X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

Традиционным методом эксплуатации месторождений в Российской Федерации является заводнение. Система ППД представляет собой комплекс технологического оборудования необходимый для подготовки, транспортировки, закачки рабочего агента в пласт нефтяного месторождения с целью поддержания пластового давления и достижения максимальных показателей отбора нефти из пласта. Для оптимального проведения процесса закачки воды в залежь необходимо, чтобы воды в пористой среде фильтровались, не создавая высоких фильтрационных сопротивлений. К тому же, закачиваемая вода не должна обладать коррозионными свойствами.

Основными причинами, по которым могут возникать фильтрационные сопротивления, являются отложение механических примесей на фильтрующей поверхности, взаимодействие фильтруемой воды с частицами породы, а также выпадение нерастворимых соединений, при несовместимости, пластовой и закачиваемой вод.

Таким образом, предотвращение осложнений в результате внедрения системы ППД и подбор совместимых с пластовой водой закачиваемой воды для системы ППД в условиях полимиктовых низкопроницаемых песчаников становится важной, актуальной для промысла задачей.

Совместимость вод является одним из важнейших параметров, который необходимо учитывать при разработке многопластовых месторождений, где проводится подготовка нефти и воды с различным составом. Особенно остро этот вопрос стоит для низкопроницаемых полимиктовых коллекторов, которые характерны для юрских отложений Западной Сибири. Именно в этих условиях выпадение даже незначительного количества осадка, или же наличие механических примесей может привести к закупорке и без того низкопроницаемых каналов. К тому же породы-коллекторы характеризуются высоким содержанием глин, а значит, велика вероятность их гидратации при контакте с неподходящей водой.

В результате проведенных лабораторных физико-химических исследований, были установлены основные характеристики пластовых и подтоварных проб воды, которые рекомендуется учитывать при выборе рабочего агента для системы ППД

В качестве объектов исследования использовались образцы пластовой воды с 5-ти скважин пласта Ю-1, сеноманская вода и образец подтоварной воды.

Внешний вид всех образцов воды можно описать следующим образом: подвижная, прозрачная, однородная жидкость, сеноманская вода и вода из скважин №1, 2 – бесцветная, а из скважин № 3, 4, 5 и подтоварная имела светло-желтый оттенок.

Перед проведением дальнейших исследований каждый образец интенсивно перемешивался. Далее определялась плотность воды. Определение плотности образцов пластовой и подтоварной воды проводилось пикнометрическим методом. В результате измерения плотностей, исследуемых образцов при 20ºС оказалось, что значения их плотности изменяются в диапазоне от 1014 до 1041 кг/м3 , что является весьма подходящим для условий Западной Сибири.

Следующим параметром, особенно важным для низкопроницаемых пластов, является количество взвешенных частиц (КВЧ). На данный момент считается, что КВЧ в воде не должно превышать 2 мг/л. На самом деле эти нормы не всегда соблюдаются. Например, для заводнения Девонских пластов Шкаповского месторождения, использовалась вода из р. Дема с КВЧ 20-40 мг/л, а в девонские пласты Ромашкинского месторождения нагнеталась очищенная речная вода, с содержанием взвешенных частиц 5-8 мг/л. Опыт заводнения показывает, что устойчиво принимают воды, в которой содержатся механические примеси, те интервалы пласта, которые в призабойной зоне (ПЗП) имеют систему раскрытых трещин.

Определение количества взвешенных частиц (КВЧ) выполнялось с помощью вакуумной системы Vario РС.

Рис. 1 – Принципиальная схема установки для определения КВЧ: 1 – вакуумный насос; 2 – каплеуловитель; 3 – гибкие трубки с армирующим слоем; 4 – воронка Бюхнера; 5 – колба Бунзена.

Таблица 1 – Результаты определения КВЧ в пробах

По результатам исследования проб воды было выявлено, что содержание КВЧ в анализируемых пробах воды изменяется в диапазоне от 0,2419 до 1,5795 мг/л, что не превышает установленные нормы и является подходящим для низкопроницаемых пластов.

При выборе рабочего агента для систем ППД огромную роль играет совместимость закачиваемой воды с пластовыми флюидами. Выпадение в ПЗП нерастворимых в воде осадков может существенно снизить эффективность заводнения.

Методика определения совместимости пластовых вод заключалась в следующем. Предварительно подготавливалась пластовая вода путем фильтрации через бумажный фильтр для удаления механических частиц и пленки нефти. Далее, исследуемая вода смешивалась с сеноманской и подтоварной водой в объемном соотношении 1:1 и перемешивалась. Следующим этапом смесь помещалась в термошкаф с установленной температурой 101ºС (характерная температура для юрских пластов Западной Сибири) и выдерживалась там в течение 7 суток. После этого состояние смеси оценивалось визуально.

Результаты анализа по определению совместимости пластовых вод с подтоварной и сеноманской водой представлены в таблице 2.

Таблица 2 – Результаты определения совместимости пластовых вод с подтоварной и сеноманской водой.

Результаты исследований совместимости пластовых вод с сеноманской и подтоварной водой показали, что пластовые воды двух скважин совместимы с сеноманской водой.

В условиях полимиктовых коллекторов очень важно контролировать гидратацию глин. И набухаемость глин коллекторов в закачиваемой воде не должно превышать значение их набухаемости в пластовой воде. В результате по методике, были проведены исследования по определению набухаемости глиняных частиц, характерных для юрских полимиктовых коллекторов Западной Сибири, в пластовой и сеноманской воде, а также в воде из скважин 1 и 2, которые прошли предыдущие тесты. Результат исследования представлен на рис. 2.

Рис. 2 - Динамика изменения относительного объема глинистых частиц в водах различных источников

Из графиков видно, что гидратация глин в сеноманской воде и воде из скважины №1 не превышает гидратацию глин в пластовой. Вода же из скважины №2 вызывает большее глинонабухание, чем пластовая, что в итоге может привести к закупориванию низкопроницаемых каналов.

Рис. 3 - Скорость коррозии стали марки Ст3 в различных типах воды

Заключительным этапом определяли, вызывают ли вода из скважины №1 и сеноманская вода коррозию внутрискважинного оборудования. Исследования процесса коррозии металла проводились методом поляризационного сопротивления, при котором скорость коррозии определяют, исходя из величины поляризационного тока и потенциала поляризации.

На рисунке 3 показаны зависимости скорости коррозии стали Ст3 от длительности проведения эксперимента для исследуемых жидкостей. Скорость коррозии стали марки Ст3 не должна превышать 0,1-0,12 мм в год.

По результатам исследования видно, что в данных условиях необходимо использование ингибитора коррозии совместно с выбранной водой.

Таким образом, в результате проведенных лабораторных физико-химических исследований, были установлены основные характеристики пластовых и подтоварных проб воды, которые рекомендуется учитывать при выборе рабочего агента для системы ППД. Анализ полученных в работе результатов лабораторных исследований, проведенных для условий западносибирских низкопроницаемых полимиктовых песчаников юрского возраста, позволит повысить эффективность заводнения, что в итоге обеспечит наиболее полное извлечение нефти из недр.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. ГОСТ 18995.1-73 «Продукты химические жидкие. Методы определения плотности».

2. Бурдынь Т.А., Закс Ю.Б. Химия нефти, газа и пластовых вод. Изд. 2-е, перераб и доп. Учебник. М., «Недра», 1978, 277с.

3. ОСТ 39-231-89 «Вода для заводнения нефтяных пластов. Определение содержания механических примесей в речных и промысловых водах».

4. ОСТ 39-225-88 "Вода для заводнения нефтяных пластов. Требования к качеству"

5. Силин М.А., Магадова Л.А., Цыганков В.А., Мухин М.М., Давлетшина Л.Ф. Кислотные обработки пластов и методики испытаний кислотных составов: Учебное пособие для студентов вузов. – М. РГУ имени И.М. Губкина, 2011. – 120с.

6. Гудок Н.С. Определение физических свойств нефтеводосодержащих пород: Учеб. пособие для вузов/Н.С.Гудок, Н.Н.Богданович, В.Г.Мартынов – М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2007. – 592с.

Код для цитирования: Скопировать