Недропользование

Анализируется разработка методических приемов для дифференциации фильтрационно-емкостных и петрографических свойств в зависимости от фациальной принадлежности. Детально изучено влияние структуры по Данему на изменения фильтрационно-емкостных свойств, в том числе с использованием полноразмерных образцов керна. В качестве объекта исследований выбрана пермокарбоновая залежь Усинского месторождения. Коллекторские характеристики рассматриваемой толщи весьма неоднородны: наряду с высокопористыми и кавернозными породами в разрезе имеются низкопористые и трещиноватые разности, причем это относится к породам разного литологического состава. Изучение фильтрационно-емкостных свойств было проведено более чем на 9000 стандартных образцов керна и около 1000 образцов полноразмерного керна, которые учитывают масштабный фактор и включают в себя микротрещины, каверны большого размера и матрицу породы, соизмеримые с размерами образцов. Для сложнопостроенных карбонатных коллекторов особенно важным является анализ максимального диапазона изменений. В свою очередь на основании проведенных литолого-петрографических и петрофизических исследований авторами было выделено четыре типа коллекторов и восемь различных литогенетических типов, для каждого из которых оценены геолого-физические параметры. На основании построенных графиков накопленной корреляции удалось выделить четыре зоны неоднородности, которые обусловлены влиянием свойств образцов керна разных литогенетических типов. По результатам проведенных петрографических и петрофизических исследований впервые для Усинского месторождения изучено влияние различных петролитотипов на изменения фильтрационно-емкостных свойств коллекторов. С учетом всех проведенных экспериментов установлено, что породы пермокарбоновой залежи Усинского месторождения характеризуются крайней неоднородностью емкостных свойств, меняющихся в широких пределах. В связи с этим необходимо выполнять дифференциации петрофизических связей типа «керн - керн» в зависимости от структуры пустотного пространства и литологического типа пород.

Рассматриваются результаты геомеханического моделирования для решения задач в области обеспечения безаварийной проводки скважин. Необходимо построить численную 3D-геомеханическую модель для исследуемого месторождения с последующим расчетом устойчивости эксплуатационных скважин. Район работ расположен на шельфе Балтийского моря. Помимо краткой характеристики месторождения приведены результаты сбора и аудита исходных данных для моделирования. Рассмотрена методика одномерного геомеханического моделирования на опорных скважинах, в том числе определение динамических и статических упругопрочностных характеристик пород, расчет порового давления, вертикального и горизонтального напряжений. Получены и проанализированы расчеты устойчивости скважин по результатам 1D-геомеханического моделирования. Далее анализируются результаты трехмерного геомеханического моделирования: определение границ и построение структурного каркаса модели, тестирование геометрии, наполнение сетки механическими свойствами, а также расчет полного тензора напряжений методом конечных элементов (МКЭ). Проведено сопоставление результатов 1D- и 3D-моделирования. Таким образом, построена численная 3D-геомеханическая модель для исследуемого месторождения. Следующим этапом работ был расчет устойчивости стволов скважин для планируемых скважин. Дополнительно рассчитаны кубы градиентов давления поглощения бурового раствора, давления обрушения и гидроразрыва пород при различных зенитных углах и азимутах бурения. Разработаны рекомендации для безаварийного строительства скважин на исследуемом месторождении, в том числе по сопровождению и обновлению геомеханической модели в режиме реального времени в процессе бурения скважин. Полученные результаты и методика выполнения работ могут быть использованы при проектировании и строительстве скважин на других месторождениях с учетом региональных особенностей.

В связи с расширением фонда скважин, находящихся на поздней стадии эксплуатации, увеличивается потребность во введении в производство новых комплексных технологий снижения обводненности продукции скважин. В конечном итоге снижение обводненности дает возможность длительное время эксплуатировать обводнившийся фонд, повышая выработку остаточных запасов нефти. Наиболее доступным и применимым на производстве реагентом для решения задач выравнивания профиля приемистости пласта является полиакриламид. На основе обобщения международного и отечественного опыта проведен анализ эффективности применения различных модификаций методов с использованием полиакриламида для снижения обводненности продукции скважин. Рассмотрены такие технологии закачки, как традиционное полимерное заводнение; гели типа in situ ; коллоидные дисперсные гели; предварительно сшитые гели. Сшитые полимерные гели представляют собой трехмерные структуры, в которых полимерные цепи сшиты либо ионными, либо ковалентными полярными связями. В зависимости от размера частиц они подразделяются на макрогели (от 100 мкм до нескольких см) и микрогели (от 0,1 до 30 мкм). Применение макро- и микрогелей, в сравнении с составами in situ , в значительной степени снижает риски деструкции полимерных цепей от механических, химических и термических факторов. В результате анализа сформированы рекомендации по использованию различных модификаций закачки полимеров с учетом геолого-технологических условий разработки эксплуатационных объектов. Для снижения обводненности продукции скважин на месторождениях в условиях коллекторов с проницаемостью более 500 мД рекомендовано применение макрогелей; от 100 до 500 мД - микрогелей; от 10 до 100 мД - коллоидных дисперсных гелей. Для повышения эффективности разработки необходима своевременная адаптация перспективных технологий к геолого-технологическим условиям, проведение опытно-промышленных работ на отечественных месторождениях.

Рассматривается опыт проведения гидроразрыва пласта в карбонатных отложениях месторождений Республики Коми и Ненецкого автономного округа. Массовое применение технологии гидроразрыва пласта на карбонатных коллекторах началось с 2012 г., выполнено более трехсот скважино-операций. Значительная доля остаточных извлекаемых запасов в карбонатных отложениях предопределяет необходимость их вовлечения и увеличения темпов выработки, в том числе за счет применения гидроразрыва пласта. В условиях постепенного ухудшения фильтрационно-емкостных свойств скважин-кандидатов поддержание стабильного уровня технологической эффективности гидроразрыва пласта обеспечивается за счет внедрения новых и оптимизации стандартных технологий. Проблемы реализации гидроразрыва пласта тесно связаны с основными вопросами разработки месторождений и особенностями строения карбонатных коллекторов. С учетом особенностей строения карбонатных коллекторов и существующих проблем разработки определены основные задачи при реализации гидроразрыва пласта: увеличение проводимости трещин; увеличение охвата по площади и разрезу; сокращение неконтролируемых утечек жидкости разрыва; сокращение высоты трещины в условиях близлежащих водо- и газонасыщенных пропластков. На текущий момент ряд технологий успешно адаптирован и применяется на объектах месторождений Республики Коми и Ненецкого автономного округа. За счет реализации комплексного подхода при подборе модификаций технологии гидроразрыва пласта, учитывающего существующие проблемы разработки месторождений и особенности строения карбонатных объектов, обеспечено поддержание стабильной эффективности метода в условиях ухудшающейся структуры фонда скважин-кандидатов, а также расширение области применения технологии. Предложены направления расширения спектра выполняемых лабораторных исследований: определение коэффициента интенсивности напряжений - трещиностойкости и пороупругого параметра Био, исследование динамики интенсивности утечек различных жидкостей разрыва в зависимости от коллекторских свойств образцов керна при заданных перепадах, определение зависимости динамического переноса пропантов от реологических свойств жидкостей разрыва и скоростей их фильтрации для различных раскрытостей модели трещины разрыва.

При разработке залежей углеводородов в скважины со временем начинают поступать пластовые воды. Повышение объемов попутно добываемых вод негативно сказывается не только на экономических показателях разработки месторождений, но и приводит к другим опасным последствиям, к таким, например, как коррозия оборудования. Наибольший экономический ущерб приносит коррозия скважинного оборудования, так как аварии на скважинах обусловливают необходимость проведения дорогостоящих ремонтных операций. В связи с этим предотвращение коррозии оборудования является актуальной задачей. Рассматриваются основные свойства и состав пластовых вод. На основании открытых литературных источников анализируется влияние содержащихся в пластовых водах анионов Cl-, SO4-2, HCO3- на кинетику протекания коррозионных процессов на поверхности раздела фаз металла (электрода) и воды (электролита). Также приведены данные исследований влияния наличия растворенных кислых газов (H2S и CO2) на механизм и скорость протекания коррозии. Рассматривается влияние водородного показателя на скорость коррозии. Содержание различных солей в пластовых водах обусловливает сложность коррозионных процессов, происходящих в реальных условиях. Наличие агрессивных сред в некоторых случаях способствует ускорению коррозии, но иногда и ее замедлению, это также сказывается на эффективности ингибиторной защиты. На основе данных лабораторных исследований проведена оценка эффективности применения ингибиторов коррозии в пластовых водах с различными составами и свойствами. Установлено, что содержание в пластовой воде смеси агрессивных компонентов - хлорид ионов и сероводорода - приводит к угнетению сероводородной коррозии, при этом скорость хлоридной коррозии тоже снижается. Наличие ионов растворенных солей и кислых газов в пластовых водах способствует повышению эффективности применения ингибиторов коррозии благодаря образованию прочных пассивных пленок на поверхности стального оборудования.