Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное
учреждение высшего образования
«Северный (Арктический) федеральный университет
имени М.В. Ломоносова
С.Г. Сафин
ТЕХНОЛОГИИ ИНТЕНСИФИКАЦИИ
ДОБЫЧИ НЕФТИ
Учебное пособие
Архангельск
САФУ
2019
1
Стр.1
УДК 622.276
ББК 33.131
С 21
Рекомендовано к изданию учебно-методическим советом
Северного (Арктического) федерального университета
имени М.В. Ломоносова
Рецензенты:
С.Ф. Мулявин, профессор, доктор технических наук, профессор кафедры
разработки и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений
Тюменского индустриального университета;
А.А. Коршак, профессор, доктор технических наук, почетный работник
высшего образования, заведующий лабораторией экологии и разработки
ресурсосберегающих технологий НТЦ ООО «НИИ Транснефть»
С 21
Сафин, С.Г.
Технологии интенсификации добычи нефти: учеб. пособие /
С.Г. Сафин; Сев. (Арктич.) федер. ун-т. – Архангельск: САФУ, 2018.
– 116 с.
ISBN 978-5-261-01359-4
Учебное пособие включает материалы, рассматриваемые при
прохождении курсов «Ремонт и обслуживание скважин», «Методы
повышения продуктивности скважин», «Капитальный ремонт скважин»
и др. Представлены технологии интенсификации добычи нефти
на основе физико-химических методов воздействия на призабойную
зону пласта.
Предназначено для студентов, обучающихся по профилям
«Ремонт и обслуживание скважин», «Эксплуатация и обслуживание
объектов добычи нефти», «Бурение нефтяных и газовых скважин» и
специальности «Прикладная геология» дневной и заочной форм обучения.
УДК
622.276
ББК 33.131
ISBN 978-5-261-01359-4
2
© Сафин С.Г., 2019
© Северный (Арктический) федеральный
университет им. М.В. Ломоносова, 2019
Стр.2
ПРЕДИСЛОВИЕ
Вопросы эксплуатации скважин являются узловыми на любой
стадии развития промысловых процессов. Особенное место занимают
вопросы интенсификации работы скважин или повышения их
продуктивности, которые связаны с воздействием на призабойную
зону пласта (ПЗП). Значительное внимание, уделяемое процессам в
ПЗП, обосновывается его особой ролью в системе добычи в целом.
В ПЗП зарождаются, а иногда в основном и формируются основные
свойства многофазной многокомпонентной промысловой продукции;
здесь же происходит «срабатывание» значительной доли начальной
и привнесенной пластовой энергии. От четко выбранной
стратегии воздействия на ПЗП зависят не только интенсивность
притока и обводненность продукции, но и энергоемкость подъема
пластовой продукции, ее последующего транспорта и подготовки.
Призабойную зону пласта выделяют как особую часть пласта,
так как, во-первых, ее свойства могут существенно отличаться от
свойств остальной части, и, во-вторых, именно в этой части происходит
потеря основной доли энергии, затрачиваемой на движение
нефти в пласте. Причины изменения физических свойств ПЗП заключаются
в процессах, вызываемых бурением, креплением, освоением
и ремонтом скважин, в результате которых происходят загрязнение
от проникновения соответствующих рабочих жидкостей, а
также физико-химические и механические нарушения. Размер ПЗП
изменяется от нескольких дециметров до нескольких метров.
Цель воздействия на призабойную зону пласта – восстановление
или улучшение фильтрационной характеристики ПЗП главным
образом за счет увеличения ее проницаемости и снижения
вязкости флюидов, снижения темпов обводнения добывающих
скважин. Иными словами, выделяются два направления воздействия
на ПЗП:
1) увеличение дебита скважин по нефти;
2) ограничение притока воды в добывающие скважины.
3
Стр.3
В некоторых случаях можно выделить и другие задачи воздействия,
например: предотвращение механического разрушения
призабойной зоны пласта, ограничение выноса песка и других
компонентов и т.д.
От эффективности воздействия на призабойную зону пласта в
значительной степени зависят уровень и качество интенсификации
добычи нефти.
В настоящем пособии большое внимание уделено составам и
технологиям физико-химического воздействия на ПЗП, а также описанию
самих химических реагентов. Значительная часть представленных
составов и технологий разработаны автором и успешно внедрены
на промыслах многих нефтегазодобывающих регионов.
При применении химических реагентов возникают задачи
определения их совместимости между собой, с пластовыми и другими
технологическими жидкостями, прогнозирования эффективности
реагентов и их композиций на конкретных нефтегазовых
месторождениях, пластах и скважинах.
Прогнозированию эффективности проводимых работ посвящены
следующие научные работы автора, изданные совместно с коллегами:
«Электрофизические методы контроля и управления свойствами
технологических жидкостей в нефтедобыче» (М., 1995);
«Диэлектрическая спектрометрия в нефтедобыче» (Архангельск,
2003); «Разработка составов для интенсификации нефтедобычи»
(Архангельск, 2005), «Механизмы формирования и технологии
ограничения водопритоков» (М., 2005) и др.
Часть представленного материала рассматривалась и рассматривается
в дисциплинах специализации «Капитальный ремонт
скважин», организованного автором в 2005/2006 учебном году, а
с 2015/2016 учебного года входит в курс читаемых автором дисциплин
в рамках прикладного бакалавриата «Ремонт и обслуживание
скважин».
В приложениях 1–3 приведены справочные материалы по реагентам,
а в приложениях 4 и 5 – примеры проектов капитального
ремонта скважин, а также формы актов сдачи скважины и капитального
ремонта.
Учитывая важность проблемы, а также развитие исследований
в этой области нефтегазовой науки в дальнейшем пособие будет
перерабатываться и дополняться, поэтому автор будет благодарен
за ценные замечания.
4
Стр.4
2. Описание проведенных работ
Должно быть проведено детальное описание проведенных работ.
Начальник
КЦКРС
Ст. геолог КЦКРС
Начальник ЦДНГ-2
Ст. геолог ЦДНГ-2
Мастер ЦДНГ-2
110
Стр.110
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
Кристиан, М. Увеличение продуктивности и приемистости
скважин: пер. с румын. / М. Кристиан, С. Сокол, А. Константинеску.
М.: Недра, 1985. 184 с.
Петров, А.Н. Механизмы формирования и технологии ограничения
водопритоков / А.Н. Петров, Д.Н. Идиятуллин, С.Г. Сафин,
А.В. Валиуллин. М.: Химия, 2005. 172 с.
Пат. РФ № 2071547. Состав для изоляции зон поглощения и
способ его получения / С.Г. Сафин и др. // БИ. 1997. № 1.
Пат. № 2204708 РФ, МКИ Е 21 В 43/27. Состав для обработки
высокотемпературных нефтяных скважин / Сафин С.Г., Гафиуллин
М.Г., Есипенко А.И. // БИ. 2003. № 14.
Пат. № 2177542 РФ, МКИ E21 B 43/27. Способ обработки призабойной
зоны / Сафин С.Г., Сафин С.С. // БИ. 2001. № 36.
Разработка нефтяных месторождений (в 4-х т.) / под ред.
Н.И. Хисамутдинова и Г.З. Ибрагимова. М.: ВНИИОЭНГ, 1994.
Саакиян, Л.С. Повышение коррозионной стойкости нефтегазопромыслового
оборудования / Саакиян Л.С., Ефремов А.П.,
Соболева И.А. М.: Недра, 1988. 211 с.
Сафин, С.Г. Геотехнологические особенности добычи нефти
из недонасыщенных нефтью пластов / С.Г. Сафин. Архангельск:
Изд-во Арханг. гос. техн. ун-та, 2009. 306 с.
Сафин, С.Г. Исследования по разработке композиций для обработки
призабойной зоны нефтяного пласта / С.Г. Сафин // Развитие
минерально-сырьевой базы Архангельской области: сб. науч. тр.
Междунар. науч.-практ. конф. Архангельск: Изд-во АГТУ, 2004.
С. 213–222.
Сафин, С.Г. Исследования по подбору ингибиторов коррозии
для солянокислотных обработок призабойной зоны высокотемпературных
пластов / С.Г. Сафин // Проблемы освоения нефтегазовых
месторождений Европейского Севера России. Архангельск:
Изд-во АГТУ, 2005. С. 54–57.
Сафин, С.Г. Разработка составов для интенсификации нефтедобычи
/ С.Г. Сафин, С.С. Сафин. Архангельск: АГТУ, 2004. 120 с.
111
Стр.111
ОГЛАВЛЕНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ .............................................................................
1. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОВЕДЕНИЯ СПИРТОКИСЛОТНЫХ
ОБРАБОТОК ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ ПЛАСТА ДОБЫВАЮЩИХ
СКВАЖИН С ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ЕЕ ОЧИСТКОЙ ОТ
АСФАЛЬТОСМОЛОПАРАФИНОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ И
ПОСЛЕДУЮЩЕЙ ДЕГИДРАТАЦИЕЙ .............................................
1.1. Общие положения ............................................................
1.2. Технические средства и реагенты .................................
1.3. Подготовка скважин к технологическому процессу ....
1.4. Технология проведения работ ........................................
1.5. Экспресс-оценка экономической эффективности обработки
призабойной зоны пласта .......................................
1.6. Требования техники безопасности и охраны окружающей
реды ...............................................................................
2. ТЕХНОЛОГИЯ СПИРТОГЛИНОКИСЛОТНЫХ ОБРАБОТОК
ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ ПЛАСТА ДОБЫВАЮЩИХ
СКВАЖИН С ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ОЧИСТКОЙ ЕЕ ОТ
АСФАЛЬТОСМОЛО-ПАРАФИНОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ И
ПОСЛЕДУЮЩЕЙ ЕЕ ДЕГИДРАТАЦИЕЙ .......................................
2.1. Общие положения ............................................................
2.2. Технические средства и реагенты .................................
2.3. Исследование возможности применения ШФУ для
удаления АСПО и дегидратации призабойной зоны ..........
2.4. Исследование растворимости кернового материала
скважин и глинистого материала в растворах кислот .......
2.5. Подготовка скважины к технологическому процессу .
2.6. Технология проведения работ ........................................
2.7. Требования техники безопасности и охраны окружающей
среды .............................................................................
3. ТЕХНОЛОГИЯ КИСЛОТНЫХ ОБРАБОТОК ПРИЗАБОЙНЫХ
ЗОН ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ПЛАСТОВ С
ПРИМЕНЕНИЕМ РЕАГЕНТА СНПХ-515Н ...................................
3.1. Общие положения ............................................................
112
3
5
5
7
9
10
12
13
16
16
18
20
21
22
23
24
28
28
Стр.112
3.2. Характеристика реагентов. Результаты лабораторных
исследований ...........................................................................
3.3. Подготовка скважины к ремонтным работам ..............
3.4. Технология кислотных обработок высокотемпературных
пластов .............................................................................
3.5. Транспортирование и хранение реагента
СНПХ-ПКД-515Н ....................................................................
3.6. Требования техники безопасности и охраны окружающей
среды .............................................................................
4. ОБРАБОТКА ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ ПЛАСТА
ДОБЫВАЮЩИХ СКВАЖИН КИСЛОТНЫМ СОСТАВОМ
С ВОДОПОГЛОТИТЕЛЕМ .............................................................
4.1. Общие положения ............................................................
4.2.Технические средства .......................................................
4.3. Порядок приготовления ацетонового раствора соляной
кислоты .............................................................................
4.4. Подготовка скважин к обработке призабойной зоны
пласта ......................................................................................
4.5. Проведение обработки призабойной зоны пласта ацетоновым
раствором соляной кислоты ..................................
4.6. Требования техники безопасности при ведении работ
5. ОБРАБОТКА ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ ПЛАСТА
ДОБЫВАЮЩИХ И НАГНЕТАТЕЛЬНЫХ СКВАЖИН
КРЕМНЕФТОРИСТОВОДОРОДНОЙ КИСЛОТОЙ ..........................
5.1. Общие положения ............................................................
5.2. Физико-химические свойства кремнефтористоводородной
кислоты .......................................................................
5.3. Взаимодействие кремнефтористоводородной кислоты
с терригенными породами .....................................................
5.4. Коррозионная активность кремнефтористоводородной
кислоты .............................................................................
5.5. Технология обработки скважин кремнефтористоводородной
кислотой .....................................................................
5.6. Транспортирование и хранение кремнефтористоводородной
кислоты .......................................................................
5.7. Требования техники безопасности при ведении работ
30
33
35
36
37
39
39
40
42
45
46
47
49
49
50
51
53
55
58
59
113
Стр.113
6. ТЕХНОЛОГИЯ ВСКРЫТИЯ ПРОДУКТИВНЫХ ПЛАСТОВ
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИНВЕРТНО-ЭМУЛЬСИОННЫХ
РАСТВОРОВ ..........................................................................................
6.1. Общие положения .................................................................
6.2. Состав и физико-химические характеристики инвертно-эмульсионных
растворов ...............................................
6.3. Технология приготовления инвертно-эмульсионных
растворов .................................................................................
6.4. Технология вскрытия продуктивных пластов с использованием
инвертно-эмульсионных растворов ............
6.5. Требования техники безопасности при ведении работ
7. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТ ПО ВЫРАВНИВАНИЮ
ПРОФИЛЯ ПРИЕМИСТОСТИ НАГНЕТАТЕЛЬНЫХ СКВАЖИН
СОСТАВАМИ НА ОСНОВЕ КРЕМНЕФТОРИСТОГО
АММОНИЯ И НАТРИЕВОГО ЖИДКОГО СТЕКЛА ......................
7.1. Общие положения ............................................................
7.2. Технические средства и реагенты ..................................
7.3. Исследования по подбору рецептуры составов ...........
7.4. Подготовка скважины к технологическому процессу
7.5. Технология закачки композиции в пласт ......................
7.6. Требования техники безопасности и охраны окружающей
среды ............................................................................
8. ТЕХНОЛОГИЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ
ВОДОТАМПОНИРУЮЩИХ СОСТАВОВ НВТС-1 И ВТС-1 И ИХ
ПРИМЕНЕНИЕ .....................................................................................
8.1. Общие положения ............................................................
8.2. Технические средства и реагенты .................................
8.3. Приготовление 1 м3
раствора НВТС-1 ...........................
8.4. Подготовка скважины к технологическому процессу .
8.5. Технология закачки композиции в пласт ......................
8.6. Требования техники безопасности и охраны окружающей
среды .............................................................................
ПРИЛОЖЕНИЯ .....................................................................................
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА ..................................................
114
60
60
61
64
64
69
70
70
72
73
74
74
76
79
79
80
81
83
83
85
87
111
Стр.114