Экспериментальные исследования изменения фильтрационно-емкостных свойств карбонатных коллекторов Астраханского месторождения при кислотном воздействии

  • Авторы: Муминов С.А1,2, Чернышов С.Е3, Попов С.Н1, Ванг С.4, Дерендяев В.В3
  • Учреждения:
    1. Институт проблем нефти и газа РАН
    2. ООО «Газпром ВНИИГАЗ»
    3. Пермский национальный исследовательский политехнический университет
    4. Китайский нефтяной университет
  • Выпуск: Том 25, № 3 (2025)
  • Страницы: 195–202
  • Раздел: Статьи
  • URL: https://ered.pstu.ru/index.php/geo/article/view/4874
  • DOI: https://doi.org/10.15593/2712-8008/2025.3.9
  • Цитировать

Аннотация


Одним из наиболее часто применяемых методов повышения нефте- и газоотдачи карбонатных коллекторов является обработка скважин солянокислотным реагентом. Раствор кислоты взаимодействует с минеральным скелетом породы, в результате чего образуется сеть каналов-червоточин, что приводит к существенному повышению проницаемости околоскважинной зоны. В связи с вышесказанным требуется разработка научно-методических основ по прогнозированию изменения природных свойств пласта при проведении кислотных обработок. В рамках данной публикации на примере образцов керна, отобранных из башкирских отложений Астраханского газоконденсатного месторождения (ГКМ), рассмотрена методика проведения лабораторных экспериментов по изучению трансформации пористости, проницаемости и объемной плотности пород-коллекторов. Особенностью разработанной методики является нагнетание кислотного раствора даже после прорыва реагента с противоположного торца образца. Приводятся результаты экспериментов по разработанной методике. Показаны типовые графики закачки и динамики перепада давления и проницаемости, которые имеют ряд особенностей, в частности, участки, характеризующие прорыв кислоты. Выявлены зависимости, связывающие значения изучаемых характеристик до и после воздействия кислотным реагентом. Отмечается, что данные зависимости имеют достаточно высокий коэффициент корреляции. Показано, что после возникновения каналов-червоточин проницаемость образов керна увеличивается в несколько тысяч раз. Построены статистические зависимости «пористость – проницаемость» до и после воздействия соляной кислотой и показано, что после воздействия реагентом, график лежит гораздо выше первоначального. Связь объемной плотности с пористостью имеет высокий коэффициент корреляции как до, так и после воздействия кислотным раствором, и оба графика ложатся в единую зависимость, с той разницей, что после фильтрации кислоты значения смещаются вниз и вправо – в область увеличения пористости и снижения плотности породы. Определены зависимости между изучаемыми характеристиками и количеством прокачанного порового объема кислотного реагента. Разработанные в рамках данной работы научно-методические основы могут быть использованы при прогнозе изменения природных свойств карбонатного пласта-коллектора в околоскаважинной зоне и при дальнейшем численном моделировании.

Полный текст

9

Об авторах

С. А Муминов

Институт проблем нефти и газа РАН; ООО «Газпром ВНИИГАЗ»

С. Е Чернышов

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

С. Н Попов

Институт проблем нефти и газа РАН

Сяопу Ванг

Китайский нефтяной университет

В. В Дерендяев

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Список литературы

  1. Сонич, В.П. Влияние снижения пластового давления на фильтрационно-емкостные свойства пород / В.П. Сонич, Н.А. Черемисин, Ю.Е. Батурин // Нефтяное хозяйство. – 1997. – № 9. – С. 52–57.
  2. Analysis of changes in the stress–strain state and permeability of a terrigenous reservoir based on a numerical model of the near-well zone with casing and perforation channels / S. Chernyshov, S. Popov, X Wang, V. Derendyaev, Y. Yang, H. Liu // Applied sciences. – 2024. – Vol. 14, no. 21. – P. 1–12. doi: 10.3390/app14219993
  3. Попов, С.Н. Влияние деформаций терригенного коллектора в процессе снижения пластового давления на изменение проницаемости и продуктивности скважин / С.Н. Попов, С.Е. Чернышов, Е.А. Гладких // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2022. – Т. 333, № 9. – С. 148–157. doi: 10.18799/24131830/2022/9/3640
  4. Черемисин, Н.А. Роль неупругой деформации коллекторов в нефтеотдаче пластов / Н.А. Черемисин, В.П. Сонич, П.А. Ефимов // Нефтяное хозяйство. – 2001. – № 9. – С. 76–79.
  5. Научное обоснование методов вторичного вскрытия фаменских отложений юго-востока Пермского края на основании геомеханического моделирования / С.Е. Чернышов, С.Н. Попов, С.В. Варушкин, А.А. Мелехин, С.Н. Кривощеков, Ш. Рен // Записки горного института. – 2022. – Т. 527. – С. 732–743.
  6. Effect of wire design (profile) on sand retention parameters of wire-wrapped screens for conventional production: pre-pack sand retention testing results / D.S. Tananykhin, M.B. Grigorev, M.I. Korolev, I. Stecyuk, L. Farrakhov // Energies. – 2023. – Vol. 16, no. 5. – Р. 1–13. doi: 10.3390/en16052438
  7. An investigation into current sand control methodologies taking into account geomechanical, field and laboratory data analysis / D.S. Tananykhin, M.B. Grigorev, M.I. Korolev, I. Stecyuk // Resources. – 2021. – Vol. 10, no. 12. – P. 1–15. doi: 10.3390/resources10120125
  8. Оценка предельного забойного давления, исключающего разрушение призабойной зоны пласта, на основе геомеханических исследований керна / Е.И. Ермолаев, С.И. Ефимов, П.В. Пятибратов, Е.Д. Миниханов, Н.В. Дубиня, А.М. Леонова // Научные труды НИПИ Нефтегаз ГНКАР. – 2023. – № S1. – С. 61–69. DOI: 10.5510/ OGP2023SI100832
  9. Analytical prediction model of and production integrating geomechanics for open hole and cased – perforated wells / E.F. Araujo, G.A. Alzate-Espinosa, A. Arbelaez-Londono, S. Pena Clavijo, A. Cardona Ramirez, A. Naranjo Agudelo // SPE conference paper. – 2014. – P. 1–11. SPE 171107. doi: 10.2118/171107-MS
  10. Al-Awad, N.J. Rock failure criteria: a key for predicting sand-free production rates / N.J. Al-Awad, O.A. Al-Misned // Journal of the Egyptian society of engineers. – 1997. – Vol. 36, no. 2. – P. 53–58.
  11. Пороскун, В.И. Дифференциация разреза сеноманских отложений в связи с подсчетом запасов средних по размерам залежей газа / В.И. Пороскун, В.В. Царев // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. – 2019. – № 1. – С. 12–16. doi: 10.30713/2413-5011-2019-1-12-16
  12. Скоробогатов В.А. Роль сеноманского газа Западной Сибири в становлении и развитии газовой отрасли промышленности России в ХХ и XXI веках / В.А. Скоробогатов В.А., Д.Я. Хабибуллин // Научный журнал Российского газового общества. – 2021. – № 2(30). – С. 6–16.
  13. Карогодин, Ю.Н. Пространственно-временные закономерности концентрации гигантских скоплений нефти и газа Западной Сибири (системный аспект) / Ю.Н. Карогодин // Георесурсы. – 2006. – № 1(18). – С. 28–30.
  14. Predicting and managing sand production: a new strategy / I. Palmer, H. Vaziri, S. Willson, Z. Moschovidis, J. Cameron, I. Ispas // SPE annual conference paper. – 2003. – P. 1–13. SPE 84499. doi: 10.2523/84499-MS
  15. Practical approaches to sand management / A. Acock, T. Orourke, D. Shirmboh [et al.] // Oilfield Review. – 2004. – No. 9. – P. 10–27.
  16. Определение параметров метода направленной разгрузки пласта на основе физического моделирования на установке истинно трехосного нагружения / В.И. Карев, Ю.Ф. Коваленко, В.В. Химуля, Н.И. Шевцов // Записки горного института. – 2022. – Т. 258. – С. 906–914. doi: 10.31897/PMI.2022.95
  17. Экспериментальное изучение процессов деформирования и фильтрации в низкопроницаемых породах-коллекторах ачимовских отложений при реализации метода направленной разгрузки пласта / В.И. Карев, Ю.Ф. Коваленко, В.В. Химуля // Ученые записки физического факультета Московского университета. – 2022. – № 4. – С. 1–10.
  18. Физическое моделирование метода направленной разгрузки пласта / В.И. Карев, Ю.Ф. Коваленко, В.В. Химуля, Н.И. Шевцов // Газовая промышленность. – 2021. – № 7 (819). – С. 66–73.
  19. Оn the atypical strength anisotropy of weakly cemented sandstones / D.M. Klimov, V.I. Karev, Yu.F. Kovalenko, K.B. Ustinov // Doklady Mathematics. – 2022. – Т. 106, № 2. С. 398–401. doi: 10.1134/s1064562422050155
  20. Kovalenko, Yu.F. Geomechanical analysis of the wellbore wall breakouts formation / Yu. Kovalenko, K.B. Ustinov, V.I. Karev // Mechanics of solids. – 2022. – Т. 57, № 6. – С. 1403–1415. doi: 10.3103/s0025654422060243
  21. Сухин, А.А. Анализ геолого-промысловой и технологической информации для проектирования мероприятий по интенсификации притока газа на Астраханском газоконденсатном месторождении / А.А. Сухин, О.В. Савенок // Наука. Техника. Технологии (политехнический вестник). – 2020. – № 3. – С. 237–257.
  22. Выявление коллекторские аномальными свойствами в пределах месторождений астраханского карбонатного массива / В.В. Пыхалов, А.Ю. Комаров, В.А. Захарчук, О.В. Тинакин // Газовая промышленность. – 2014. – № 6 (707). – С. 26–30.
  23. Гаврилов, В.П. Современная концепция формирования астраханского газоконденсатного месторождения по геолого-геохимическим данным / В.П. Гаврилов, С.И. Голованова, М.И. Тарханов // Геология нефти и газа. – 2006. – № 6. – С. 24–28.
  24. Применение методов геомеханического моделирования для оценки устойчивости обсадной колонны при кумулятивной перфорации / С.Е. Чернышов, С.Н. Попов, В. Сяопу, Ч. Хайлун, В.В. Дерендяев, А.А. Мелехин // Недропользование. – 2024. – № 24(4). – С. 194–203. doi: 10.15593/2712-8008/2024.4.3
  25. Анализ устойчивости крепи нефтедобывающих скважин при проведении кумулятивной перфорации на основе результатов геомеханического моделирования / С.Е. Чернышов, С.Н. Попов, А.Д. Савич, В.В. Дерендяев // Георесурсы. – 2023. – Т. 25, № 2. – С. 245–253. doi: 10.18599/grs.2023.2.18
  26. Modeling the perforation stress profile for analyzing hydraulic fracture initiation in a cased hole / S.H. Fallahzade, S.R. Shadizadeh, P. Pourafshary, M.R. Zare // 34th annual SPE International conference and exhibition. – 2010. – P. 1–9. SPE 136990. doi: 10.2118/136990-MS
  27. Acid fracturing or proppant fracturing in carbonate formation? A rock mechanic’s view / H.H. Abass, A.A. Al-Mulhem, M.S. Alqam, K.R. Mirajuddin // SPE Annual technical conference and exhibition. – 2006. – P. 1–9. SPE 102590-MS. doi: 10.2118/102590-MS
  28. Settari, A. Three-dimensional simulation of hydraulic fracturing / A. Settari, M.P. Cleary // Journal of petroleum technology. – 1984. – No. 7. – P. 1177–1190.
  29. Jeffrey, R.G. Hydraulic fracture growth through offset pressure-monitoring wells and boreholes / R.G. Jeffrey, A. Settari // SPE annual technical conference and exhibition. – 2000. – P. 1–10. SPE 63031-MS. doi: 10.2118/63031-MS
  30. Lujun, Ji. A novel hydraulic fracturing model fully coupled with geomechanics and reservoir simulation / Ji. Lujun, A. Settari, R.B. Sullivan // SPE journal. – 2009. – No. 9. – P. 423–430. doi: 10.2118/110845-PA
  31. Gutierrez, M. The effect of fluid content on the mechanical behaviour of fractures in chalk / M. Gutierrez, L.E. Oino, K. Hoeg // Rock mechanics and rock engineering. – 2000. – Vol. 33, no. 2. – P. 93–117. doi: 10.1007/s006030050037
  32. Оценка влияния насыщающего флюида на упруго-прочностные свойства композитных материалов / В. Павлов, Н. Павлюков, А. Красников, М. Лушев, Т. Ельцов // Материалы Российской нефтегазовой технической конференции SPE. – 2019. SPE196898-RU. doi: 10.2118/196898-RU
  33. The influence of water-based drilling fluid on mechanical property of shale and the wellbore stability / S. He, L. Liang, Y. Zeng, Y. Ding, Y. Lin, X. Liu // Petroleum. – 2016. – No. 2. – P. 61–66. doi: 10.1016/j.petlm.2015.12.002
  34. Effect of drilling fluid on rock mechanical properties at near-drilling condition: an implication of fluid design on wellbore stability / P. Yadav, S.S. Ali, N. Tawat, A.A. Dhamen, G. Jin // Offshore technology conference Asia. – 2016. – P. 1–9. doi: 10.4043/26460-MS
  35. Попов, С.Н. Влияние механохимических эффектов на проницаемость трещин при моделировании циклической закачки воды в карбонатные коллекторы / С.Н. Попов // Нефтяное хозяйство. – 2015. – № 8. – С. 77–79.
  36. Статистическое обоснование формирования значений скин-фактора при проведении кислотных обработок в слоисто-неоднородных башкирских отложениях пермского края / А.С. Казанцев, Е.С. Ожгибесов, В.И. Галкин, И.Ю. Колычев // Недропользование. – 2024. – № 24(4). – С. 212–218. doi: 10.15593/2712-8008/2024.4.5
  37. Изучение эффективности применения кислотных составов в терригенных коллекторах Пермского края, на основе экспериментальных исследований образцов керна / В. Плотников, В. Рехачев, Н. Барковский, А. Амиров, Н. Михайлов, С. Попов // Труды Российской нефтегазовой технической конференции SPE 2018. – С. 1–10. SPE 191667-RU. doi: 10.2118/191667-18rptc-ms
  38. Влияние кислотных составов на упруго-прочностные свойства терригенных коллекторов Пермского края / П.Н. Рехачев, В.В. Плотников, Н.Н. Барковский, Д.В. Белоглазов, Н. Н. Михайлов, С. Н. Попов // Нефтяное хозяйство. – 2016. – № 7. – С. 100–104.
  39. Результаты промышленного тиражирования технологий кислотных обработок с применением отклоняющих систем на месторождениях ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ» / С.С. Черепанов, Т.Р. Балдина, А.В. Распопов, А.С. Казанцев, С.А. Чалин, С.А. Кондратьев, Т.С. Якимова, В.А. Жигалов, С.Н. Глазырин, О.Б. Кукушкина, М.И. Кашин, А.А. Мокрушин, А.И. Шипилов, М.С. Турбаков // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. – 2019. – № 6. – С. 19–28.
  40. Мартюшев, Д.А. Совершенствование кислотных обработок в коллекторах, характеризующихся различной карбонатностью (на примере нефтяных месторождений пермского края) / Д.А. Мартюшев, В.А. Новиков // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2020. – Т. 331, № 9. – С. 7–17. doi: 10.18799/24131830/2020/9/2800
  41. Fredd, C.N. Alternative stimulation fluids and their impact on carbonate acidizing / C.N. Fredd, H.S. Fogler // SPE Journal. – 1998. Vol 3(1). – P. 34–41. doi: 10.2118/31074-PA
  42. Fredd, C.N. Validation of carbonate matrix stimulation models / C.N. Fredd, M.J. Miller // SPE International Symposium on Formation Damage Control. – 2000. – P. 1–14. SPE-58713-MS. doi: 10.2118/58713-MS
  43. Impact of acid wormhole on the mechanical properties of chalk, limestone, and dolomite: Experimental and modeling studies / A. Mustafa, T. Alzaki, M.S. Aljawad, Th. Solling, J. Dvorkin // Energy reports. – 2022. – No. 8. – P. 605–616. doi: 10.1016/j.egyr.2021.11.249
  44. Андреев, К.В. Анализ применения кислотных составов в высокотемпературных карбонатных коллекторах / К.В. Андреев // Недропользование. – 2021. – № 21(2). – С. 76–83. doi: 10.15593/2712-8008/2021.2.5
  45. Experimental investigation of the acidizing effects on the mechanical properties of carbonated rocks / M. Parandeh, H.Z. Dehkohneh, B.S. Soulgani // Geoenergy science and engineering. – 2023. – Vol. 222. – P. 1–11. doi: 10.1016/j.geoen.2023.211447

Статистика

Просмотры

Аннотация - 8

PDF (Russian) - 4

Ссылки

  • Ссылки не определены.

© Муминов С.А., Чернышов С.Е., Попов С.Н., Ванг С., Дерендяев В.В., 2025

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах