок низкопроницаемых терригенных коллекторов месторождений Томской области / В.В. Евсеев, А.А. Аноп, Е.А. Жуковская, Р.В. Татарчук // Научно-технический вестник ОАО "НК "Роснефть». - 2012. -№ 4. - С. 26-29. 36. Зайцев Ю.В. Кислотная обработка песчаных коллекторов / Ю.В. Зайцев. - Москва: Недра, 1972. - 173 c.

7. Бабаян Э.В. Повышение эффективности выбора рабочего агента для обработки призабойной зоны пласта / Э.В. Бабаян, М.Н. Шурыгин, В.Н. Яковенко // Нефтяное хозяйство. - 1999. - № 3. - С. 30-32.

8. Казбулатов И.Г. Многостадийный гидроразрыв пласта в горизонтальных скважинах в комплексе с микросейсмическим мониторингом и кросс-дипольным акустическим каротажем / И.Г. Казбулатов, А.В. Рубцова, Р.Р. Юнусов, Н.А. Веремко, В.В. Волянская // Нефтяное хозяйство. - 2014. - № 9. - С. 93-95.

9. Рудой В.С., Жданова С.А. Повышение эффективности разработки месторождений с трудноизвлекаемыми запасами // Сб. научн. тр. ВНИИнефть. 2005. Вып. 132. C. 135-145

10. Мищенко И.Т. Скважинная добыча нефти. М.: Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2003. 816 с. Информация об авторах: Умарбеков Рахимбек Отабек угли, Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина. Москва,Россия .магистрант

References

1. Akhmetov R. R. Works on the intensification of tributaries in the process of exploration under the Territorial program on the undistributed Fund of the subsoil of the KHMAO [Electronic resource] / R. R. Akhmetov, V. p. Litsky, E. A. Teplyakov // Bulletin of the Khanty-Mansi Autonomous Okrug subsoil user. — 2001. — no. 7. — access Mode: http://www.oilnews.ru/7-7/raboty-po-intensifikacii-pritokov-v-processe-grr-poterritorialnoj-programme-na-neraspredelennom-fonde-nedr-xmao/

2. Gladkov E. A. Application of Plug& Rerf technology in Western Siberia in the development of low-permeability reservoirs / E. A. Gladkov, E. E. Gladkova, E. G. Karpova / / Neftepromyslovoe Delo. — 2015. — № 5. — Pp. 30-33.

3. Korshak A. A. Fundamentals of oil and gas business: Textbook for universities. — 3rd ed., ISPR. and add. / A. A. Korshak, a.m. Shammazov. — Ufa: Designpoligrafservice LLC, 2005. — 528 p.

4. Panikarovsky E. V., Panikarovsky V. V., kleshchenko I. I. Prospects for using physical and chemical methods to increase the productivity of wells / / Neftepromyslovoe Delo. — 2006. — no. 3. — P. 20-25.

5. Galeev R. R. Selection of the optimal system for developing low-permeability reservoirs using horizontal wells with multiple fractures of hydraulic fracturing / R. R. Galeev, a.m. Zorin, A.V. Kolonskikh, G. I. Khabibullin, T. R. Musabirov, I. V. Sudeev / / Oil economy. — 2013. — no. 10. — Pp. 62-65.

6. Evseev V. V. Analysis of the efficiency of acid treatments of low-permeable terrigenous reservoirs of deposits of the Tomsk region / V. V. Evseev, A. A. anop, E. A. Zhukovskaya, R. V. Tatarchuk // Scientific and technical Bulletin of Rosneft». - 2012. - № 4. - 26-29. 36. Zaitsev Yu. V. Acid treatment of sand collectors / Yu. V. Zaitsev. — Moscow: Nedra, 1972. — 173 p.

7. Babayan E. V. Improving the efficiency of selecting a working agent for processing the bottom-hole zone of the formation / E. V. Babayan, M. N. Shurygin, V. N. Yakovenko / / Oil economy. — 1999. — № 3. — Pp. 30-32.

8. Kazbulatov I. G. Multistage hydraulic fracturing in horizontal wells in complex with microseismic monitoring and cross-dipole acoustic logging / I. G. Kazbulatov, A.V. Rubtsova, R. R. Yunusov, N. A. Veremko, V. V. Volyanskaya / / Oil economy. — 2014. — No. 9. — Pp. 93-95.

9. Rudoy V. S., Zhdanova S. A. Improving the efficiency of developing deposits with hard-to-recover reserves / / SB. nauchn. Tr. VNIIneft. 2005. Issue 132. C. 135-145

10. Mishchenko I. T. Borehole oil production. Moscow: publishing house «Oil and gas» Gubkin Russian state University of oil and gas, 2003. 816 p