Министерство образования и науки РФ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Тюменский государственный нефтегазовый университет»
Ягафаров А.К., Клещенко И.И, Зозуля Г.П. Овчинников В.П.
ГЕОФИЗИЧЕСКИЙ И ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ
КОНТРОЛЬ МЕТОДОВ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ЗАЛЕЖИ
И ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ СКВАЖИН
ПРИ КАПИТАЛЬНОМ РЕМОНТЕ
Допущено Учебно-методическим объединением вузов Российской
Федерации по нефтегазовому образованию в качестве учебного пособия
для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению
подготовки магистров 131000 «Нефтегазовое дело», по представлению
Учёного совета ГОУ ВПО «Тюменский государственный нефтегазовый
университет»
Рецензенты: Федорцов В.К., доктор геолого – минералогических
наук, профессор кафедры нефтегазопромысловой геологии ТюмГНГУ,
академик РАЕН.
Рогачёв М.К., доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой
разработки и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений Санкт –
Петербургского Горного Университета им. В.Г. Плеханова.
Издательско-полиграфический центр «Экспресс»
Тюмень
2011
Стр.1
УДК 622.323
ББК 33.361-1
Ягафаров А.К., Клещенко И.И, Зозуля Г.П. Овчинников В.П.
Геофизический и гидродинамический контроль методов воздействия на залежи и технического
состояния скважин при капитальном ремонте. – Тюмень, ТюмГНГУ. – 234 с.
В учебном пособии показана необходимость проведения промыслово – геофизического
контроля (ПГК) за процессом строительства, эксплуатации скважин и разработки
месторождений. Наряду с геофизическими исследованиями разреза скважин (ГИС)
в открытом стволе, приведены основные методы геофизического и гидродинамического
контроля за изменением технологических параметров в процессе проведения ГТМ при
строительстве, эксплуатации и капитальном ремонте нефтяных и газовых скважин, а
также дано обоснование применения различных ГТМ для повышения нефтеотдачи пластов.
На примере нефтяных месторождений, по результатам гидродинамических и
промыслово-геофизических исследований, показан механизм воздействия технологий
по выравниванию профилей приемистости (ВВП) в нагнетательных скважинах.
Подробно рассмотрены методы ГИС-контроля технического состояния скважин и
пути его улучшения.
Учебное пособие предназначено для подготовки магистров, обучающихся по специальностям
– «Бурение нефтяных и газовых скважин», «Разработка и эксплуатация
нефтяных и газовых месторождений» со специализацией «Ремонт и восстановление
скважин».
Илл. 57, Табл. 17 , библ.-18 назв.
Рецензенты: Федорцов В.К., доктор геолого – минералогических наук, профессор
кафедры нефтегазопромысловой геологии ТюмГНГУ, академик РАЕН.,
Рогачев М.К., доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой разработки и
эксплуатации нефтяных и газовых месторождений Санкт – Петербургского Горного
Университета им. В.Г. Плеханова.
© Коллектив авторов
© Издательство ТюмГНГУ, 2011
Стр.2
ВВЕДЕНИЕ
С началом искусственного заводнения нефтенасыщенных пластов
появилась необходимость промыслово – геофизического контроля (ПГК)
за процессом разработки месторождений. Наряду с геофизическими исследованиями
разреза скважин (ГИС) в открытом стволе, по результатам
которых получали первичные данные для составления технологических
схем разработки, назрела необходимость контроля за подсчётными параметрами
в процессе выработки запасов.
Значительный вклад в развитие методов контроля за разработкой месторождений
углеводородов внесли отечественные учёные. К ним можно
отнести Абрукина А.П., Буевича А.С., Дахнова В.Н, Дворкина Л.И., Жувагина
И.Г., Ипатова А.И., Кременецкого М.И., Непримерва Н.Н., Орлинского
Б.М., Фахреева И.А. и др.
Широкое распространение среди методов контроля, на начаьной стадии,
получили ядерные методы, в частности радиометрический контроль
за гипсометрическим положением ВНК, импульсный нейтронный каротаж
и закачки в пласт активных жидкостей.
Дальнейшее развитие при ГИС – контроле получили промыслово – геофизические
исследования (ПГИ) при планировании и проведении геолого –
технических мероприятий (ГТМ) на эксплуатационном фонде скважин, волновые
акустические методы, тепловые методы (термометрия).
В настоящее время методы ГИС – контроля комплексируются с гидродинамическими
методами исследований скважин (ГДИС), что значительно
повысило эффективность проводимых исследований. Сущность
ГДИС заключается в использовании стационарных и нестационарных
процессов, возникающих при эксплуатации добывающих и нагнетательных
скважин. В принципе, ГДИС имеют много общего в технологическом
отношении с ПГИ. Поэтому многие учёные предлагают объединить их
под названием «гидродинамико – геофизические исследования» (ГГИ).
В тоже время, в данной области развивается направление по контролю
за техническим состоянием обсаженного ствола скважины (профилеметрия,
дефектоскопия, цементометрия и др.); промысловых технических
измерений (замер дебитов, устьевых и забойных давлений, динамических
и статических уровней, отбора и анализа проб флюидов и т.д.);
гидропрослушивание методом трассирования; вертикального сейсмопро3
Стр.3
филирования (ВСП). Все они объединяются в группу промыслового контроля
(ПК).
В учебном пособии дано научное обоснование применения методов
воздействия на прискважинную зону пластов (ПЗП) и эффективных технологий
в области строительства, эксплуатации скважин и увеличения
нефтеотдачи пластов.
Приведены фактические промысловые исследования и технологические
результаты геолого – технических мероприятий на нефтяных месторождениях
Западной Сибири.
Основное внимание в учебном пособии уделено геофизическим и гидродинамическим
методам контроля при проведении геолого – технических
мероприятий на месторождениях и технического состояния скважин
при их строительстве, эксплуатации и разработке месторождений.
4
Стр.4
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ....................................................................................................3
1 МЕТОДЫ И ТЕХНОЛОГИИ ПРОМЫСЛОВО-ГЕОФИЗИЧЕСКОГО
КОНТРОЛЯ ....................................................................................................5
1.1 Задачи методов и технологий
промыслово – геофизического контроля .....................................................5
1.2 Задачи промыслового контроля ............................................................10
1.3 Задачи промыслово-геофизических исследований при контроле разработки
..........................................................................................................12
1.4 Организация ПГИ скважин при контроле
за разработкой месторождений ...................................................................14
1.5 Задачи гидродинамических исследований ГИС-контроля .................15
1.6. Организация гидродинамических исследований скважин ...............18
2. СИСТЕМООБРАЗУЮЩАЯ ИНТЕРПРЕТАЦИЯ И ДИНАМИЧЕСКИЙ
АНАЛИЗ ПРИ ГЕОМОНИТОРИНГЕ И ГЕОМОДЕЛИРОВАНИИ
ЗАЛЕЖЕЙ УГЛЕВОДОРОДОВ .................................................................25
2.1 Принципы интерпретации и динамического анализа результатов
промыслово-геофизического контроля .....................................................25
2.2 Задачи системообразующей интерпретации
и динамического анализа в промыслово-геофизическом контроле .......28
3. ПРОМЫСЛОВО-ГЕОФИЗИЧЕСКИЙ СИСТЕМНЫЙ КОНТРОЛЬ
ЗА ПРОЦЕССОМ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ..........................30
3.1. Этапность и периодичность исследований и их комплексирование 32
3.2 Обеспечение оценок выработки запасов
и их подтверждаемость ...............................................................................51
3.3 Методы изучения «приток-состава» в обсаженной скважине ...........54
3.4 Планирование и организация
системы мониторинга разработки месторождения .................................62
229
Стр.229
4. ПОВЫШЕНИЕ ПРОДУКТИВНОСТИ СКВАЖИН
И НЕФТЕОТДАЧИ ПЛАСТОВ ...................................................................66
4.1 Классификация методов воздействия
на прискважинную зону пласта ..................................................................67
4.2 Геолого-геофизические критерии выбора
объектов интенсификации притоков нефти и газа ....................................70
4.3 Эффективность применения методов ОПЗ
на месторождениях Западной Сибири .......................................................72
4.4 Геолого – геофизическое обоснование выбора объектов
и способов интенсификации притоков .....................................................77
4.5 Исследование геофизическими методами зон техногенной
трещиноватости, возникающей после ГРП ...............................................81
4.6 Основные положения нефтеотдачи пластов ........................................83
4.7 Методика выбора участков и физико – химических методов
воздействия на нефтяные залежи ..............................................................90
4.7.1 Оценка ресурсной базы методов повышения нефтеотдачи (МУН)
путём сравнения показателей разработки с фактической тенденцией
развития месторождения ............................................................................90
4.7.2 Проектирование ГТМ для увеличения нефтеотдачи пластов ........92
4.7.3. Выбор метода физико – химического воздействия на пласт ........96
4.7.4 Промыслово – геофизические методы контроля
при применении физико – химических методов
повышения нефтеотдачи пластов ...............................................................98
5. ГЕОЛОГО – ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРОВЕДЕНИЯ ГТМ
В ВЫСОКООБВОДНЕННЫХ ПЛАСТАХ ..............................................104
5.1 Техногенные факторы, влияющие на доизвлечение остаточных запасов
нефти ....................................................................................................105
5.2 Типы и происхождение трещиноватости ..........................................106
5.3 Опыт применения химических и газовых
методов повышения нефтеотдачи пластов .............................................109
230
Стр.230
5.4. Контроль систематизации и оптимизации процессов
потокоотклоняющих технологий .............................................................. 111
5.4.1 Интерпретации кривых падения давления
нагнетательных скважин ........................................................................... 112
5.4.2 Исследование влияния ГТМ на изменение профилей
приемистости по результатам геофизических исследований ............... 118
5.4.3 Характер изменения профилей приемистости скважин после проведения
ВПП ................................................................................................. 119
5.4.4 Изменение профилей приемистости по данным комплексных
гидродинамических и геофизических исследований скважин .............130
5.4.5 Методика подбора участков и скважин для применения
потокоотклоняющих технологий ..............................................................132
5.4.6 Потокоотклоняющая технология
на основе генерируемых пенных систем .................................................134
6. КОНЦЕПЦИЯ НЕСТАЦИОНАРНОГО
(ЦИКЛИЧЕСКОГО) ЗАВОДНЕНИЯ .......................................................139
6.1 Характеристика остаточных запасов нефти по данным
геолого-гидродинамического моделирования .........................................143
6.2 Методика выбора участков и технологий
нестационарного заводнения ....................................................................148
7 МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И КОНТРОЛЯ
ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ СКВАЖИН .......................................151
7.1 Исследование технического состояния скважин ..............................152
7.2 Методы изучения технического состояния скважин ........................165
7.3. Определение интервалов заколонных перетоков
пластовых флюидов ...................................................................................175
7.4 Испытания обсадных колонн на герметичность ...............................179
7.5 Геофизический контроль заколонных перетоков
при разработке месторождений нефти и газа ..........................................183
231
Стр.231
7.6 Исследования причин разрушения внутрискважинного
оборудования и эксплуатационной колонны
от коррозии и отложения солей ................................................................192
7.7 Особенности эксплуатации глубинно-насосных установок
в обсаженных скважинах ..........................................................................198
7.8 Влияние кавитации на целостность оборудования
и обсадной колонны ...................................................................................202
7.9 Технологический метод устранения образования
коррозионно-активной эмульсии в нагнетательных скважинах ...........203
7.10 Основные положения гидратообразования
в стволе скважин ........................................................................................206
8 ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ПЗП ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ
ПРОДУКУТИВНОСТИ СКВАЖИН
И НЕФТЕОТДАЧИ ПЛАСТОВ ................................................................. 211
8.1 Классификация методов ограничения водопритоков
в скважинах ................................................................................................212
8.2 Промыслово – геофизические методы контроля
при применении физико – химических методах
повышения нефтеотдачи пластов .............................................................213
8.3 Улучшение технического состояния скважин ...................................217
8.4 Исследование горизонтальных скважин
в процессе строительства эксплуатации .................................................219
Список литературы ....................................................................................227
232
Стр.232