Автореферат (Разработка технологических и методических решений по формированию фильтрационных корок буровых растворов для последующего эффективного разрушения при освоении скважины)

На правах рукописиСулейменов Нуржан СултанулыРАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ И МЕТОДИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙПО ФОРМИРОВАНИЮ ФИЛЬТРАЦИОННЫХ КОРОК БУРОВЫХРАСТВОРОВ ДЛЯ ПОСЛЕДУЮЩЕГО ЭФФЕКТИВНОГОРАЗРУШЕНИЯ ПРИ ОСВОЕНИИ СКВАЖИНЫСпециальность 25.00.15 - «Технология бурения и освоения скважин»АВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата технических наукМосква – 2020Работавыполненавфедеральномгосударственномавтономномобразовательномучреждениивысшегообразования«Российскийгосударственный университет нефти и газа (национальный исследовательскийуниверситет) имени И.М.

Губкина».Научный руководитель:Подгорнов Валерий Михайловичдоктор технических наук, профессорОфициальные оппоненты:Лихушин Александр Михайловичдоктор технических наук, главныйнаучный сотрудник ООО «ГазпромВНИИГАЗ»Полищученко Василий Павловичкандидат химических наук, главныйтехнолог ООО «Сервисный ЦентрСБМ»Ведущая организация -Российский государственныйгеологоразведочный университетимени Серго ОрджоникидзеЗащита состоится «21» мая 2020 года в 15.00 часов на заседаниидиссертационного совета Д 212.200.15 на базе Российского государственногоуниверситета нефти и газа (национальный исследовательский университет)имени И.М. Губкина по адресу: г.

Москва, Ленинский проспект, 65, корп. 1, ауд.323-9.C диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотекеФГАОУ ВО «РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина» и на сайтеhttp://www.gubkin.ruАвтореферат разослан «» марта 2020 г.Ученый секретарьдиссертационного совета,кандидат технических наук, доцентБогатырева Елена Викторовна2ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность проблемыНа месторождениях с терригенно-поровым коллектором в скважинах,заканчиваемых без спуска и цементирования эксплуатационной колонны впродуктивную часть разреза, возрастает значимость кольматационного экрана(КЭ), который формируется при вскрытии пласта бурением в призабойной зонепласта (ПЗП) в виде фильтрационной корки и зоны, закольматированнойтонкодисперсной фазой.

Достоинством КЭ является то, что он ограничиваетпроникновение фильтратов и тонкодисперсной фазы скважинных растворов впродуктивный пласт при вскрытии бурением, но при освоении КЭ являетсяпрепятствием движению пластовых флюидов из пласта к скважине, затрудняя,тем самым, процесс вызова притока из продуктивного пласта при освоении.Одним из самых востребованных способов создания надёжного КЭ настенках ствола скважины является фильтрация суспензий с наполнителемоптимального гранулометрического состава. Использование в качественаполнителя карбоната кальция даёт возможность при освоении скважиныудалить кислотой КЭ, сформированный на стенках ствола скважины.Теоретически карбонат кальция полностью растворяется в кислотах, но напрактике эффективность этой обработки зависит от ряда условий, средикоторых: объёмное содержание и фракционный состав наполнителя в структурефильтрационной корки; тип и концентрация кислоты; режим кислотнойобработки.

Обоснование оптимального состава наполнителя для формированиянепроницаемого КЭ, который при освоении скважины эффективно удаляетсякислотной обработкой, является актуальной научно-технической проблемой,решение которой обеспечит повышение качества вскрытия продуктивногопласта бурением и, в тоже время, упростит вызов притока при освоении.Цель работы.

Разработать технологические принципы оптимизациисостава карбонатного наполнителя буровых растворов, используемых привскрытии продуктивных отложений бурением, с целью создания КЭминимальной проницаемости, который в процессе освоения скважиныэффективно разрушается кислотной обработкой для восстановлениягидродинамической связи пласта со стволом скважины.3Основные задачи исследования1. На основе анализа научно-технической литературы и промыслового опытазаканчивания скважин в терригенно-поровых коллекторах Южно-Тургайскойвпадины Республики Казахстан оценить значимость влияния нагидродинамическое совершенство ПЗП фильтрационной корки (ФК) на стенкахствола скважины и участков проницаемого пласта, закольматированныхтонкодисперсной фазой бурового раствора (ЗК) и заполненных фильтратомбурового раствора (УФ).2.

Осуществить аналитические и экспериментальные исследования ролиструктурообразующей фазы и кислоторастворимых наполнителей вформировании ФК и ЗК в ПЗП при вскрытии продуктивных отложений и впроцессе освоения скважины.3. Исследовать и оценить эффективность кислотного разрушения ФК, взависимости от гранулометрического состава карбонатного наполнителя и егосодержания в буровом растворе.4. Сопоставить эффективность разрушения ФК при различных вариантахкислотных обработок.5. Обосновать технологические принципы формирования ФК, обеспечивающиесоздание при вскрытии продуктивных отложений бурением КЭ, которыйэффективно удаляется кислотной обработкой.6.

Разработать рекомендации по применению технологических приёмов,обеспечивающих формирование КЭ при вскрытии бурением и при вызовепритока из пласта создание надёжной гидродинамической связи коллектора соскважиной при освоении терригенно-поровых коллекторов Южно-Тургайскойвпадины Республики Казахстан.Научная новизна результатов исследования заключается в разработкетехнологических принципов выбора состава карбонатного наполнителя буровыхрастворов, обеспечивающего при вскрытии бурением продуктивных отложенийсоздание кольматационного экрана минимальной проницаемости, которыйполностью удаляется кислотной обработкой в процессе освоения, чтоподтверждено следующими положениями:1.Формирование кольматационного экрана обеспечивается при наличии вструктуре фильтрационной корки наполнителя до 6% по массе от объёма исодержащего не менее 70% частиц размером от 20 до 160 мкм, т.к.

крупныефракций наполнителя размером выше 200 мкм при вскрытии бурением4препятствуют формированию низкопроницаемой фильтрационной корки, а привызове притока её удаление кислотой.2.При фильтрации кислоты через фильтрационную корку с избыточнымсодержанием крупных фракций карбонатного наполнителя, остаются фрагментыфильтрационнойкорки,которыезатрудняютвосстановлениегидродинамической связи пласта со стволом скважины.3.Использование 15%-ой сульфаминовой кислоты при минимальномперепаде давления для разрушения кольматационного экрана предпочтительнеепо сравнению с другими кислотными составами.Методы решения поставленных задачРешение поставленных задач основано на общих положениях методологиитеоретических, промысловых и экспериментальных исследований, анализе иобобщении информации по данной проблеме, а также собственных результатованалитических и экспериментальных исследований, которые обрабатывались сиспользованием стандартного программного обеспечения ПЭВМ.Положения, выносимые на защиту1.

При контакте высокопроницаемого коллектора с буровым раствором,содержащим тонкодисперсный наполнитель, в момент вскрытия продуктивногопласта бурением образуется полноценный кольматационный экран,сформированная при этом структура фильтрационной корки практически неменяется при последующих промывках скважины различными суспензиями.2. Объёмное содержание и дисперсность кислоторастворимых наполнителей вбуровом растворе для формирования кольматационного экрана при бурениивысокопроницаемыхколлекторовдолжныопределятьсясучётомгидравлической программы промывки, типа коллектора, эффективностиразрушения и удаления экрана при освоении скважины.3. При воздействии кислоты на кольматационный экран, сформированный сизбыточным содержанием крупных фракций наполнителя, на поверхностиствола скважины остаются фрагменты фильтрационной корки, которыепрепятствуют очищению ствола скважины.4.

Эффективное удаление кольматационного экрана, сформированногокарбонатным наполнителем, происходит при увеличении продолжительностиреакции за счёт использования кислотной ванны на основе 15% сульфаминовойкислоты.5Степень достоверности результатов исследования. Достоверностьэкспериментальных исследований обеспечена как путём использованияпринятых в исследовательской практике методик планирования экспериментови обработки их результатов, так и сопоставления с промысловыминаблюдениями и результатами современных исследований других авторов.Научные положения, выводы и рекомендации наглядно отражены в приводимыхиллюстративных материалах.Практическая ценность1. Разработано Руководство по повышению эффективности кислотногоудаления фильтрационной корки в не цементируемом стволе скважины вусловиях Казахстана, принятое НТС нефтяных компаний АО «Петро КазахстанКумколь Ресорсиз» и АО «СНПС-Ай Дан Мунай» к использованию привскрытии продуктивных пластов бурением на месторождениях ЮжноТургайской впадины.2.