Hydrophilization of the reservoir surface in the processes of impact on the bottomhole formation zone

Abstract


The evidence base of supporters of the need for hydrophobization of the reservoir surface in the bottomhole formation zone when exposed to aqueous process fluids is based on erroneous ideas about the improvement of oil filtration in this case compared to water. A critical analysis of literary sources on the topic of hydrophobization of the bottomhole formation zone indicates an incorrect premise of many domestic researchers in the interpretation of the main provisions of the mechanism of its action in the real reservoir space on the flow of formation fluids under the influence of hydraulic pressure. The efficiency achieved in field conditions from the presence of, in particular, cationic surfactants is explained not by its conversion to a hydrophobic state, but, at best, by partial hydrophilization and a number of other associated effects: hydrocarbon saturation of the bottomhole formation zone, complex action of acidic compositions, etc. A more acceptable and explainable is the need to maintain a hydrophilic state of the reservoir surface in the bottomhole formation zone, which is ensured by non-ionic surfactants and/or polar non-electrolytes. This is confirmed by oil field practice and analytical calculations of the real role of capillary forces. The impossibility of achieving complete hydrophobization of a heterogeneously wetted reservoir space along the length of penetration of filtrate with cationic surfactants deep into the formation from the wellbore was confirmed by both laboratory experiments and calculations of their adsorption on polymictic rock. Based on the materials presented in the three parts of this article, it is necessary to more consciously approach the selection of surfactants for process fluids in the methods of influencing the bottomhole formation zone based on the fundamental principles of formation fluids filtration, the role of reservoir surface wettability, colmatation processes, their prevention and elimination.

Full Text

5

About the authors

V. N Glushchenko

Independent author

G. P Khizhnyak

Perm National Research Polytechnic University

M. S Turbakov

Perm National Research Polytechnic University

D. V Kobyakov

Perm National Research Polytechnic University

References

  1. Гидрофобизация коллекторской поверхности в процессах воздействия на призабойную зону пласта / В.Н. Глущенко, М.С. Турбаков, Г.П. Хижняк, Чэнчжи Ци // Недропользование. – 2024. – Т. 24, № 3. – С. 155–163. doi: 10.15593/2712-8008/2024.3.6
  2. Глущенко, В.Н. Гидрофобизация коллекторской поверхности в процессах воздействия на призабойную зону пласта. Часть 2. От капиллярности к реальности / В.Н. Глущенко, М.С. Турбаков, Г.П. Хижняк // Недропользование. – 2024. – Т. 24, № 4. – С. 231–239. doi: 10.15593/2712-8008/2024.4.7
  3. Пайа, Д. Математика и правдоподобные рассуждения (в работе В. Серова «О принципах служения науке») / Д. Пайа // Врач. – 2000. – № 10. – С. 42–43.
  4. Глущенко В.Н. Рациональные условия гидрофобизации призабойной зоны пласта / В.Н. Глущенко // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. – 2008. – № 9. – С. 60–67.
  5. Глущенко, В.Н. Нефтепромысловая химия: в 5-ти т. Т. 3. Призабойная зона пласта и техногенные факторы ее состояния / В.Н. Глущенко, М.А. Силин. – М.: Интерконтакт Наука, 2010. – 650 с.
  6. Басарыгин, Ю.М. Теория и практика предупреждения осложнений и ремонта скважин при их строительстве и эксплуатации: справ. пособие: В 6 т. Т. 4 / Ю.М. Басарыгин, В.Ф. Будников, А.И. Булатов. – М.: Недра-Бизнесцентр, 2002. – 335 с.
  7. Лекомцев, А.В. Оценка забойных давлений в добывающих скважинах Шершневского месторождения / А.В. Лекомцев, В.А. Мордвинов, М.С. Турбаков // Нефтяное хозяйство. – 2011. – № 10. – С. 30–31.
  8. Афиногенов, Д.А. Системы глушения скважин от компании «ЭМ-АЙ СВАКО» / Д.А. Афиногенов, Е.М. Чумаков // Нефть. Газ. Новации. – 2014. – № 7 (186). – С. 30–33.
  9. Глушение скважин блок-пачками – эффективное средство сохранения фильтрационных свойств продуктивного пласта / С.А. Демахин, А.П. Меркулов, Д.Н. Касьянов, С.В. Малайко, Д.А. Анфиногентов, Е.М. Чумаков // Нефть. Газ. Новации. – 2015. – № 1. – С. 66–69.
  10. Королев, С. Высокоэффективная технология глушения скважин с применением блокирующих жидкостей на углеводородной основе / С. Королев, А. Бояркин // Бурение и нефть. – 2006. – № 2. – С. 15–17.
  11. Турбаков, М.С. К определению глубины начала образования асфальтеносмолопарафиновых отложений при эксплуатации нефтедобывающих скважин / М.С. Турбаков, А.А. Ерофеев, А.В. Лекомцев // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. – 2009. – № 10. – С. 62–65.
  12. Глушение скважин в условиях снижающегося пластового давления на месторождениях Западной Сибири / Г.С. Поп, В.М. Кучеровский, А.С. Зотов, Л.Ю. Бодачевская // Нефтепромысловое дело. – 2002. – № 11. – С. 26–29.
  13. Технологии глушения скважин с гидроразрывом пласта в условиях аномально высоких и аномально низких пластовых давлений / О.В. Акимов, С.Е. Здольник, Д.П. Худяков, О.А. Тяпов, В.Н. Гусаков, Н.Н. Краевский // Нефтяное хозяйство. – 2010. – № 2. – С. 92–95.
  14. Глушение скважин с контролем поглощения в условиях интенсификации разработки терригенных коллекторов / С.Е. Здольник, А.Н. Хандрико, О.Б. Аханкин, А.Р. Латыпов, В.Н. Гусаков, А.Г. Телин, В.А. Литвиненко // Нефтяное хозяйство. – 2007. – № 11. – С. 62–65.
  15. Проблемы глушения скважин Приобского месторождения и пути их решения / С.Е. Здольник, И.М. Згоба, А.Г. Телин, В.Н. Гусаков // Научно-технический вестник ОАО «НК «Роснефть». – 2006. – № 1. – С. 35–38.
  16. Газожидкостные промывочные смеси для первичного вскрытия пластов в условиях аномально низких пластовых давлений / М.В. Турицына [и др.] // Нефтяное хозяйство. – 2012. – № 9. – С. 58–59.
  17. Крылов, В.И. Применение кольматантов в жидкостях для первичного вскрытия продуктивных пластов с целью сохранения их коллекторских свойств / В.И. Крылов, В.В. Крецул // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. – 2005. – № 4. – С. 36–41.
  18. Глушение скважин / Я.М. Расизаде, А.А. Дергачев, М.Д. Батырбаев, В.И. Тимохин // Нефтяная промышленность. Серия: Нефтепромысловое дело и транспорт нефти. – 1984. – № 2. – С. 9–11.
  19. Глушение скважин, эксплуатирующих высокотемпературные кавернозно-трещиноватые карбонатные пласты месторождения имени Р. Требса / С.А. Вахрушев, А.Г. Михайлов, Д.С. Костин, А.Р. Диндарьянов, Р.М. Галеев // Нефтяное хозяйство. – 2017. – № 10. – С. 41–45. doi: 10.24887/0028-2448-2017-10-41-45
  20. Мероприятия по глушению скважин с сохранением коллекторских свойств пластов на Красноленинском месторождении / А.В. Бодрягин, А.Д. Митрофанов, В.В. Плосконосов, А.П. Прудаев, И.М. Хасанов, Ю.Л. Смирнов, Н.З. Галлямов // Интервал. Передовые нефтегазовые технологии. – 2002. – № 6 (06).
  21. Щербаков, А.А. Оценка эффективности мероприятий по интенсификации добычи нефти (на примере месторождений Соликамской депрессии) / А.А. Щербаков, Г.П. Хижняк, В.И. Галкин // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. – 2019. – № 2. – С. 70–73. doi: 10.30713/2413-5011-2019-2-70-73.
  22. Щербаков, А.А. Прогнозирование коэффициента продуктивности скважин с боковым стволом (на примере Уньвинского месторождения) / А.А. Щербаков, Г.П. Хижняк, В.И. Галкин // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2019. – Т. 330, № 5. – С. 93–99. doi: 10.18799/24131830/2019/5/272
  23. Исследование воздействия жидкостей глушения и кислотных растворов на заглинизированные терригенные коллекторы / Т.В. Хисметов, А.М. Бернштейн, Э.И. Криман [и др.] // Нефтяное хозяйство. – 2007. – № 3. – С. 92–95.
  24. Применение жидкостей глушения на полисахаридной основе в скважинах с низким давлением и после гидроразрыва пласта / М.А. Силин, Л.А. Магадова, Е.Г. Гаевой [и др.] // Нефтяное хозяйство. – 2010. – № 4. – С. 104–106.
  25. Бедрин, В.Г. Результаты внедрения новых типов растворов глушения в ОАО «НК «Роснефть-Пурнефтегаз» / В.Г. Бедрин, В.В. Разницын, А.А. Уманцев // Сб. науч. тр. по результатам НИОКР за 2004 г. ОАО «НК «Роснефть». – М.: ЦНИИТЭнефтехим, 2005. – С. 240–247.
  26. How to apply a blocking gel system for bullhead selective water shutoff: from laboratory to field / A. Stavland [et al.] // SPE Improved Oil Recovery Conference. – SPE, 2006. – P. SPE-99729-MS. doi: 10.2118/99729-MS
  27. New alternatives of water shutoff treatments: Application of water sensitive metastable systems / I. Lakatos [et al.] // SPE International Conference and Exhibition on Formation Damage Control. – SPE, 2008. – P. SPE-112403-MS. doi: 10.2118/112403-MS
  28. Novel Water Shutoff Treatments in Gas Wells Using Petroleum External Solutions and Microemulsions / I.J. Lakatos [et al.] // SPE European Formation Damage Conference and Exhibition. – SPE, 2013. – P. SPE-165175-MS. doi: 10.2118/165175-MS
  29. Ross, C.M. Current Materials and Devices for Control of Fluid Loss / C.M. Ross, J. Williford, M.W. Sanders // SPE Asia Pacific Oil and Gas Conference and Exhibition. – SPE, 1999. – P. SPE-54323-MS. doi: 10.2118/54323-MS
  30. Mahajan, N.C. Bridging particle size distribution: A key factor in the designing of non-damaging completion fluids / N.C. Mahajan, B.M. Barron // SPE International Conference and Exhibition on Formation Damage Control. – SPE, 1980. – P. SPE-8792-MS. doi: 10.2118/8792-MS
  31. Chesser, B.G. Applications of weighted acid-soluble workover fluids / B.G. Chesser, G.F. Nelson // Journal of Petroleum Technology. – 1979. – Vol. 31, no. 01. – P. 35–39. doi: 10.2118/7008-PA
  32. Ismail, A.R. The effect of solids concentration and formation characteristics on formation damage and permeability recovery / A.R. Ismail, J.M. Peden, A.M. Arshad // SPE Asia Pacific Oil and Gas Conference and Exhibition. – SPE, 1994. – P. SPE-28762-MS. doi: 10.2118/28762-MS
  33. Svoboda, C. Optimizing High-Temperature Kill Pills: The Åsgard Experience / C. Svoboda // SPE/IADC Middle East Drilling Technology Conference and Exhibition. – SPE, 1999. – P. SPE-57568-MS. doi: 10.2118/57568-MS
  34. Dyke, C.G. Prudhoe Bay Rig Workovers: Best Practices for Minimizing Productivity Impairment and Formation Damage / C.G. Dyke, D.A. Crockett // SPE Western Regional Meeting. – SPE, 1993. – P. SPE-26042-MS. doi: 10.2118/26042-MS
  35. Optimizing the selection of bridging particles for reservoir drilling fluids / M.A. Dick [et al.] // SPE International Conference and Exhibition on Formation Damage Control. – SPE, 2000. – P. SPE-58793-MS. doi: 10.2118/58793-MS
  36. Пономаренко, М.Н. Опыт применения технологий и реагентов по глушению скважин на месторождениях ПАО «Газпром» / М.Н. Пономаренко, К.Б. Абдреев, О.Д. Ефимов // Нефть. Газ. Новации. – 2020. – № 7. – С. 76–79.
  37. Hower, W.F. Influence of clays on the production of hydrocarbons / W.F. Hower // Paper SPE 4785. – 1974. – P. 165–175. doi: 10.2118/4785-MS
  38. Kalfayan, L. Optimizing surfactants to improve stimulation flowback in tight gas wells / L. Kalfayan, B. Haley, S. Weiss // Word Oil. – 2008. – Vol. 229, no. 11. – P. 35–36.
  39. Глущенко, В.Н. Нефтепромысловая химия: в 5-ти т. Т. 2. Объемные и поверхностно-активные свойства жидкостей / В.Н. Глущенко, М.А. Силин. – М.: Интерконтакт Наука, 2010. – 549 с.
  40. Глущенко, В.Н. Нефтепромысловая химия: в 5-ти т. Т. 4. Кислотная обработка скважин / В.Н. Глущенко, М.А. Силин. – М.: Интерконтакт Наука, 2010. – 703 с.
  41. Кислотные обработки: составы, механизмы реакций, дизайн / В.Н. Глущенко, О.А. Пташко, Р.Я. Харисов, А.В. Денисова. – Уфа: АН РБ, Гилем, 2010. – 392 с.
  42. Ленченкова, Л.Е. Повышение нефтеотдачи пластов физико-химическими методами / Л.Е. Ленченкова. – М.: Недра-Бизнесцентр, 1998. – 394 с.
  43. Laboratory monitoring of surfactant imbibitions using computerized tomography / H.L. Chen, L.R. Lucas, L.A.D. Nogaret [et al.] // Paper SPE 59006. – 2000. – P. 1–14. doi: 10.2118/59006-MS
  44. Stegemann, W. Die Umgenetzung des Untergrundes durch Mineraloleinwirkungen / W. Stegemann // GWF – Wasser/Abwaser. – 1976. – Vol. 117. – P. 256–258.
  45. Тульбович, Б.И. Коллекторские свойства и химия поверхности продуктивных пород / Б.И. Тульбович. – Пермь: Кн. изд-во, 1975. – 194 с.
  46. Тульбович, Б.И. Методы изучения пород-коллекторов нефти и газа / Б.И. Тульбович. – М.: Недра, 1979. – 199 с.
  47. Тульбович, Б.И. Петрофизическое обеспечение эффективного извлечения углеводородов / Б.И. Тульбович. – М.: Недра, 1991. – 186 с.
  48. Фильтрационное тестирование нового поколения поверхностно-активных веществ отечественного и зарубежного производства в качестве добавок к ремонтно-технологическим жидкостям при проведении подземных ремонтов и ОПЗ скважин в гидрофильных коллекторах / А.М. Хакимов, А.К. Макатров, А.Д. Караваев [и др.] // Нефтепромысловое дело. – 2005. – № 12. – С. 48–53.
  49. Физико-химические и фильтрационные исследования гидрофобизирующих реагентов / А.Н. Игнатов, А.А. Селезнев, Р.М. Абдуллин, А.В. Кореняко // Нефтепромысловая тело. – 2013. – № 1. – С. 30–41.
  50. Салихов, Р.Ш. Исследование структуры адсорбционного слоя гидрофобных частиц на поверхности твердого тела и его влияние на фильтрацию нефти в пористой среде / Р.Ш. Салихов, Ю.В. Пахаруков // Нефтяное хозяйство. – 2015. – № 5. – С. 74–77.
  51. Совершенствование технологии обработки призабойной зоны скважины в условиях низких и высоких пластовых давлений / В.Н. Гусаков, Н.Н. Краевский, А.Н. Никитин, С.А. Пальчик // Нефтяное хозяйство. – 2012. – № 11. – С. 52–55.
  52. Кунакова, А.М. Исследование товарных форм тяжелых жидкостей глушения плотностью до 1600 и 1800 кг/м3 для оценки возможности применения в условиях месторождений «Газпром нефти» / А.М. Кунакова, А.А. Карпов, Н.А. Прудовская // Нефтяное хозяйство. – 2022. – № 6. – С. 76–81. doi: 10.24887/0028-2448-2022-6-76-81
  53. Катаев, А.В. Эффективная защита нефтепромыслового оборудования / А.В. Катаев // Инженерная практика. – 2013. – № 12. – С. 36–45.
  54. Снижение негативного воздействия технологических жидкостей на продуктивные объекты Соровского месторождения путем их модификации / А.Е. Фоломеев, С.А. Вахрушев, А.Р. Хатмулин [и др.] // Известия Томского политехн. ун-та. Серия: Инжиниринг георесурсов. – 2022. – Т. 333, № 2. – С. 26–37. doi: 10.18799/24131830/2022/2/3328
  55. Адам, Н.К. Физика и химия поверхности: пер. с англ. / Н.К. Адам. – М.: Мир, 1979. – 568 с.
  56. Физико-химическая механика природных дисперсных систем / Под ред. Е.Д. Щукина. – М.: МГУ, 1985. – 226 с.
  57. Пролонгированно-действующие кислоты для интенсификации добычи нефти и газа / В.Н. Глущенко, Р.А. Хузин, О.Ю. Патокина, Г.П. Хижняк. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2021. – 468 с.
  58. Сергиенко, В.Н. Технология воздействия на призабойную зону пластов юрских отложений Западной Сибири / В.Н. Сергиенко. – СПб.: Недра, 2005. – 207 с.
  59. Reduction in the productivity of oil and low permeability gas reservoirs due to aqueous phase trapping / D.B. Bennion, R.F. Bietz, F.B. Thomas, M.P. Cimolai // J. of Canadian Petroleum Technology. – 1994. – Vol. 33, no. 9. – P. 45–54. doi: 10.2118/94-09-05
  60. Jennings, A.R. The effect of surfactant-bearing fluids on permeability behavior in oil-producing formations / A.R. Jennings // Paper SPE 5635. – 1975. – Р. 1–15. doi: 10.2118/5635-MS
  61. Комплексный подход к увеличению эффективности кислотных обработок скважин в карбонатных коллекторах / А.Г. Телин, Т.А. Исмагилов, Н.З. Ахметов, В.В. Смыков // Нефтяное хозяйство. – 2001. – № 8. – С. 69–74.
  62. Дубков, И.Б. Эффективность гидрофобных кислотных составов при ПЗП юрских пластов Ловинского месторождения / И.Б. Дубков, Ю.В. Земцов // Бурение и нефть. – 2008. – № 2. – С. 44–45.
  63. Глущенко, В.Н. Обратные эмульсии и суспензии в нефтегазовой промышленности / В.Н. Глущенко. – М.: Интерконтакт Наука, 2008. – 725 с.
  64. Кравченко, И.И. Адсорбция ПАВ в процессах добычи нефти / И.И. Кравченко, Г.А. Бабалян. – М.: Недра, 1951. – 160 с.
  65. Литолого-структурные особенности пород-коллекторов пластов АВ1 и БВ10 Самотлорского месторождения, влияющие на эффективность обработки прискважинной зоны пластов / А.Т. Горбунов, Ю.Г. Пименов, Т.А. Султанов, И.И. Минаков // Геология, геофизика и разработка нефтяных месторождений. – 1995. – № 5. – С. 32–35.

Statistics

Views

Abstract - 18

PDF (Russian) - 11

PDF (English) - 7

Refbacks

  • There are currently no refbacks.

Copyright (c) 2025 Glushchenko V.N., Khizhnyak G.P., Turbakov M.S., Kobyakov D.V.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies