Моделирование состояния жидких и взвешенных твердых фаз продуктивных пластов в поле упругих колебаний

ВВЕДЕНИЕ

В течение  последних лет повышается интерес  специалистов нефтяной и газовой отраслей к практическому использованию новых высокоэффективных и рентабельных технологий, обеспечивающих стабильное поддержание, а также прирост добычи нефти в сложных геолого-промысловых условиях.

Ввод новых  месторождений в эксплуатацию не может обеспечить в настоящее время восполнение извлекаемых запасов и компенсировать текущее падение добычи нефти на эксплуатируемых месторождениях, и к тому же вводимые в разработку залежи, как правило, представлены низкопродуктивными, высоконеоднородными и слабопроницаемыми коллекторами, а запасы нефти в них относятся к категории трудноизвлекаемых. Сегодня основной объем добычи нефти приходится на месторождения, введенные в эксплуатацию к 80-м годам нашего столетия, где в прошлые годы наблюдался неоправданно интенсивный отбор нефти, что привело к нарушению оптимальных режимов эксплуатации, высокому обводнению добываемой продукции, существенному загрязнению призабойных зон нагнетательных скважин и даже пластов из-за недопустимо низкого качества большого объема закачиваемой в скважины воды.

Осложнения  эксплуатации месторождений связаны  с работой как добывающих, так  и нагнетательных скважин.

Во-первых, это  затруднения, часто просто невозможность освоения скважин после бурения или ремонта, связанные со сложными физико-геологическими характеристиками месторождений, например с низкой проницаемостью и неоднородностью коллекторов, большой глубиной залегания продуктивных пластов и др. Как показывает опыт последних лет, весьма существенные трудности возникают при освоении горизонтальных скважин, а также наклонных стволов, пробуренных из действующих вертикальных скважин.

Во-вторых, это существенное падение, часто полное прекращение отбора нефти из добывающих скважин или закачки воды в нагнетательные скважины, связанное с накоплением загрязнителей на основных фильтрационных полях и ухудшением фильтрационных характеристик при-забойных зон скважин в процессе эксплуатации. Сюда же следует отнести сложности обеспечения закачки воды при переводе скважин из фонда добывающих в нагнетательные.

В-третьих, это  высокая обводненность добываемой из скважин продукции, часто обусловленная лишь прорывом воды по высокопроницаемому интервалу пласта или пропластку, но приводящая к остановке скважин из-за нерентабельности их дальнейшей эксплуатации.

В результате практически во всех нефтяных регионах страны существует весьма значительный фонд бездействующих скважин. Если учесть, что стоимость восстановления - реанимации бездействующих, аварийных скважин во много раз меньше объема капитальных вложений на бурение новых скважин с эквивалентной добычей нефти, то ввод последних в эксплуатацию оказал бы более чем заметное влияние на показатели эффективности работы нефтяной отрасли.

Существующие  традиционные методы и технологии восстановления производительности скважин не обладают достаточной как технологической, так и экономической эффективностью, и зачастую их применение на промыслах безрезультатно, несмотря на значительные усилия и затраты. Кроме того, применение многих из них приводит к необратимым эффектам последействия, исключающим последующее использование других, более перспективных методов, которые могли бы появиться в будущем. Но что особенно важно - при этом также наносится ущерб экологическому равновесию природной среды.

Тема работы - использование  физических полей упругих колебаний  в методах повышения продуктивности скважин и нефтеотдачи пластов. Для внедрения физического поля в насыщенные пористые среды не требуется наличия фильтрационных каналов. Наряду с низкочастотностью упругих колебаний это обусловливает незначительное поглощение колебательной энергии в продуктивных породах пласта и существенную эффективную глубину обработки призабойной зоны пласта. Вместе с тем сочетание виброволнового воздействия с закачкой растворов химреагентов кратно повышает эффективность обработок скважин. При этом воздействие упругими колебаниями не наносит ущерба естественному состоянию природной среды.

Впервые метод обработки  призабойных зон нагнетательных и добывающих скважин, использующий виброволновое воздействие, был испытан на нефтяных промыслах еще в 60-х годах, и сразу же были получены достаточно обнадеживающие данные по его технологической эффективности. Тем не менее дальнейший опыт показал, что для достижения высокой успешности и рентабельности метода, при его применении в осложненных геолого-промысловых условиях эксплуатации скважин, необходимо осуществление целого ряда теоретических, лабораторных и промысловых исследований, конструкторских и технологических изысканий.

Основной объем научных  исследований, как теоретических, так и лабораторных, выполнен авторами во время их работы в НПО "Союзнефтеотдача" (НИИнефтеотдача), в дальнейшем работы были продолжены в научно-производственной фирме "Ойл-Инжиниринг". Стендовые и промысловые исследования проведены авторами на базе нефтегазодобывающих предприятий АНК "Башнефть", АО "Татнефть" при участии ряда работников этих предприятий, а также сотрудников БашНИПИнефти и ТатНИПИнефти. Базовыми предприятиями по опытно-промысловым работам (ОПР) и внедрению разработанных авторами книги технологических процессов являются НГДУ "Елховнефть", предприятия "Елховсервис" и "Акмай" АО "Татнефть", НГДУ "Арланнефть" и "Краснохолмскнефть" АНК "Башнефть".

За содействие в проведении всего комплекса  работ авторы приносят искреннюю благодарность канд. геол.-минер. наук B.C. Асмоловскому, канд. техн. наук А.А. Архипову, А.Б. Баймурзину, д-ру техн. наук В.Г. Базарову, К. Бергхоферу, К.О. Буторину, К.Х. Гайнуллину, П.Д. Гостюхину, В.Я. Иванову, В.В. Ивахину, И.А. Исхакову, Н.Г. Кама-лову, д-ру техн. наук 1Н.Ф. Кагармано1у[ О.В. Каптелинину, М.Ш. Каюмову, Г.Ф. Кандауровой, д-ру физ.-мат. наук О.Л. Кузнецову, В.А. Левкину, Ю.В. Лукьянову, С.Н. Ма-хаеву, A. Мендибуру, Э. Мендибуру, д-ру геол.-минер. наук Р.Х. Муслимову, А.З. Нафикову, д-ру физ.-мат. наук Р.И. Нигматулину, М.Б. Носову, канд. техн. наук А.Г. Нугайбекову, канд. техн. наук Р.А. Нугайбекову, Н.Н. Панферовой, П.А. Парфенову, А.Н. Прыткову, канд. техн. наук Ю.В. Ревизскому, д-ру техн. наук Э.М. Симкину, С.Н. Солоницину, д-ру техн. наук 1М.Л. Сургучеву], канд. техн. наук А.Ш. Сыртланову, М.М. Суфиярову, В.Г. Тарасенко, канд. техн. наук К.С. Фазлутдинову, д-ру техн. наук А.Я. Хав-кину, д-ру геол.-минер. наук Н.Ш. Хайрединову, д-ру геол.-минер. наук Р.С. Хисамову, К.А. Шустову, д-ру техн. наук И.Г. Юсупову и др.