Исследования влияния разрушения призабойной зоны пласта на производительность скважин: На примере Ямбургского и Уренгойского ГКМ тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.17, кандидат технических наук Чемезов, Павел Владимирович

• Чемезов, Павел Владимирович
• кандидат технических наук
• 2004

Оглавление диссертации кандидат технических наук Чемезов, Павел Владимирович

ВВЕДЕНИЕ.

1 ХАРАКТЕРИСТИКА СЕНОМАНСКОЙ ПРОДУКТИВНОЙ ТОЛЩИ.

1.1 Анализ строения пород-коллекторов сеноманских залежей Ямбургского и Уренгойского месторождений.—.

1.2 Выделение в разрезе сеноманской продуктивной толщи пород-коллекторов, склонных к пластовому пескопроявлению.

1.3 Исследование с целью определения интервала разрушения пласта-коллектора.

2 ГЕОЛОГО-ПРОМЫСЛОВАЯ МОДЕЛЬ РАЗРУШЕНИЯ ПЛАСТА-КОЛЛЕКТОРА.

2.1 Прочностная характеристика сеноманских продуктивных пород-коллекторов.

2.2 Прогнозирование разрушения пласта-коллектора по данным промысло-во-геофизических исследований скважин.

2.3 Влияние конструкции ствола скважины на пластовое пескопроявление.

2.4 Прогноз пескопроявлений при разработке сеноманской залежи.

3 АНАЛИЗ РАБОТЫ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СКВАЖИН.

3.1 Выделение стадий разрушения пласта-коллектора.

Моделирование процесса разрушения призабойной зоны пласта.

3.2 К вопросу разработки методики оценки снижения продуктивности сеноманских скважин при разрушении пласта-коллектора.

3.3 Разработка методов диагностики характера и масштабов разрушения терригенных коллекторов.

4 РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ СЕНОМАНСКИХ СКВАЖИН.

4.1 Анализ применяемых технологических решений по предотвращению выноса пластового песка.

4.2 Теоретическое обоснование совершенствования технологии укрепления призабойной зоны продуктивного пласта силиката натрия.

4.2.1 Применяемые химические реагенты, материалы и методика исследований.

4.2.2 Разработка вязкоупругих вяжущих составов для укрепления призабойной зоны продуктивного пласта и исследование их основных физико-химических и физико-механических свойств.

5 СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ УКРЕПЛЕНИЯ ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ СЛАБОСЦЕМЕНТИРОВАННЫХ ПЛАСТОВ НА МЕСТОРОЖДЕНИЯХ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ.

5.1 Рекомендуемая рецептура технологических жидкостей и очередность проведения операций на эксплуатационных скважинах.

5.2 Результаты опытно-промышленных работ по закреплению призабойной зоны сеноманских скважин.

5.2.1 Анализ продуктивной характеристики эксплуатационных скважин до и после проведения работ по закреплению призабойной зоны пласта.

5.3 Рекомендации по совершенствованию технологии укрепления призабойной зоны слабосцементированных пластов.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследования влияния разрушения призабойной зоны пласта на производительность скважин: На примере Ямбургского и Уренгойского ГКМ»

Актуальность работы. Ямбургское и Уренгойское газоконденсатные месторождения обеспечивают более 50 % объема добываемого газа в Российской Федерации. При этом установлено, что около 80 % действующего фонда этих месторождений работает ниже своих потенциальных возможностей из-за разрушения призабойной зоны пласта эксплуатационных скважин.

Эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений севера Тюменской области, связанных с сеноманским продуктивным горизонтом, сопровождается выносом песка от 0,1 до 20 г/сут и более, что приводит к выходу из строя действующих скважин, износу подземного и наземного оборудования. Последствия абразивного воздействия песка на скважины и оборудование ликвидируются проведением многократных операций капитального ремонта, что увеличивает себестоимость добычи газа. По этой причине растет бездействующий фонд скважин. Чтобы прекратить разрушение пласта-коллектора, приходится в процессе эксплуатации скважин снижать депрессию на пласт. При этом, не смотря на то, что уменьшаются объемы добычи газа и конденсата, увеличивается коэффициент эксплуатации скважин.

В связи с этим проблемы технического состояния скважин, вопросы предупреждения разрушения призабойной зоны скважин и укрепления пласта-коллектора становятся весьма актуальными. Указанные вопросы рассмотрены на примере сеноманских газовых залежей Ямбургского и Уренгойского газоконденсатных месторождений. Проблема разрушения призабойной зоны сеноманских газоносных отложений рассматривалась и ранее во многих работах. Однако, на наш взгляд, в них недостаточно учитывались структура слагающих пластов, минералогический и гранулометрический состав, прочностная характеристика пород и другие вопросы.

Проблема борьбы с пескопроявлением является комплексной, включающей вопросы геологического строения, разработки месторождений, эксплуатации и капитального ремонта скважин. Несмотря на то, что этой проблеме посвящено значительное число исследований, она далека от своего разрешения. Применяемые в настоящее время способы борьбы с выносом песка из пласта недостаточно эффективны и требуют индивидуального подхода для каждой скважины. Основная трудность состоит в том, чтобы применяемые методы крепления призабойной зоны не снижали естественную проницаемость продуктивного пласта.

Проблема разрушения призабойной зоны пласта на месторождениях рассматривалась в работах З.С. Алиева, P.M. Алиева, А.А. Ахметова., А.Д. Башкатова, Р.А. Гасумова, А.В. Динкова, С.В. Долгова, В.В. Дмитрук, В.Е. Дубенко, В.И. Ермакова, Г.А. Зотова, В.П. Ильченко, КЛ. Каприелова, В.А. Керимова, О.А. Конторщикова, Б.С. Короткова, В.Н. Маслова,

В.И. Нифантова, А.А. Плотникова, В.В. Ремизова, Н.В. Савченко, К.М. Тагирова, Ю.С. Те-нишева, Л.Ю. Тимониной, А.А. Ханина и других исследователей

Цель работы. Повьппение производительности скважин путем укрепления призабой-ной зоны для предупреждения и ограничения выноса пластового песка.

Основные задачи исследований

1. Анализ строения сеноманской продуктивной толщи с целью выделения в разрезе пород-коллекторов, склонных к разрушению, и разработка способа определения по структуре вынесенного из скважины песка глубины интервала разрушения пласта-кол-лектора.

2. Исследования механизма разрушения сеноманского пласта-коллектора при бурении, освоении и эксплуатации скважин.

3. На основе анализа работы эксплуатационных скважин выделение стадии разрушения сеноманского пласта-коллектора и установление корреляционной связи между содержанием воды в добываемом газе и содержанием выносимого песка.

4. Оценка снижения продуктивности сеноманских скважин при разрушении пласта-коллектора.

5. Усовершенствование технологии укрепления призабойной зоны пласта с целью предотвращения выноса песка из скважин сеноманской залежи.

Научная новизна

1. Разработана геолого-промысловая модель разрушения сеноманского продуктивного пласта Уренгойского и Ямбургского месторождений.

2. Научно обоснованы стадии разрушения сеноманского пласта-коллектора:

3. Впервые разработана методика оценки величины снижения продуктивности скважин при разрушении призабойной зоны пласта.

4. Усовершенствована технология укрепления призабойной зоны рыхлых продуктивных пластов растворами на основе силиката натрия.

Практическое значение исследований и их реализация

На основе разработанной геолого-промысловой модели обоснованы стадии разрушения призабойной зоны и даны рекомендации по уточнению технологических режимов эксплуатации сеноманских скважин, усовершенствована технология укрепления призабойной зоны пласта, позволяющая выводить скважины из бездействующего и простаивающего фонда.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на секциях научно-технического Совета ОАО «Газпром», (Ставрополь, 2001; Тюмень, 2003), на технических советах ООО «Уренгойгазпром», «Ямбурггаздобыча», (Новый Уренгой, 2004) на международных научно-практических конференциях «Проблемы эксплуатации и капитального ремонта скважин», (Кисловодск, 2003,2004).

Публикации. Основные положения исследований диссертационной работы опубликованы в 7 печатных изданиях.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения, изложенных на 146 страницах текста, иллюстрируется 41 рисунком и сопровождается списком использованных литературных источников из 39 наименований.

Заключение диссертации по теме «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений», Чемезов, Павел Владимирович

Выводы:

1. Анализ технологических решений, применяемых при борьбе с выносом песка из скважин, требует разработки новых технологических решений, позволяющих обеспечить надежную работу сеноманских эксплуатационных скважин.

2. Проведенные опытно-экспериментальные работы показали, что разрушение призабойной зоны можно остановить, совершенствуя технологию укрепления призабойной зоны продуктивного пласта силикатом натрия.

3. Применение указанной технологии вызывает снижение проницаемости призабойной зоны, однако, позволяет обеспечить работу скважин продолжительное время без пескопроявления.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выполненное нами исследование показывает, что проблема укрепления призабойной зоны слабосцементированных сеноманских продуктивных пластов месторождений севера Западной Сибири является емкой и достаточно сложной.

В процессе выполнения постановленных задач удалось комплексно и достаточно полно решить вопросы, охватывающие особенности строения пород-коллекторов сеномана, как по разрезу, так и по площади, изучить филырационно-емкостные свойства и механические свойства пород, выделить в разрезе пескопроявляющие интервалы, обосновать критические депрессии на пласт при разработке, разработать геолого-промысловую модель разрушения сеноманского пласта-коллектора, обосновать стадии разрушения, установить корреляционную связь между содержанием воды в добываемом газе, и содержанием песка, разработать методику оценки снижения продуктивности сеноманских скважин при разрушении пласта-коллектора.

Конечный результат выполненного исследования - усовершенствованная технология укрепления призабойной зоны, которая позволяет более эффективно проводить работы на скважинах, учитывая проницаемость призабойной зоны перед проведением КРС, достичь минимальной кольматации обрабатываемого пласта и обеспечить надежную работу эксплуатационных скважин в течение продолжительного периода эксплуатации.

В диссертационной работе предложен комплекс методических и технологических решений, направленных на борьбу с пескопроявлением в сеноманских скважинах Западной Сибири. Решение этой сложной проблемы должно быть продолжено. Основные дальнейшие исследования должны быть направлены для решения следующих вопросов:

- изучение условий образования псаммитовых формаций и выделение зон повышенной песчанистости и крупнозернистости по залежам Западной Сибири;

- изучение условий разрушения крупнозернистых фракций песков при снижении пластового давления при разработке;

- по выявлению каверн за эксплуатационной колонной, их геометрии и оценки их влияния на состояние цементного камня и деформацию фильтровой части обсадной колонны;

- дальнейшее совершенствование методов укрепления призабойной зоны пласта с задачей минимального снижения проницаемости продуктивного пласта;

- разработка технологий по созданию перегородок или экранов, препятствующих подъему конусов пластовой воды, с целью получения безводных дебитов в газовых скважинах;

- совершенствование методов по обеспечению «сухих» забоев скважин с применением ПАВ или механических устройств.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Чемезов, Павел Владимирович, 2004 год

1. Конторович, Э.А. Литофациальные особенности сеноманских газоносных отложений севера Западно-Сибирской низменности Текст. /Э.А. Кондрович, Г.Э. Прозорович, С.Г. Саркисян, Г.Н. Комардинкина//Труды ЗапСибНИГНИ, -М., Наука. 1971.

2. Основы учения о породах-коллекторах нефти и газа Текст. / А.А Ханин. -М., Недра. -1966. -с.360.

3. Определение коллекторских свойств сеноманских отложений геофизическими методами Текст. /В.В. Ремизов //Газовая промышленность. -1995, -№1, -С.26-27.

4. Электрометрическая геология песчаных тел литологических ловушек нефти и газа Текст. /B.C. Муромцев. -Ленинград. Недра. Ленинградское отделение -1984, -с. 260.

5. Деформации и изменение физических свойств коллекторов нефти и газа /В.М. Добрынин -М., Недра. -1970.

6. Освоение и исследование разведочных скважин (на примере Западной Сибири) //Труды ЗапСибНИГНИ, М., Недра.- 1976.-Вып. 94,-с. 161.

7. Басков, Б.Н., К вопросу образования песчаных пробок в водозаборных скважинах, эксплуатируемых НГДУ Нижнесортымскнефть Текст. /Б.Н. Басков, В.Н. Дьячков //Нефтепромысловое дело. —1966, -№ 8-9.

8. И. Масленников, В.В. Системный геофизический контроль разработки за осложнениями в процессе бурения крупных газовых месторождений Текст. /В.В. Масленников, В.В. Ремизов -М., Недра, -1993.

9. Жиленков, А.Г. Разрушение глубокой скважины при искривлении ее ствола Текст. /А.Г. Жиленков, С.М. Капустянский, В.А. Николаевский //Доклады АН, -1995. -т.341, -№ 2, -С. 255-258.

10. Янтурин, А.Ш. Механические перфораторы Текст. /А.Ш. Янтурин, М.Г. Давлетбаев, В.А. Алексеев [и др.] //Нефтепромысловое дело, -1995, -№ 6, -С. 27-28.

11. Маслов, В.Н. Особенности обводнения сеноманских газовых залежей севера Тюменкой области Текст. /В.Н. Маслов, А.П. Каменев, А.Е. Нелепченко //Проблемы освоения и развития Западно-Сибирского нефтегазодобывающего комплекса: сб. науч. тр. -Тюмень, -1989.

12. Ильченко, В.П., Условия обводнения сеноманской залежи Ямбургского месторождения Текст. /В.П. Ильченко, Л.Ю. Тимонина (ВНИИгаз), О.А. Маршаев (Ямбурггаздобыча) //Газовая промышленность, -2002, -№ 4.

13. Брискман, А.А. Добыча и транспорт газа Текст. /А.А. Брискман, А.К. Иванов, A.JI. Козлов [и др.] //Гостоптехиздат, -М:, -1955, -с.551.

14. Сьюмен, Д. Справочник по контролю и борьбе с пескопроявлениями в скважинах Текст. /Д. Сьюмен, Р. Эллис, Р. Снайдер. -М:, -Недра, -1986, -с. 176.

15. Алиев, З.С. Технологический режим работы газовых скважин Текст. /З.С. Алиев, С.А. Андреев, А.П. Власенко [и др.] -М:, Недра, -1978, -с 279.

16. Старгородский, С.И. Опыт борьбы с выносом песка на скважинах подземных хранилищ газа Текст. /С.И. Старгородский, П.А. Шалимова, Г.И. Либерман //Обз. инф. Газовая промышленность. Сер.Транспорт и хранение газа. —М:, -1983, -Вып. 9.

17. Sand probes cut pollution egnipment damage, «Oila, Gas J», 1973,71, №41-40.

18. Бирюков, В.И. Абразивное изнашивание газопромыслового оборудования Текст. /В.И. Бирюков, В.Н. Виноградов, М.М. Мартиросян [и др.] -М:, -Недра, -1974.

19. Ахметов, А.А. Влияние конденсационных вод на продуктивные пласты сеноманской залежи Уренгойского НГКМ Текст. /А.А. Ахметов, В.Н. Москвичев, В.Н.Хозяинов [и др.] //Сб науч. тр. (юбил. вып.) СевКавНИПИгаз. -Ставрополь: СевКавНИПИгаз, 2002.

20. О турбулентной фильтрации газа в пористых средах Текст. /Е.М. Минский //Вопросы добычи, транспорта и переработки природных газов: сб. -Гостоптехиздат, -1951.

21. Планирование эксперимента для исследования многокомпонентных систем Текст. /И.Г. Зедгелидзе. М., Недра, 1976 -с.390.

22. Статистические методы оптимизации химических процессов Текст. /Л.П. Рузинов М., «Химия», -1972. -С. 199-218.

23. Основные принципы планирования эксперимента Текст. /И. Хикс. М., Мир, 1967. - с. 406.

24. Мосиенко, В.Г. К вопросу о методике испытания изолирующих составов герметиков Текст. /В.Г. Мосиенко, Р.А. Гасумов, Педус А.М. //Строительство газовых и газокон-денсатных скважин: сб. науч. тр. /ВНИИгаз, -1995, -С. 76-79.

25. Гасумов, Р.А. К вопросу о методике испытания изолирующей способности специальных технологических жидкостей и тампонажных растворов Текст. /Р.А. Гасумов, В.Г. Мосиенко, С.В. Нерсесов //Сб. науч. тр. /ВНИИгаз, -1997, -С. 51-54.

26. Мосиенко, В.Г. Универсальная установка для испытания газопроницаемости керна Текст. /В.Г. Мосиенко, Р.А. Гасумов, С.В. Нерсесов //Сб. науч. тр. /ВНИИгаз, -1997, -С. 54-56.

27. Математическая обработка результатов эксперимента (справочное руководство) Текст. /Л.З. Румшинский М., Недра, -1971, С. 56-91,107-126.

28. Ивакин, Б.Н. Акустический метод исследования скважин Текст. /Б.Н. Ивакин, Е.В. Ка-рус., O.JI. Кузнецов //Разведочная геофизика: сб. -М., Недра,- 1978. -Вып. 90.