Автореферат (Термические и нетермические методы добычи трудноизвлекаемой вязкой нефти пластов Сеноманского горизонта)

На правах рукописиМИШИН АЛЕКСАНДР СЕРГЕЕВИЧТЕРМИЧЕСКИЕ И НЕТЕРМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ДОБЫЧИТРУДНОИЗВЛЕКАЕМОЙ ВЯЗКОЙ НЕФТИ ПЛАСТОВСЕНОМАНСКОГО ГОРИЗОНТА02.00.11 – Коллоидная химияАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата технических наукМосква - 20192Работа выполнена в федеральном государственном автономномобразовательном учреждении высшего образования «Российскийгосударственный университет нефти и газа (национальныйисследовательский университет) имени И. М.

Губкина» на кафедрефизической и коллоидной химииНаучный руководитель:Хлебников Вадим Николаевич,доктор технических наукОфициальные оппоненты: Крупин Станислав Васильевич,доктор технических наук, профессор,профессор кафедры физической и коллоидной химии ФГБОУ ВО «Казанскийнациональный исследовательский технологический университет»Киенская Карина Игоревна, кандидатхимических наук, доцент, доцент кафедры коллоидной химии ФГБОУ ВО«Российский химико-технологическийуниверситет им. Д.И. Менделеева»Ведущая организация:Федеральное государственное бюджетноеучреждение науки Институт химиинефти Сибирского отделения Российскойакадемии наук (ИХН СО РАН), г. Томск.Защита состоится 12 «декабря» 2019 года в 16:00 в аудитории 541на заседании диссертационного совета Д212.200.04 при РГУ нефтии газа (НИУ) имени И.М. Губкина по адресу 119991, г. Москва,Ленинский проспект, д. 65, корп.

1.С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина и на сайтеhttps://www.gubkin.ru/diss2/files/Dissertation_Mishin_AS.pdfАвтореферат разослан «___» октября 2019 г.Ученый секретарьдиссертационного совета Д 212.200.04,доктор химических наукЕ.С. Бобкова3ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность темы исследования. Уменьшение запасовлегкодоступной нефти ведет к необходимости вовлечения вразработкувсеболеесложныхобъектов,содержащихтрудноизвлекаемые запасы (ТИЗ) нефти. В подгазовых оторочкахпластов покуровской свиты (ПК - сеноманского горизонта),содержится около 3 млрд.

т ТИЗ нефти (геологические запасы).Разработка месторождений, приуроченных к пластам ПК,осложняется высокой вязкостью нефти, малой толщиной нефтянойоторочки, наличием газовой шапки и активных подстилающих вод,подошвенным строением, глинистостью коллектора, образованиемгазовых и водяных конусов, «косой» неоднородностью пласта,опасностью расформирования нефтяных оторочек в результатезначительных депрессии или репрессии.Залежи нефти в подгазовых оторочках сеноманскогогоризонта относятся к одним из наиболее сложных объектовразработки. Сложность добычи и объем запасов требуют поискаэффективного метода добычи ТИЗ нефти из пластов ПК, чтоопределило актуальность темы диссертации и потребовалоприменения в работе физико-химических и коллоидно-химическихподходов.

Вытесняющими агентами рекомендуются дисперсия газав воде (водогазовая смесь - ВГС), растворитель и вода или ВГС илираствор полимера (полиакриламида), степень вытеснения нефтиводой и смачиваемость породы пласта зависят от свойств флюидов.Подвоздействиемпараиводяногоконденсата(деминерализованной воды) происходят процессы диспергированияи набухания глинистых компонентов породы, превращениесвязнодисперснойсистемы(породыпластаПК)всвободнодисперсную систему (глинисто - песчаную суспензию) спотерей коллекторских свойств.Цель и основные задачи работы – решение техническойпроблемы добычи ТИЗ вязкой нефти подгазовых оторочек пластовПК с сопоставлением термических и нетермических методов добычи, исследованием реологии (фильтрации) дисперсий газа и вытеснения водой вязкой нефти, использования растворов щелочей и неионогенных поверхностных веществ (НПАВ), растворителей, ВГС ирастворов полиакриламида (ПАА).Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи:41.Исследование тепловых методов вытеснения нефти: высокотемпературным паром и водяным конденсатом, горячей минерализованной водой.2.Изучение взаимодействия в системах «нефть - минерализованная вода - глинистая порода ПК» и влияния нефти на свойствапороды коллектора3.Исследование вытеснения вязкой нефти пластов ПК водогазовой смесью (ВГС) и при последовательной закачке растворителяи воды (ВГС или раствора ПАА) при пластовой температуре.4.Исследование реологических (фильтрационных) свойствВГС, нефти и смесей растворителей и нефти.5.Исследование растворов щелочей и неионогенных поверхностных веществ (НПАВ) для повышения нефтеотдачи пластов ПК.Научная новизна.1.

Впервые систематически изучено вытеснение нефти пластов ПК термическими методами (паром, водяным конденсатом игорячей минерализованной водой) и показано, что под действиемдеминерализованной воды происходит набухание и диспергирование глинистых компонентов породы, что превращает ее в глинистопесчаную суспензию и приводит к потере коллекторских свойств.2. Впервые обнаружено, что дисперсия газа в воде (ВГС)близка к пластическим реологическим системам и ее фильтрацияописывается уравнением Q = F * (∆Р - ∆Рпорог), близким по формеуравнению Бингама.3. Предложены новые методы добычи вязкой нефти пластовПК с использованием последовательной закачки оторочек маловязкого растворителя и воды или ВГС или раствора ПАА.

Метод последовательной закачки маловязкого растворителя и воды обеспечивает высокую степень вытеснения вязкой нефти при минимальной депрессии, и в перспективе облегчит транспорт нефти.Теоретическая и практическая значимость работы.Впервые изучена фильтрация дисперсии газа в воде (водогазовой смеси) при разных давлениях и скоростях фильтрации и обнаружено, что дисперсия газа в воде близка к пластическим реологическим системам и ее фильтрация описывается уравнением Q = F* (∆Р - ∆Рпорог), близким по форме уравнению Бингама.Изучено влияние начальной нефтенасыщенности пласта Тазовского месторождения и показано, что если нефтенасыщенностьпревысит 75%, то смачиваемость породы пласта ПК сменится с5гидрофильной на гидрофобную.

Обнаружена способность породыпластов ПК менять смачиваемость при контакте с активной нефтьюместорождений сеноманского горизонта.Проведены лабораторные исследования термических и нетермических методов добычи вязкой нефти пластов ПК. Показано,что применение высокотемпературного пара (до 325 оС и давления10 МПа) и деминерализованной воды (до 180о С) приводят к набуханию и диспергированию глинистой породы пластов ПК, что приводит превращению породы (связно -дисперсной системы) в глинисто-песчаную суспензию (свободно - дисперсную систему).Предложены нетермические методы вытеснения нефти с использованием маловязкого углеводородного растворителя и воды(или ВГС или раствора ПАА)Результаты исследования были использованы при разработке проекта опытной эксплуатации Тазовского месторождения иучтены при опытной эксплуатации других месторождений сеноманского горизонта.Методология и методы исследования.

Методология исследования основывается на изучении влияния ряда смоделированных физико - химических воздействий на модель пласта и коэффициент вытеснения нефти. В работе для моделирования необходимых условий эксперимента применены методы исследования, используемые в мировой практике.Положения, выносимые на защиту.1.При добыче вязкой нефти пластов ПК паровой конденсат,образующийся при закачке пара, приводит к потере коллекторскихсвойств породы и превращению ее в глинисто-песчаную суспензию.2.Дисперсия газа в воде по реологическим характеристикамблизка к пластическим системам и описывается уравнением Q = F *(∆Р - ∆Рпорог), близким по форме уравнению Бингама.3.Рекомендуется для решения проблем добычи и в перспективе транспорта вязкой нефти подгазовых оторочек пластов ПК последовательная закачка маловязкого углеводородного растворителяи воды (водогазовой смеси или раствора ПАА).4.При нефтенасыщенности более 75% смачиваемость породыпласта ПК меняется с гидрофильной на гидрофобную.Степень достоверности результатов исследования.

Представленные в работе результаты исследования достоверны, так как6получены с использованием современных физико-химических методов анализа, применяемых в настоящее время на практике.Апробация результатов исследования. Основные положения диссертационной работы были представлены на Всероссийскойнаучно-практической конференции «Нефтепромысловая химия»,Москва, 2008; на VIII Конгрессе нефтепромышленников России,секция А «Проблемы ресурсо- и энергосбережения в технологияхосвоения трудноизвлекаемых запасов углеводородов», Уфа, 2009;на VII международной конференции, Томск, 2009; на IV Всероссийской научно-практической конференции Западно-Сибирского общества молодых инженеров нефтяников при Тюменском государственном нефтегазовом университете.

Тюмень, 2010; на IX Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемыразвития нефтегазового комплекса России», Москва, 2012, на 73международной молодёжной научной конференции «Нефть и Газ»,РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, Москва, 2019.Публикации. По теме диссертации опубликовано более 6работ, в том числе 5 статей в журналах из списка ВАК и 1 патентРФ.Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, основных результатов и выводов, библиографического списка использованной литературы из 108 наименований. Работа изложена на 150 страницах машинописного текстаи содержит 54 рисунка и 33 таблицы.ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫВовведенииобоснованаактуальностьтемыдиссертационной работы, поставлена цель работы и определеныосновные задачи исследования, научная новизна, практическаязначимость работы.В первой главе содержится обзор литературы обособенностях разработки газонефтяных месторождений.