Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка энергоэффективной технологии проведения щелевой гидропескоструйной перфорации для повышения продуктивности нефтяных пластов

Номер контракта: 14.577.21.0143

Руководитель: Галкин Сергей Владиславович

Должность руководителя:

Докладчик: Чернышов Сергей Евгеньевич, Доцент кафедры НГТ ПНИПУ, зам. декана ГНФ по НИР

Организация: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет"
Организация докладчика: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет"

Аннотация скачать
Постер скачать
Ключевые слова:
глубокая нефтедобывающая скважина, ориентированная перфорация скважин, скважинная добыча нефти, заканчивание скважин, повышение производительсности скважин, технология крепления скважин, строительство нефтяных и газовых скважин

Цель проекта:
1. Основная задача ПНИ – научное обоснование и конструкторско-технологическое решение по использованию гидропескоструйного перфоратора при проведении щадящего метода вторичного вскрытия продуктивных пластов нефтедобывающих скважин с использованием новых материалов и технологий. Использование гидропескоструйного перфоратора при проведении вторичного вскрытия продуктивного пласта с модулем для пространственной ориентации является новой идеей, которая позволит во-первых с учетом ДНС горного массива выбирать направление целевых каналов, а во-вторых позволит подготовить скважину к проведению направленного ГРП в будущем. 2. Целью проекта является разработка энергоэффективной технологии проведения щелевой гидропескоструйной перфорации для повышения продуктивности нефтяных пластов, обеспечивающей снижение энергозатрат на 10 % и повышение продуктивности на 14 %.

Основные планируемые результаты проекта:
1. Получены результаты исследований научных основ технологии проведения вторичного вскрытия продуктивного пласта ориентированной щелевой гидропескоструйной перфорацией, которые позволят сформулировать технические и технологические требования к гидропескоструйному перфоратору (ГП) и блоку ориентации (БО). Установлены закономерности струйного движения и действие струи на преграду и режимы технологических операций. Результаты теоретических исследований позволяют прогнозировать формирование от 8 до 24 щелевых отверстий за один спуск ГП. Снижение напряженного состояния горных пород будет способствовать созданию новых путей фильтрации флюидов.
Выполнен технологический анализ методов получения и обработки материалов, а также возможности освоения производством, которые позволят произвести выбор материалов и технологии изготовления экспериментальных образцов ГП и БО.Подготовлено техническое задание на разрабатываемые экспериментальные образцы оборудования, включающие требования к изготовлению, сборке и испытаниям. Индустриальному партнеру проекта рекомендовано рассмотреть возможность разнесения насадок ГП на 90 градусов по окружности корпуса перфоратора. Разработаны технические задания на экспериментальные образцы гидропескоструйного перфоратора и блока ориентирования. Разработана эскизная конструкторская документация на экспериментальные образцы ГП и БО. Разработана программа и методика исследовательских испытаний образцов ГП и БО.На следующем этапе выполнения работ по проекту планируется изготовление экспериментальных образцов гидропескоструйного перфратора и блока ориентирования, а также проведение исследовательских испытаний данных образцов оборудования. Рекомендации по обеспечению технически успешного проведения вторичного вскрытия продуктивных пластов в различных горно-геологических условиях. Монтаж стендов для экспериментальной проверки разработанных ГП и БО. ТЭО разработки. Проект технического задания на ОКР. Технические требования и предложения по разработке и производству и эксплуатации ГП и БО для Индустриального партнера. Разработка программы работ по проведению ориентированной щелевой гидропескоструйной перфорации (ОЩГПП). Подготовка к опытно-промышленным испытанийм на нефтяной скважине.
2. В результате выполнения научных исследований будет разработана энергоэффективная технология ОЩГПП, гидропескоструйный перфоратор и блок ориентации. В состав экспериментального образца разрабатываемого перфоратора должны входить гидропескоструйный перфоратор и блок ориентации. Блок ориентации должен обеспечивать определение направления действия насадок гидропескоструйного перфоратора с погрешностью ± 10°. Конструкция гидропескоструйного перфоратора должна обеспечивать формирование щелевых отверстий в обсадной колонне, цементном камне и горных породах глубиной не менее 0,4 м, длиной не менее 0,25 м и шириной не менее 0,03 м. Конструкция гидропескоструйного перфоратора должна обеспечивать формирование за 1 рейс не менее 8 щелевых отверстий при формировании за одну операцию 4 щелевых отверстий. Конструкция гидропескоструйного перфоратора должна обеспечивать формирование не менее 4 щелевых отверстий на 1 погонный метр обсадной колонны. Конструкция гидропескоструйного перфоратора и блока ориентации должны обеспечивать их применение в скважинах диаметром не менее 146 мм.

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
1. В результате выполнения научного проекта будут разработаны гидропескоструйный перфоратор и блок ориентации для проведения ОЩГПП, а также регламент по вторичному вскрытию продуктивных пластов с применением разработанной энергоэффективной технологии для повышения продуктивности нефтяных пластов, учитывающей напряженно-деформированное состояние горных пород продуктивного объекта.
2. За счет создания радиальных щелевых каналов будет достигнуто снижение напряженного состояния горных пород и получена большая площадь фильтрации флюидов, даже в сравнении с открытым стволом, что очевидно способствует созданию новых путей фильтрации и повышению производительности нефтедобывающей скважины. С учетом азимута направления максимального стресса появляется возможность проведения ориентированной ЩГПП, что позволит повысить производительсность скважин за счет эффективного снижения НДС горных пород коллекторов, а также подготовить скважину к проведению направленного ГРП в будущем.
3. В результате проведения патентных исследований выявлены аналоги из числа лучших щелевых гидропескоструйных перфораторов. За базовый образец для сопоставленного анализа был принят патент России №126051, Янкареев Сергей Максимович. По своим техническим характеристикам создаваемый объект не уступает лучшим аналогам, что обеспечит его реализацию на российском рынке. Для блока ориентации в качестве аналогичных работ был выбран патент России №2471066, ШЛЮМБЕРГЕР ТЕКНОЛОДЖИ Б.В. (NL). По своим техническим характеристикам создаваемый объект не уступает лучшим аналогам, что обеспечит его реализацию на российском рынке.
4. Имеющийся у исполнителя и соисполнителей проекта опыт работ и научно-технический задел, а также применение заявленных уникальных научных установок, объектов зарубежной инфраструктуры сектора исследований и разработок позволят на высоком уровне выполнить все работы по проекту и обеспечить достижение заявленных результатов. Все работы выполняются в соответствии с утвержденным планом-графиком. Имеющиеся риски обусловлены заинтересованностью Индустриального партнера результатами научных исследований и экономической обстановкой в регионе, нефтедобывающей промышленности и стране.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
1. Результаты реализации научного проекта будут востребованы как внутри научного сообщества, так и представителями потенциальных потребителей результатов научно-исследовательских и опытно-конструкторских (опытно-технологических) работ. Нефтедобывающие и сервисные компании - ОАО "РОСНЕФТЬ", ПАО "ЛУКОЙЛ", ОАО «Татнефть», ОАО «Башнефть» и другие. Нефтедобывающие предприятия РФ, обладающие большим фондом малодебитных скважин (ОАО «Татнефть», ОАО «Башнефть», ООО ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ» и др.). Промышленные предприятия, занимающиеся разработкой, изготовлением и сбытом специализированного оборудования для нефтедобывающих компаний (ОАО «ЛЕПСЕ», ЗАО «Новомет», ОАО «Алнас» и.т.д.). Соисполнитель по проекту: ООО "МИП "ИНТЭК" (г. Пермь), как предприятие, занимающееся разработкой, организацией изготовления и проведением опытно-промысловых испытаний инновационного оборудования нефтепромысловой отрасли, а также маркетинговыми исследованиями и постановкой продукции на серийное производство.
Потребителями результатов ПНИ могут быть подрядные буровые организации и организации, занимающиеся проектированием разработки нефтяных и газовых месторождений. В будущем планируется внедрение результатов на таких предприятиях как ООО «Газпром добыча
Астрахань», ООО «РН-КрасноярскНИПИнефть» и др.
2. Необходимость и востребованность практического внедрение результатов разработок обусловлено наличем проблем с ранним обводнением продукции скважин и разработкой старых нефтяных месторождений. Так например ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ» имеет в настоящее время ряд проблем связанных с ранним обводнением продукции скважин, с которыми столкнулись нефтяники при проведении кумулятивной перфорации на скважинах. Аналогичная проблемы возникают и при вторичном вскрытии продуктивных пластов кумулятивными методами у других нефтедобывающих предприятий Пермского края.
3. Результаты реализации научного проекта помогут в решении комплексных задач по повышению качества заканчивания скважин с учетом геомеханических сведений о состоянии горного массива вблизи скважины. Применение разрабатываемого метода щадящего вскрытия продуктивных пластов позволит повысить продуктивность скважин, обеспечит сохранность и герметичность крепи обсадных колонн, предотвратит раннее обводнение продукции скважин и позволит подготовить скважины к проведению направленного ГРП в будущем при реализации методов увеличения нефтеотдачи.
4. Безусловно результаты совместных исследований с применением объектов зарубежной инфраструктуры позволят укрепить международные связи и наладить сотрудничество, приведет к планированию и проведению новых совместных исследований и разработок. Кроме того, участие в российских и международных научных конференциях позволит повысить популярность науки в России и узнаваемость за рубежом. Реализация проекта позволит повысить качество материально-технической оснащенности для проведения исследований.

Текущие результаты проекта:
Получены результаты исследований научных основ технологии проведения вторичного вскрытия продуктивного пласта ориентированной щелевой гидропескоструйной перфорацией, которые позволят сформулировать технические и технологические требования к гидропескоструйному перфоратору (ГП) и блоку ориентации (БО). Установлены закономерности струйного движения и действие струи на преграду и режимы технологических операций. Результаты теоретических исследований позволяют прогнозировать формирование от 8 до 24 щелевых отверстий за один спуск ГП. Снижение напряженного состояния горных пород будет способствовать созданию новых путей фильтрации флюидов.
Выполнен технологический анализ методов получения и обработки материалов, а также возможности освоения производством, которые позволят произвести выбор материалов и технологии изготовления экспериментальных образцов ГП и БО.
Подготовлено техническое задание на разрабатываемые экспериментальные образцы оборудования, включающие требования к изготовлению, сборке и испытаниям. Индустриальному партнеру проекта рекомендовано рассмотреть возможность разнесения насадок ГП на 90 градусов по окружности корпуса перфоратора. Разработаны технические задания на экспериментальные образцы гидропескоструйного перфоратора и блока ориентирования. Разработана эскизная конструкторская документация на экспериментальные образцы ГП и БО. Разработана программа и методика исследовательских испытаний образцов ГП и БО.