moglobi.ru Другие Правовые Компьютерные Экономические Астрономические Географические Про туризм Биологические Исторические Медицинские Математические Физические Философские Химические Литературные Бухгалтерские Спортивные Психологичексиедобавить свой файл
страница 1
Вскрытие карбонатных продуктивных горизонтов содержащих в пластовом флюиде кислые компоненты, на примере Астраханского газоконденсатного месторождения.
Летичевский А.Е.

(научный руководитель доцент Журавлев Г.И.)

Астраханский ГТУ
Конечной целью строительства скважины является, прежде всего, вскрытие продуктивных горизонтов с сохранением их естественных коллекторских свойств, быстрое ее освоение и получение максимального притока пластового флюида.

Процесс заканчивания – один из основных и ответственных при строительстве скважины и сложный в технологическом отношении. К заканчиванию строительства скважины относятся процессы: первичного вскрытия продуктивного пласта в процессе бурения; спуска и цементирования эксплутационной колонны; вторичного вскрытия (перфорационные работы); испытания и освоения. От того, насколько качественно проведен цикл работ, зависит продуктивность эксплутационной скважины и длительность ее работы.

Технологические жидкости-буровой раствор являются одним из основных элементов бурения и технологии заканчивания строительства скважин, поэтому к ним предъявляют следующие требования:


  1. Ограниченное проникновение фильтрата и твердых частиц в коллектор (за счет реалогических свойств, времени контакта, перепада давления, репрессии на пласт).

  2. Противостоять физико-химическому воздействию пластовой среды (давление, температура, физико-химические свойства пластового флюида).

  3. Обладать ингибирующими свойствами по отношению к глинистой составляющей коллектора.

  4. Не снижать проницаемости продуктивного коллектора.

  5. Не оказывать отрицательного влияния на результаты геофизических работ в скважине.

  6. Не нарушать экологического равновесия в окружающей природной среде.

Особенно сложно решать проблемы заканчивания нефтяных и газовых скважин в условиях наличия карбонатных коллекторов порово-трещинного характера, при наличии в них кислых компонентов аномально высоких пластовых давлений (АВПД) и высоких пластовых температур. Примером может служить Астраханское газоконденсатное месторождение (АГКМ).

На АГКМ вскрыт продуктивный горизонт, представленный карбонатными отложениями, содержащими в трещинах и кавернах пластовый флюид, состоящий из УВ, сероводорода (до 24%) и углекислого газа (до 16%), под большим давлением (от 50 – 62 МПа) и температуре более 1000 С.

Отработанная и существующая до настоящего времени практика и теория вскрытия продуктивных пластов предусматривает, прежде всего, кальматацию пласта, с помощью регулирования плотности бурового раствора не учитывая химию взаимодействия пластового флюида с буровым раствором. В данном случае для вскрытия карбонатных отложений, которые в результате своего формирования содержат в пластовом флюиде кислые компоненты (СО2 и Н2S), требующие соответствующей технологии вскрытия таких продуктивных горизонтов.

Система буровых растворов применяемых при вскрытии продуктивных горизонтов - щелочные (глинистые растворы) или в лучшем случае нейтральные кислой среде (растворы на нефтяной основе) и эмульсии.

Буровой раствор представляет собой сложную многофазную полидисперсную систему. Для регулирования её физико-химических свойств используется вода, тонко дисперсные частицы глины и химические реагенты. Вода в глинистых растворах является дисперсионной средой. Она может быть пресной или минерализованной солями хлористого натрия, кальция или магния. Глинистые частицы являются основой дисперсной фазы глинистого раствора и служат структурообразующим и кальматирующим компонентом.

Для диспергирования глины применяют щелочи (KOH, NaOH, Ca(OH)2). Следовательно, среда данных буровых растворов щелочная. При взаимодействии глинистых растворов с пластовым флюидом идет реакция нейтрализации с образованием сульфидов и карбонатов выпадающих в осадок:


2NaOH + H2S = 2Na2S +2H2O

2NaOH + H2CO3 = Na2CO3 + 2H2O


Помимо щелочей в глинистых растворах также присутствуют ионы цинка, железа, магния и др. Для них уже реализуется реакция взаимодействия с сероводородом и образование нерастворимых сульфидов:
Zn+2 + H2S = ZnS↓ + 2H+
В результате этих реакций происходит выпадение осадка и, как следствие, кальмотация продуктивного горизонта (уменьшение каналов фильтрации).

Для того чтобы выровнять пластовое давление с гидростатическим необходимо поднимать плотность бурового раствора до определенного предела. Это достигается использованием разного рода утяжелителей. Самым распространенным, на примере нашего месторождения, является барит (BaSO4). Однако, применение барита приводит к закупорке каналов фильтрации. Для решения проблемы кальмотации пласта производят обработку призабойной зоны соляной кислотой. Но, как известно, ни барит, ни глина не растворяются кислотой (HCl).


BaSO4 + HCl ≠
Что касается образовавшихся сульфатов и карбонатов, то и здесь имеются свои нюансы. Например:
Na2S + 2HCl = 2NaCl + H2S↑

Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2↑ + H2O

ZnS + НCl ≠
Из этого всего следует, что даже после обработки восстановить те первоначальные, естественные коллекторские свойства не удается.

Для решения сложившейся проблемы на сегодняшний день наиболее перспективно использование промывочных жидкостей на углеводородной основе и эмульсий, которые по своему составу идентичны с природой пластового флюида. Однако, применение таких растворов в данном конкретном случае возможно только с обязательной дообработкой «нейтрализаторами» сероводорода. Данные промывочные жидкости имеют ряд важных недостатков: структурно-механические свойства таких растворов зависят от температуры (т.е. чем выше температура, тем тяжелее регулировать их реологические свойства), а также приготовление и использование такого рода буровых растворов ведет к загрязнению рабочего места и окружающей среды.

Таким образом, для качественного вскрытия таких пластов необходима разработка новых промывочных жидкостей и технологий вскрытия, с целью сохранения коллекторских свойств пласта без загрязнения окружающей среды. Для решения данной проблемы предлагаем заменить некислоторастворимую твердую фазу (глина) на кислоторастворимую составляющую (такую как мел, доломиты и др.). В роли утяжелителей предлагаем использовать вместо барита – сидерит (FeCO3). В результате взаимодействия данных веществ (мела, и сидерита) с пластовым флюидом также идут реакции с образованием нерастворимых сульфидов:
FeCO3 + H2S = FeS↓ + H2O + CO2

Zn+2 + H2S = ZnS↓ + 2H+


Отличительной особенностью нашего предложения является то, что после обработки призабойной зоны пласта соляной кислотой, коллекторские свойства пласта могут восстанавливаються, т.к. практически все вещества, выпавшие в осадок, и мел в том числе, растворяются соляной кислотой.
FeS + 2HCl(разб) = FeCl2 + H2S↑

CaCO3 + 2HCl(разб) = CaCl2 + CO2↑ + H2O



Следует отметить, что сидерит можно использовать для нейтрализации сероводорода, как наиболее эффективное вещество в данной системе бурового раствора.

В заключении хотелось бы сказать, что предложенная нами система бурового раствора наиболее эффективно подходит для вскрытия продуктивных горизонтов, пластовый флюид которых содержит кислые компоненты и аномальные давления. При кальмотации пласта в случае применения данного раствора, можно вернуть и даже сохранить его первоначальные коллекторские свойства обработав призабойную зону соляной кислотой. Буровой раствор на основе мела и сидерита целесообразно использовать и с точки зрения охраны окружающей среды.
страница 1
скачать файл


Смотрите также:

1. классификация
110.94kb. 1 стр.