Регистрация / Вход
Прислать материал

14.577.21.0143

Аннотация скачать
Постер скачать
Общие сведения
Номер
14.577.21.0143
Тематическое направление
Рациональное природопользование
Исполнитель проекта
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет"
Название доклада
Разработка энергоэффективной технологии проведения щелевой гидропескоструйной перфорации для повышения продуктивности нефтяных пластов
Докладчик
Чернышов Сергей Евгеньевич
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Разработка энергоэффективной технологии проведения щелевой гидропескоструйной перфорации для повышения продуктивности нефтяных пластов, обеспечивающей снижение энергозатрат на 10 % и повышение продуктивности на 14 %.
Актуальность и новизна исследования
Современные проблемы добычи углеводородов напрямую связаны с высокой обводненностью продукции скважин. Одной из причин обводнения продукции является вторичное вскрытие продуктивных пластов методами кумулятивной перфорации, при которой в интервале перфорации создается высокие импульсы давлений, при которых происходит увеличение диаметра труб обсадных колонн и в результате разрушение цементного камня за эксплуатационной колонной, нарушается плотность контакта между эксплуатационной колонной и цементным камнем.
Как следствие появляются каналы заколонных перетоков, поступление в скважину воды из нижележащих и вышележащих водонасыщенных пластов, что и приводит к раннему обводнению продукции скважин, в ряде случаев до 98% после месяца эксплуатации объекта. В итоге нефтедобывающие предприятия вынуждены проводить ремонтные работы на вновь вводимых в эксплуатацию объектах, как следствие тратить значительные объемы финансовых средств, нести большие временные потери и убытки, что сказывается на экономике страны в целом.
Применение щадящего метода щелевой гидропескоструйной перфорации исключает возможность образования трещин в цементном камне и его разрушение, что снижает вероятность скорого обводнения продукции.
В настоящее время в России отсутствуют современное скважинное оборудование для успешного проведения щелевой гидропескоструйной перфорации, технические требования к технологическому оборудованию и технология проведения работ на скважине.
Описание исследования

Постоянный рост потребления углеводородного сырья мировой промышленностью требует увеличения объемов и качества буровых работ, что приводит не только к увеличению уровней добычи, но и наращиванию запасов углеводородов. С увеличением доли трудноизвлекаемых запасов остро стоит проблема создания качественной гидродинамической связи между продуктивным пластом и скважиной.

Технология ориентированной щелевой гидропескоструйной перфорации является эффективным методом безаварийного и надежного вскрытия продуктивного пласта, которая позволяет сохранить естественную проницаемость горных пород при первоначальном вызове или интенсификации притока и увеличить эффективный радиус скважины и площадь фильтрации.

Ориентированное щелевое гидропескоструйное вскрытие продуктивного пласта заключается в местном эрозионном разрушении колонны обсадных труб, цементного камня и горной породы при абразивном износе струей жидкости, содержащей песок и истекающей с большой скоростью из насадок гидропескоструйного перфоратора на стенку скважины. При истечении абразивной струи жидкости образуются конусообразные щели, по краям которых отсутствует деформация обсадной колонны, цементного камня и не происходит уплотнения горной породы.

Технология щелевой гидропескоструйной перфорации исключает возникновение высоких импульсов давлений в продуктивном интервале и имеет следующие преимущества:

1. Создание новых путей фильтрации благодаря снижению напряженного состояния призабойной зоны продуктивных пластов;

2. Многократное по сравнению с другими методами перфорации увеличение площади фильтрации в 2-8 раз;

3. Восстановление потенциальных  дебитов нефтедобывающих и значительное повышение результативности основных методов  воздействия на пласт нагнетательных скважин и другие.

Щелевая гидропескоструйная перфорация является основой направленного гидроразрыва пласта, так как при создании трещины в направлении максимального напряжения горной породы в разработку вовлекается максимальное количество остаточных запасов углеводородов, находящихся в невыработанных частях залежи.

Наиболее важными физико-механическими свойствами при выборе материалов гидропескоструйного перфоратора и блока ориентации являются пределы прочности, текучести, пропорциональности, пластичности, упругости, а также условные пределы упругости и текучести.

Для создания требуемой износостойкости и сохранения рабочих характеристик при эксплуатации насадки гидропескоструйного перфоратора выполнены из твердого сплава ВК-8.

Полученная обобщающая зависимость между интенсивностью эрозионного изнашивания эксплуатационной колонны и концентрацией абразива имеет важное значение для выбора рациональных режимов гидропескоструйной перфорации, а установленные корреляционные зависимости между глубиной образовавшейся в результате гидроструйного воздействия каверны и твердостью исследуемого материала.

Наиболее оптимальным для гидропескоструйной перфорации является массовое содержание кварцевого песка в потоке жидкости до 25% и для создания глубоких каналов перфорации следует использовать кварцевый песок увеличенных размеров (0,3-1,6 мм).

Изготовленные экспериментальные образцы гидропескоструйного перфоратора и блока ориентации успешно прошли исследовательские испытания на стенде.

Азимутальное направление струйных насадок определяется с помощью жесткого закрепления блока ориентации с гидропескоструйным перфоратором, что является необходимым условием для работы навигационной системы.

Для ориентирования гидропескоструйного перфоратора в скважине по направлению максимального напряжения горной породы с точностью до 2º на основании на основании проведенных исследований использована бесплатформенная инерциальная навигационная система GL-SVG022, использующая микромеханический гироскоп, обладающий точностью 0,5º. Размещение GLSVG022 в защитном корпусе обеспечит функционирование при температуре до 75 ºС и давлении до 30 МПа.

Результаты исследования

В ходе выполнения проекта получены следующие результаты:

1.  Научные основы технологии успешного проведения щадящего метода вторичного вскрытия продуктивного пласта ориентированной щелевой гидропескоструйной перфорацией.

2.  Рецептура жидкости песконосителя для реализации щелевой гидропескоструйной перфорации.

3.  Эскизная конструкторская документация на экспериментальные образцы гидропескоструйного перфоратора и блока ориентации.

4.  Экспериментальный образец гидропескоструйного перфоратора и блока ориентирования.

5.  Стенд для экспериментальной проверки разработанных гидропескоструйного перфоратора и блока ориентации.

6.  Рекомендации по обеспечению технически успешного проведения вторичного вскрытия продуктивных пластов в различных горно-геологических условиях.

7.  Технико-экономическое обоснование разработки гидропескоструйного перфоратора и блока ориентации.

8.       Проект технического задания на проведение опытно-конструкторских работ по теме: «Гидропескоструйный перфоратор и блок ориентации на различные типоразмеры и области применения».

9.       Программа работ и рекомендации по проведению щелевой гидропескоструйной перфорации.

Практическая значимость исследования
Внедрение результатов исследований позволит исключить раннее обводнение продукции нефтяных скважин, связанное с проведением кумулятивной перфорации на скважинах отечественных нефтедобывающих компаний.
Технология щелевой гидропескоструйной перфорации обеспечивает формирование щелевых отверстий, расположенных в направлении максимального напряжения горной породы, что создает условия для последующего эффективного гидроразрыва пласта и увеличения нефтеотдачи.
Использование ожидаемых результатов работы планируется в подрядных сервисных организациях и в институтах и организациях, занимающихся проектированием строительства и заканчивания скважин.