Повышение продуктивности и реанимация скважин

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

керамике. Проницаемость керна по воздуху 0,1 мкм2, пористость 31 %. В качестве модели нефти использовали смесь вазелинового масла с керосином вязкостью 3,42 мПа с и плотностью 804 кг/м3. Пористую среду предварительно насыщали под вакуумом дистиллированной водой и осуществляли ее фильтрацию под давлением 2,0 МПа. Далее воду вытесняли моделью нефти. Остаточная связанная вода составила 26,2 % от объема пор. После фильтрования трех объемов пор модель выдерживали в течение 2 сут до завершения процессов адсорбции, затем через пористую среду фильтровали еще три объема пор нефти. На приготовленной таким образом модели пласта производили вытеснение модели нефти водой при среднем градиенте давления 0,1 МПа/м, скорости фильтрации 75 м/год. После прокачки трех объемов пор воды и прекращения вытеснения нефти коэффициент нефтевытеснения составил 50 %.

Затем без прекращения процесса фильтрации произвели воздействие упругими колебаниями с частотой 60 Гц и пара-

метрами &ξ& = 2,0 м/с2, ξ = 16 мкм (интенсивность J =

= 46 Вт/м2). При этом наблюдалось дополнительное вытеснение нефти из пористой среды. После прокачки двух объемов пор Vпор и прекращения процесса довытеснения нефти коэф-

Рис. 3.1.11. Динамика вытеснения нефти водой из искусственного керна. Проницаемость керна по воздуху k = 0,1 мкм2, пористость m = 31 %

65

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

фициент вытеснения τн возрос до 58,5 %. Полученная в ходе опытов кривая изменения коэффициента вытеснения нефти представлена на рис. 3.1.11.

Модели пласта с естественными кернами

Для проведения опытов использовали модель пласта, составленную из пакета естественных кернов Лазаревского месторождения АО "Урайнефтегаз" скв. 10134, интервал отбора 2078–2082 м. Керны были отшлифованы, подогнаны друг к другу торцами и склеены по окружностям торцов клеем, приготовленным на основе жидкого стекла с добавлением талька. Проницаемость данной модели по воздуху составила 0,030 мкм2, пористость 17,1 %. Расчетный средний диаметр поровых каналов d = 6,7 мкм. В качестве модели нефти использовали смесь керосина и вазелинового масла с добавлением нефти Мордово-Кармальского битумного месторождения АО "Татнефть". Вязкость модели нефти равнялась 3,42 мПаc, плотность 804 кг/м3.

Пористую модель предварительно насыщали под вакуумом дистиллированной водой, затем осуществляли ее фильтрацию под давлением 1,8 МПа. Далее воду вытесняли нефтью до прекращения выхода следов воды. Остаточная водонасыщенность составила 33 % объема пор. Пористую модель выдерживали в течение 2 сут до завершения адсорбционых явлений, далее через нее фильтровали нефть в объеме, равном тройному объему пор.

На подготовленной подобным образом модели проводили фильтрационное вытеснение нефти водой при скорости фильтрации 56 м/год. В момент прорыва воды коэффициент нефтевытеснения τн составил 40 %, а при дальнейшей фильтрации его увеличения не произошло.

Без прекращения фильтрации включением излучателя упругих колебаний произвели воздействие с параметрами

&ξ& = 1,2 м/с2, ξ = 1,5 мкм (интенсивность J = 1,46 Вт/м2).

При этом происходило дополнительное вытеснение нефти из пористой среды керна, после прохождения двух поровых объемов воды через керн коэффициент вытеснения возрос до 46 %.

66

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Рис. 3.1.12. Динамика вытеснения нефти водой из нефтенасыщенного естественного керна. Проницаемость керна по воздуху k = 0,03 мкм2, пористость

m = 17,1 %

Кривая изменения коэффициента вытеснения нефти представлена на рис. 3.1.12.

3.1.3. ДОВЫТЕСНЕНИЕ НЕФТИ В УСЛОВИЯХ ИЗМЕНЕНИЯ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ВЫТЕСНЯЮЩИХ ФЛЮИДОВ

В данной серии опытов использовали нефтенасыщенные керны пашийского горизонта Мухановской площади АО "Самаранефтегаз" НГДУ "Первомайнефть". Подготовку образцов пористой среды, жидкостей и модели пласта для проведения фильтрационных исследований осуществляли согласно отраслевому стандарту.

Для создания связанной воды использовали модель пластовой воды Мухановской площади, представляющую собой минерализованную воду, соотношение солей, а также вязкость и плотность которой соответствовали промысловым параметрам. Пористую среду насыщали изовискозной нефтью, представляющей собой смесь петролейного эфира и дегазированной нефти из фонтанирующей скв. 930 Мухановской площади.

67

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Параметры образцов пористой среды в исследуемых моделях пласта и физические свойства опытных жидкостей представлены соответственно в табл. 3.1.1 и 3.1.2.

После соответствующей подготовки моделей производили вытеснение из них нефти отобранной на промысле попутной водой, которая в определенные периоды вытеснения замещалась реагентным водным раствором. В качестве последнего использовали реагентную композицию Гипровостокнефти на основе водных растворов ПАВ. Фильтрационное вытеснение проводили при постоянных расходах, при скоростях фильтра-

Таблица 3.1.1

Параметры нефтенасыщенных кернов

Таблица 3.1.2

Физические свойства жидкостей

68

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

ции 100–500 м/год, с непрерывной записью на самописцах перепада давления на модели.

Оценку влияния упругих колебаний на процессы фазового довытеснения в условиях изменения физико-химических свойств вытесняющих флюидов выполняли в ходе этапов эксперимента, показанных на рис. 3.1.13. Первый этап заключался в вытеснении нефти водой из пористой модели пласта вплоть до полного прекращения выхода следов нефти из модели (см. рис. 3.1.13, этап 1). Затем без прекращения фильтрации включали излучатель и осуществляли виброволновое воздействие (этап 2). После прекращения инициируемого воздействием довытеснения нефти излучатель выключали, а воду без изменения скорости фильтрации замещали реагентным раствором (этап 3). В ходе этапа 4 вновь включали излучатель и также без изменения скорости фильтрации исследовали вытеснение нефти реагентным раствором уже в поле упругих колебаний.

Рис. 3.1.13. Динамика вытеснения нефти водой при сочетании виброволнового и физико-химического воздействия. Проницаемость керна по воздуху

k = 0,143 мкм2, пористость m = 14,5 %

69

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Результаты эксперимента показали, что при вытеснении нефти водой из керна без воздействия коэффициент вытеснения τн не превышает 37 %. Наложение поля упругих колебаний на пористую среду приводит к дополнительному вытеснению нефти, при этом коэффициент вытеснения τн достигает значения 41%. Последующая закачка композиции ПАВ дает увеличение вытеснения нефти только при включении поля упругих колебаний (этап 4). В целом сочетание виброволнового и физико-химического воздействия дает существенный добавочный прирост вытеснения нефти из пористой среды. Коэффициент вытеснения при этом достигает 46 %.

3.2. ИССЛЕДОВАНИЕ КАПИЛЯРНОЙ ПРОПИТКИ НЕФТЕНАСЫЩЕННЫХ КЕРНОВ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ УПРУГИХКОЛЕБАНИЙ

Капиллярное пропитывание играет весьма существенную роль в процессах вытеснения нефти из пластов при их заводнении. Его роль возрастает в неоднородных, а также низкопроницаемых пластах [174, 175].

Явление изменения скорости капиллярного пропитывания пористых материалов в поле ультразвуковых колебаний известно достаточно давно, на практике это явление используется в легкой промышленности (кожевенной, текстильной, медицинской и др.) Влияние низкочастотных пульсаций давления на прямоточную капиллярную пропитку нефтенасыщенных пористых сред экспериментально исследовалось в работе [42]. Однако, согласно используемой лабораторной методике, там фактически моделировался процесс низконапорного вытеснения нефти, сопровождавшийся также капиллярным пропитыванием. Капиллярная пропитка как отдельное явление на нефтенасыщенных образцах пористой среды при воздействии низкочастотными упругими колебаниями практически не изучалась.

Для исследования процесса капиллярной пропитки насыщенных кернов использовали экспериментальную установку, позволяющую проводить исследования при нормальных и приближенных к пластовым условиях с возможностью моделирования свободного акустического поля при воздействии упругими колебаниями.

Схема лабораторной установки показана на рис. 3.2.1. Образец пористой среды 9 помещается внутри камеры вы-

сокого давления, выше которой расположен мерник 5. Сбоку и

70

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

снизу камеры закреплены излучатели упругих колебаний 3. Образец пористой среды через систему согласующих пластин 11 соединен с акустическим волноводом свободного поля – фундаментом 8. Для питания излучателей служат звуковые генераторы 1 типа ГЗ-33 с усилителями мощности 2 типа 100У-101 или ТУ-600. Для контроля и регистрации параметров упругих колебаний используются датчики 6, сигналы с которых поступают на милливольтметр 4 типа ВЗ-56, ВЗ-55 или измеритель ВШВ-003. Для поддержания заданного рабочего давления служит буферная разделительная колонка 7. Через окно 10 можно наблюдать торцовую поверхность керна и регистрировать появление и отрыв капель нефти. Установка размещена внутри термостатируемой камеры с постоянной температурой 27 °С.

Образцы пористой среды экстрагируются спиртобензольной смесью, отмываются от солей и сушатся при температуре 70 °С. Производится определение их коллекторских свойств и насыщение водой под вакуумом с взвешиванием до и после насыщения. Путем капиллярной вытяжки по методу В.М. Бе-

Рис. 3.2.1. Схема лабораторной установки для исследования капиллярной пропитки нефтенасыщенных кернов при воздействии упругими колебаниями

71

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

резина в кернах создается определенное содержание связанной воды, после чего они насыщаются керосином, а затем нефтью посредством ее фильтрации через керн в объеме, равном двумтрем объемам пор. Такой же объем нефти профильтровывается еще через 2 сут – после завершения адсорбционных процессов. Подготовленный таким образом керн помещается в камеру прибора капиллярной пропитки, камера заполняется дегазированной под вакуумом водой, в ней создается рабочее давление. Момент заполнения камеры водой фиксируется как время начала процесса капиллярной пропитки. Замер объема вытесненной нефти производится по мернику, в котором собираются капли всплывающей нефти. Визуальное наблюдение через смотровое окно позволяет регистрировать появление капель нефти.

Используется также альтернативная методика, в которой обжим керна осуществляется при помощи сплава Вуда. При этом керн предварительно экстрагируется и сушится. Далее он помещается в камеру высокого давления и при температуре 80 °С зазор между керном и стенкой камеры заливается сплавом Вуда. Керн в камере насыщается нефтью под вакуумом или путем фильтрации под давлением. Далее камера разбирается для определения объема нефти в керне методом взвешивания. Данная величина может также определяться по разнице объемов вошедшей и вышедшей через керн в ходе фильтрации нефти. Для моделирования связанной воды керн сначала под вакуумом насыщается водой, которая затем вытесняется нефтью при фильтрации по методике, принятой для кернодержателя с насыпным грунтом, и по количеству вытесненной воды определяется начальная нефтенасыщенность. Установку собирают, верхнюю и нижнюю части камеры высокого давления заполняют дегазированной водой, соединяют их уравнивающей трубкой, поднимают давление до рабочего. С этого момента проводится отсчет процесса капиллярной пропитки.

Воздействие упругими колебаниями производится либо с начала процесса, либо после прекращения процесса самопроизвольного вытеснения нефти. Включением одного из двух излучателей колебаний осуществляется распространение упругих колебаний либо по оси керна, либо поперек него.

72

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Таблица 3.2.1

Характеристики образцов пористой среды и насыщающих жидкостей

В опытах использовались естественные керны Мончаровского АНК "Башнефть", Когалымского АО "Лукойл-Кога- лымнефтегаз", Талинского АО "Кондпетролеум" месторождений, а также искусственные керны, изготовленные в НИИСтройкерамике. Керны насыщались нефтью Максимовской площади Югомашевского месторождения НГДУ "Краснохолмскнефть" АНК "Башнефть" или для изменения вязкости – смесью нефти с керосином.

Характеристики образцов пористой среды и насыщающих жидкостей представлены в табл. 3.2.1.

73

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

3.2.1. КАПИЛЛЯРНАЯ ПРОПИТКА С ТРАПНЫМИ НЕФТЯМИ ПРИВНЕШНИХ ДАВЛЕНИЯХ ДО 1 Мпа

Результаты данной серии экспериментов представлены на рис. 3.2.2 и 3.2.3 в виде кривых изменения коэффициента нефтевытеснения во времени процесса самопроизвольного пропитывания нефтенасыщенных кернов водой.

Периоды колебательного воздействия показаны штрихованными полосами. Образцы кернов 1 и 2 характеризуются близкими значениями пористости, но существенно различаются по значениям проницаемости (0,611 и 0,035 мкм2 соответственно).

В образце 1 самопроизвольное пропитывание возникает с

Рис. 3.2.2. Динамика капиллярной пропитки водой нефтенасыщенных кер-

нов при циклическом включении поля упругих колебаний:

I – нефтевытеснение для образца 1; II – нефтевытеснение для образца 2; периоды

74