Цена доставки диссертации от 500 рублей 

Поиск:

Каталог / НАУКИ О ЗЕМЛЕ

Научно-практические основы применения физических полей в нефтяных скважинах с осложненными условиями эксплуатации

Диссертация

Автор: Мохов, Михаил Альбертович

Заглавие: Научно-практические основы применения физических полей в нефтяных скважинах с осложненными условиями эксплуатации

Справка об оригинале: Мохов, Михаил Альбертович. Научно-практические основы применения физических полей в нефтяных скважинах с осложненными условиями эксплуатации : диссертация ... доктора технических наук : 25.10.17 Москва, 2006 286 c. : 71 07-5/54

Физическое описание: 286 стр.

Выходные данные: Москва, 2006






Содержание:

Введение
1ТЕХНОЛОГИЯ НЕПРЕРЫВНОГО ГИДРОИМПУЛЬСНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА НЕФТЕНАСЫЩЕННЫЙ ПЛАСТ ЧЕРЕЗ ДОБЫВАЮЩУЮ СКВАЖИНУ ПРИ ОДНОВРЕМЕННОМ ОТБОРЕ ПРОДУКЦИИ
11Анализ применении вибрационных методов при разработке нефтяных месторождений
111Влияние вибросейсмического воздействия на свойства коллектора и насыщающие его флюиды
112Вибрационное и акустическое воздействие на призабойную зону скважин
ЫЗВиброволновое и вибросейсмическое воздействие на нефтяные пласты
1131Теоретические основы вибросейсмического воздействия
1132Вибросейсмическое воздействие с поверхности
Земли, практические результаты
12 Виброисточники, применяемые для воздействия на нефтяные пласты 42 121 Наземные виброисточники
122Импульсные скважинные виброисточники
123Принципиальная схема гидроимпульсной установки 55 1240сновные конструктивные элементы разработанной установки
Выводы к главе
2ПРОМЫСЛОВЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ УСТАНОВКИ И ТЕХНОЛОГИИ ВИБРОВОЛНОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА УЧАСТОК НЕФТЯНОЙ ЗАЛЕЖИ АЗНАКАЕВСКОЙ ПЛОЩАДИ РО-МАШКИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
21Краткая геолого-промысловая характеристика продуктивного объекта и история его разработки
22Проведение промысловых исследований установки виброволнового воздействия на залежь
23Результаты вибрационного воздействия в скв4435Д Центрально-Азнакаевской площади
24Анализ результатов промысловых исследований по вибровоздействию на Центрально-Азнакаеской площади Ромашкинского месторождения 89 241 Исследование отклика окружающих скважин на виброобработку
242Экспериментальное исследование капиллярного давления от водонасыщенности образцов керна
243Оценка размеров пор по результатам исследования капиллярного давления
244Механизм высокочастотного воздействия на пласт
2441Воздействие на низкопроницаемые нефтенасыщенные пропластки
2442Воздействие на высокопроницаемые частично промытые пропластки
Выводы к главе
ЗИССЛЕДОВАНИЕ ПРИЧИН, ПРИРОДЫ И ВЕЩЕСТВЕННОГО СОСТАВА ТВЕРДЫХ ОТЛОЖЕНИЙ В ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ СКВАЖИН И ВЛИЯНИЕ НА НИХ ГРАВИТАЦИОННОГО И МАГНИТНОГО ПОЛЕЙ 112 31Основные причины появления механических примесей в продукции скважин
320сновные факторы, определяющие разрушение коллектора в призабойной зоне скважин
33Экспериментальные исследования влияния некоторых факторов на появление механических примесей в продукции скважин
34Исследование природы механических примесей и их вещественного состава
35Некоторые факторы, влияющие на выпадение солей из растворов
36Анализ влияния напряженности магнитного поля на выделение карбоната кальция
Выводы к главе
4 РАЗРАБОТКА ОБОРУДОВАНИЯ И ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ СКВАЖИН С ПОВЫШЕННЫМ СОДЕРЖАНИЕМ МЕХАНИЧЕСКИХ ПРИМЕСЕЙ И ПРИ ОТЛОЖЕНИИ СОЛЕЙ, ИСПОЛЬЗУЮЩЕГО ГРАВИТАЦИОННОЕ И МАГНИТНОЕ ПОЛЯ 142 41Принципиальная схема установки для защиты погружного оборудования от механических примесей
411 Промысловые испытания разработанной системы
412Результаты ревизии установки после подъема из скважины
420ценка возможности применения системы магнитной очистки жидкости для предотвращения солевых отложений в добывающих скважинах
421Принципиальная схема установки для магнитной обработки продукции скважин
422Результаты экспериментального исследования эффективности магнитной ловушки
Выводы к главе
5СОЗДАНИЕ И РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ГАЗОСЕПАРАТОРОВ К ПОГРУЖНЫМ ЦЕНТРОБЕЖНЫМ ЭЛЕКТРОНАСОСАМ ВЫСОКОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ
51Обоснование схемы нового газосепаратора к насосам высокой производительности
52Результаты экспериментальных исследований разработанного газосепаратора, а также газосепараторов различных фирм
53Исследование влияния газосепаратора с диспергатором на работу электроцентробежного насоса
Выводы к главе
6РАСЧЕТНЫЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ НА ПРИЕМЕ И ВЫКИДЕ ПОГРУЖНОГО ЦЕНТРОБЕЖНОГО ЭЛЕКТРОНАСОСА 188 61 Всплытие пузырьков газа в неограниченном объеме жидкости
620тносительная скорость газа на режиме нулевой подачи
63Анализ промысловых данных для определения истинного газосодержания в затрубном пространстве
64Расчет давления на приеме насоса по устьевому давлению в затрубном пространстве
65Исследование процесса движения трехфазных смесей в вертикальных трубах ббОпределение характеристик газожидкостных подъемников обводненных скважин
67Методика расчета параметров водонефтегазового потока в добывающих скважинах
Выводы к главе

Введение:
Актуальность темы. В настоящее время многие нефтяные месторождения России вступили в завершающую стадию разработки, средняя обводненность добывающих скважин на таких месторождениях превышает 90% при достаточно низких коэффициентах нефтеотдачи. При достижении обводненности добываемой продукции 98-99%, эксплуатация таких скважин может оказаться нерентабельной. Фонд таких скважин на месторождениях, находящихся на поздней стадии разработки, весьма значителен, хотя извлекаемый потенциал нефти далеко не исчерпан. Поэтому весьма актуальна проблема доизвлечения нефти и повышения коэффициента нефтеотдачи из таких месторождений современными экологически безопасными, например, гидроимпульсными и виброволновыми методами воздействия. С другой стороны в разработку вводятся трудноизвле-каемые запасы, в частности, залежи в низкопроницаемых неоднородных коллекторах, для разработки которых создание энергоэффективных технологий, основанных на воздействии волновых полей на околоскважинную зону и неф-тенасыщенный коллектор, является оправданным для достижения более высоких технико-экономических показателей нефтедобывающего производства и экономически обоснованным в связи с высокими ценами на углеводородное сырье.
Поступающая из продуктивного коллектора продукция характеризуется целым рядом факторов, определяющих склонность к различного вида отложениям в погружном оборудовании, а сам коллектор - к разрушению, вследствие чего в продукции появляются механические примеси. При обводнении продукции скважин проблема образования и отложения солей в различных элементах добывающей системы становится одной из основных. Указанные особенности продукции добывающих скважин в ряде случаев существенно осложняют процесс добычи нефти, снижая не только дебит скважин, но и работоспособность погружного оборудования вплоть до его полной остановки.
К настоящему времени предложены различные методы борьбы с указанными осложнениями, но проблема остается достаточно острой и актуальной.
Продукция реальных скважин представлена дисперсной системой, в процессе движения которой происходят сложные физико-химические процессы, изменяющие свойства этой системы. Получение зависимостей для гидродинамического расчета основных потерь энергии движущейся продукции в гравитационном поле также представляет несомненный практический интерес. Цель работы. Совершенствование и развитие теории и практики подъема сложной скважинной продукции с учетом фазовых превращений, разработка технологий и оборудования для воздействия на неоднородный нефтяной пласт с целью повышения эффективности разработки и эксплуатации скважин с осложненными условиями с использованием различных физических полей. Основные задачи исследований.
1. Разработка технологий, оборудования и проведение промысловых исследований гидроимпульсного воздействия на нефтяную залежь с целью увеличения добычи нефти из продуктивного коллектора, увеличения коэффициента нефтеотдачи, снижения обводненности добываемой продукции и увеличения продуктивности добывающих скважин.
2. Исследование причин, природы и вещественного состава твердых отложений в погружном оборудовании в процессе эксплуатации скважин и влияния на них гравитационного и магнитного полей.
3. Разработка технологии и погружного оборудования для эксплуатации скважин с повышенным содержанием механических примесей и при отложении солей.
4. Экспериментальное исследование поведения дисперсных систем (газожидкостной смеси) в поле центробежных сил применительно к созданным центробежным газосепараторам высокой производительности.
5. Экспериментальное исследование движения водонефтегазовых смесей в гравитационном поле с целью разработки методики расчета промысловых газожидкостных подъемников.
6. Обобщение теоретических и экспериментальных (промысловых) исследований с целью определения истинной доли газа в затрубном пространстве скважин с учетом определяющих параметров эксплуатации скважин погружными насосными установками.
Методы решения поставленных задач. Решение поставленных задач производилось в соответствии с общепринятой методикой выполнения научных исследований, включающей анализ и обобщение предшествующих исследований, разработку рабочих гипотез и концепций, аналитические, лабораторные и промысловые исследования, разработку технологических процессов и их методического обеспечения. Научная новизна
1. Разработана технология гидроимпульсного воздействия на нефтенасы-щенный коллектор, основанная на распространении упругих колебаний давления в пласте, позволяющая увеличить добычу нефти из залежи, снизить обводненность добываемой продукции, увеличить коэффициент нефтеизвлечения.
2. Впервые установлено, что помимо послойной и зональной неоднородности на Азнакаевской площади Ромашкинского месторождения существует мелкомасштабная «крапчатая» неоднородность, которая представлена включениями небольших размеров (от долей до нескольких сантиметров по осям) с малым размером пор и, следовательно, с резко пониженной проницаемостью.
3. Выдвинута гипотеза, что источником преобразования низкочастотных колебаний в высокочастотные при волновых методах воздействия на нефтяную залежь может служить мелкомасштабная «крапчатая» неоднородность.
4. Экспериментально установлено, что природа механических примесей в продукции добывающих скважин различна и может идентифицироваться по вещественному составу, но доминирующими причинами их появления в значительных количествах является разрушение цементирующего вещества и самого продуктивного коллектора вследствие изменения его напряженного состояния.
5. Разработано оборудование для эксплуатации скважин с повышенным содержанием механических примесей и при отложении солей с использованием магнитного и гравитационного полей.
6. Разработан газосепаратор к погружным насосам высокой производительности, отличительными особенностями которого являются изменение конструкции рабочего колеса с оптимальным расположением его лопастей относительно ребер сепарационного барабана, показавший высокую сепарационную способность при работе на газожидкостных смесях в поле центробежных сил.
7. На основе обобщения экспериментальных данных получены зависимости, позволяющие рассчитывать распределение давления в скважине, определять коэффициент гидравлического сопротивления, определять истинное газосодержание потока в подъемных трубах и затрубном пространстве, которые позволяют повысить точность расчета распределения давления в различных элементах добывающей системы.
Научная новизна подтверждается выдачей семи патентов Российской Федерации.
Практическая ценность работы
1. Создана гидроимпульсная установка, генерирующая низкочастотные колебания в добывающей скважине при одновременном отборе продукции в процессе ее эксплуатации насосными способами.
2. Проведенные опытно-промышленные работы на опытном участке Азна-каевской площади Ромашкинского месторождения показали эффективность технологии гидроимпульсного воздействия не только в добывающей скважине, где установлен источник воздействия, но и в удаленных добывающих скважинах опытного участка. Дебиты по нефти добывающих скважин увеличились в среднем на 27% при снижении обводненности продукции с 99% до 94,6%. Дополнительная добыча нефти по скважинам за период с октября 2002 г. по январь 2006 г. составила более 15 тыс. тонн.
3. Создана комплексная погружная установка, в основе которой лежит система магнитной и гравитационной очистки жидкости (СМГОЖ), добываемой из скважин.
4. В результате промысловых исследований скважин с солеотложениями выявлено влияние магнитного поля на процесс кристаллизации карбонатных солей. Результаты рентгенографического анализа показали, что механические примеси, отлагающиеся на поверхности пескоприемника и на магнитах магнитной ловушки, представлены смесью карбонатов различного состава - кальцитом, магнезиальным кальцитом, олигомитом.
5. Результаты промысловых испытаний системы магнитной и гравитационной очистки продукции скважин на Асомкинском и Мамонтовском месторождениях позволили увеличить наработку на отказ погружного оборудования и снизить количество взвешенных частиц в добываемой продукции от двух до шести раз. Серийный выпуск СМГОЖ освоен на заводе ОАО «ОКБ БН КОННАС». Выпущено и поставлено на нефтяные месторождения России и Казахстана более 20 установок.
6. На основе результатов, изложенных в диссертации, создан ряд газосепараторов к погружным центробежным насосам группы 5 и 5А МН-ГСЛМ5, МНГД5 и ГСИК5А-500. Серийное производство данного оборудования производится Дмитровским экспериментально-механическим заводом «ДЭМЗ» (г. Дмитров) и заводом ОАО «ОКБ БН КОННАС» (г. Москва) и поставляется в ведущие нефтяные компании России. Серийный выпуск газосепараторов МНГД5 и МНГСЛ5М за предыдущие годы составил более 4500 штук, газосепараторов ГСИК5А-500 более 150 штук.
7. Получена экспериментальная зависимость количества взвешенных частиц от забойного давления, позволяющая подбирать более эффективные технологические режимы и оборудование к каждой конкретной скважине.
8. Создана методика расчета распределения давления в различных элементах добывающей системы, повысившая точность расчетов. Апробация работы
Основные положения и результаты исследований докладывались и обсуждались на научных семинарах кафедры Р и ЭНМ РГУ нефти и газа им.И.М.Губкина (1990-2005 г.г.).
На научно-технической конференции ученых МИНГ им.И.М.Губкина, Москва, 1989 г.
На научно-технической конференции «Актуальные проблемы состояния нефтегазового комплекса России, Москва, 1994 г.
На Международной научно-технической конференции «Нефтеотдача-2003», г.Москва, 2003 г.
На техсоветах НГДУ «Азнакаевскнефть» ОАО «Татнефть» им.В.Д.Шашина, ОАО «Юганскнефтегаз» НК «ЮКОС», ОАО «Славнефть-Мегионнефтегаз» (2000-2005г.).
Публикации. Основные результаты выполненных исследований изложены в двух монографиях, десяти статьях и семи патентах РФ.
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, выводов, заключения, приложения и списка литературы, включающего 136 наименований. Работа изложена на 286 страницах машинописного текста, включая 77 рисунков, 26 таблиц.