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

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯРОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕУЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «РОССИЙСКИЙГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ НЕФТИ И ГАЗА (НАЦИОНАЛЬНЫЙИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ИМЕНИ И.М. ГУБКИНА»На правах рукописиМИШИН АЛЕКСАНДР СЕРГЕЕВИЧТЕРМИЧЕСКИЕ И НЕТЕРМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ДОБЫЧИТРУДНОИЗВЛЕКАЕМОЙ ВЯЗКОЙ НЕФТИ ПЛАСТОВСЕНОМАНСКОГО ГОРИЗОНТАСпециальность - 02.00.11 – Коллоидная химияДиссертация на соискание ученой степени кандидата технических наукНаучный руководитель:доктор технических наук, профессорХлебников Вадим НиколаевичМосква – 20192ОглавлениеВведение ...........................................................................................................................

5Глава 1 Обзор литературы ............................................................................................ 101.1 Особенности разработки нефтяных оторочек нефтегазовых инефтегазоконденсатных месторождений .................................................................... 101.2 Краткий обзор современных методов разработки нефтегазовых залежей ....... 131.3 Применение экранов при разработке нефтегазовых месторождений ...............

161.4 Особенности разработки запасов вязкой нефти в пластах сеноманскогогоризонта ........................................................................................................................ 191.5 Технологии добычи высоковязкой нефти ............................................................ 231.6 Тепловые (термические) методы ........................................................................... 241.7 Опытно-промышленная эксплуатация пласта ПК1 ............................................. 271.8 Общие сведения о нетермических методах разработки запасов вязкойнефти...............................................................................................................................311.9 Общий механизм вытеснения нефти газом ..........................................................

33Глава 2 Экспериментальная часть ............................................................................... 402.1 Общий подход к физическому моделированию добычи нефти ......................... 402.2 Основная методика подготовки моделей пласта и флюидов ............................. 412.3 Подготовка моделей пласта с высокоглинистой породой и высоковязкойнефтью ............................................................................................................................432.4 Методика проведения экспериментов по вытеснению нефти высокотемпературным водяным конденсатом и паром ........................................................ 462.5 Методика фильтрационного эксперимента при исследовании нетерми-ческихметодов (вытеснении нефти ВГС, минерализованной водой, растворами ПАВ ищелочей и т.п.) ...............................................................................................................

47Глава 3 Предварительное экспериментальное исследование ВГС, .............................нефти и породы ПК ....................................................................................................... 503.1 Предварительное экспериментальное исследование механизма фильтрацииводогазовых смесей .......................................................................................................

5033.1.1 Фильтрация ВГС через насыпные модели пласта ............................................ 503.1.2 Описание фильтрационного эксперимента по исследованию ВГС ................ 513.1.3 Оценка влияния смесителя газа и воды на фильтрацию ВГС при различныхскоростях фильтрации и давлениях ............................................................................ 583.1.4 Влияние длины пористой среды и типа флюида на фильтрацию ................... 593.1.5 Результаты исследования фильтрационных характеристик ВГС ...................

613.2 Влияние взаимодействия в системе «нефть – порода пласта ПК –минерализованная вода» на характеристики моделей пласта .................................. 673.3 Экспериментальная оценка эффективности заводнения при добыче вязкойнефти пластов ПК (результаты опытов сравнения) ................................................... 733.4 Исследование реологических свойств нефти пластов ПК .................................. 75Глава 4 Экспериментальное моделирование паротеплового воздействия на нефтьи породу пласта ПК1 .....................................................................................................

774.1 Предварительное исследование влияния водяного конденсата на породупласта ПК1 и на вытеснение вязкой нефти (Тазовское месторождение) ................ 784.2 Вытеснение нефти пластов ПК перегретой водой и паром ................................ 804.3 Моделирование паротеплового воздействия на примере Русскогоместорождения месторождения ................................................................................... 834.4 Исследование паротеплового воздействия на примере пластов ПК Западно- иВосточно-Мессояхских месторождений .....................................................................

994.5 Влияние температуры на вытеснение вязкой нефти из моделей пластов ПКминерализованной водой ............................................................................................ 101Глава 5 Исследование нетермических методов добычи вязкой нефти и повышениянефтеотдачи пластов ПК ............................................................................................ 1085.1 Исследование растворов щелочи и НПАВ для повышения нефтеотдачипластов ПК (на примере нефти Тазовского месторождения) .................................

1095.1.1 Фазовое поведение: щелочной раствор + вязкая нефть Тазовскогоместорождения ............................................................................................................ 1095.1.2 Результаты фильтрационного исследования растворов щелочей и НПАВ..1155.2.

Исследование вытеснения нефти водогазовой смесью (ВГС) ........................ 11845.2.1 Исследование вытеснения вязкой нефти Тазовского месторождения ......... 1185.2.2 Исследование вытеснения ВГС нефти Русского месторождения (нефтьбольшей вязкости) ....................................................................................................... 1215.3 Применение последовательной закачки маловязкого растворителям воды(ВГС) для добычи вязкой нефти пластов ПК ........................................................... 1245.3.1 Применение маловязкого растворителям при добыче вязкой нефтиТазовского месторождения ........................................................................................

1255.3.2 Применение маловязкого растворителям при добыче вязкой нефти Русскогоместорождения ............................................................................................................ 127Заключение .................................................................................................................. 135Список сокращений ....................................................................................................

137Список использованных источников ........................................................................ 1385ВведениеАктуальность темы исследования. Уменьшение запасов легкодоступнойнефти ведет к необходимости вовлечения в разработку все более сложныхобъектов, содержащих трудноизвлекаемые запасы (ТИЗ) нефти. В подгазовыхоторочках пластов покуровской свиты (ПК - сеноманского горизонта),содержится около 3 млрд. т ТИЗ нефти (геологические запасы).Разработка месторождений, приуроченных к пластам ПК, осложняетсявысокой вязкостью нефти, малой толщиной нефтяной оторочки, наличиемгазовой шапки и активных подстилающих вод, подошвенным строением,глинистостью коллектора, образованием газовых и водяных конусов, «косой»неоднородностью пласта, опасностью расформирования нефтяных оторочек врезультате значительных депрессии или репрессии.Залежи нефти в подгазовых оторочках сеноманского горизонта относятся кодним из наиболее сложных объектов разработки.

Сложность добычи и объемзапасов требуют поиска эффективного метода добычи ТИЗ нефти из пластов ПК,что определило актуальность темы диссертации и потребовало применения вработе физико-химических и коллоидно-химических подходов. Вытесняющимиагентами рекомендуются дисперсия газа в воде (водогазовая смесь - ВГС),растворитель и вода или ВГС или раствор полимера (полиакриламида), степеньвытеснения нефти водой и смачиваемость породы пласта зависят от свойствфлюидов.

Под воздействием пара и водяного конденсата (деминерализованнойводы)происходятпроцессыдиспергированияинабуханияглинистыхкомпонентов породы, превращение связнодисперсной системы (породы пласта6ПК) в свободнодисперсную систему (глинисто - песчаную суспензию) с потерейколлекторских свойств.Цель и основные задачи работы – решение технической проблемыдобычи ТИЗ вязкой нефти подгазовых оторочек пластов ПК с сопоставлениемтермических и нетермических методов добычи, исследованием реологии(фильтрации) дисперсий газа и вытеснения водой вязкой нефти, использованиярастворовщелочейинеионогенныхповерхностныхвеществ(НПАВ),растворителей, ВГС и растворов полиакриламида (ПАА).Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи:1.Исследование тепловых методов вытеснения нефти: высокотемпературнымпаром и водяным конденсатом, горячей минерализованной водой.2.Изучение взаимодействия в системах «нефть - минерализованная вода -глинистая порода ПК» и влияния нефти на свойства породы коллектора3.Исследование вытеснения вязкой нефти пластов ПК водогазовой смесью(ВГС) и при последовательной закачке растворителя и воды (ВГС или раствораПАА) при пластовой температуре.4.Исследование реологических (фильтрационных) свойств ВГС, нефти исмесей растворителей и нефти.5.Исследование растворов щелочей и неионогенных поверхностных веществ(НПАВ) для повышения нефтеотдачи пластов ПК.Научная новизна.1.