Впервые комплексно изучено влияние эмульсий на недра
Это поможет восстановить проницаемость пор после ремонта скважин и уменьшить потери добычи нефти.
При проведении ремонта в скважины закачивают специальные технологические жидкости, в том числе, обратные эмульсии. Они создают давление, превышающее пластовое. Это позволяет предотвратить выброс нефти или газа на поверхность. После ремонта эмульсию часто удаляют стандартным методом. Для этого создают перепад давления, чтобы нефть начала поступать из пласта и вытеснила ее.
Ранее считалось, что такие составы не меняют свойства породы, не впитываются в нее и не блокируют пустоты в ней (поры), как это бывает с обычными водными растворами. А значит, после ремонта они должны легко вымываться потоком нефти.
Однако значительная часть скважин после возобновления работы не выходит на прежний уровень добычи. Нефтяникам приходится проводить дорогостоящие операции по восстановлению проницаемости.
Снижение дебита скважины может быть вызвано множеством причин. Среди них - образование солей, отложение парафинов, набухание глин. На этом фоне воздействие эмульсий ранее не выделяли как самостоятельную и серьезную проблему. Падение продуктивности списывали на более привычные и изученные механизмы.
Ученые Пермского Политеха провели комплексное исследование эмульсий и их влияния на проницаемость горных пород. Они впервые доказали, что степень закупорки пласта зависит от состава жидкости. Результаты эксперимента демонстрируют, насколько сильно та или иная эмульсия снизит проницаемость скважины. Это позволит инженерам подбирать наиболее безопасный состав, минимизируя потери добычи нефти после глушения.
Исследование проводилось на образцах карбонатного коллектора. Это один из самых сложных типов горных пород с точки зрения прогнозирования их поведения при контакте с жидкостями.
«Мы взяли образцы горной породы и поместили их в установку, которая позволяет воссоздавать пластовые условия: давление и температуру. — рассказал доцент кафедры нефтегазовых технологий ПНИПУ Евгений ГЛАДКИХ. — Затем через керны прокачивали нефть, определяя исходную проницаемость».
В эти образцы закачали эмульсии, различающиеся составом и концентрацией эмульгатора. Это вещество соединяет воду и масло, удерживая их в единой смеси. Это позволило сравнить, что сильнее влияет на снижение добычи — тип эмульгатора или его количество. Далее через образцы снова пропускали поток нефти, чтобы определить, насколько в итоге изменилась проницаемость.
После закачки всех видов составов добыча нефти упала от 5 до 50 раз от исходной. Выяснилось, что большую роль играет не тип эмульгатора, а размер частиц в эмульсии. Чем мельче капли, тем глубже жидкость проникает в поры и тем прочнее там застревает. Именно поэтому состав с самыми мелкими частицами почти не вымывался из породы.
После этого ученые изучили, можно ли очистить загрязненные образцы. Они испытали несколько способов, способные восстановить проницаемость пород. Исследователи оценили эффективность закачки в керн растворителя (изопропилового спирта), который должен разрушить эмульсию и облегчить ее выход из пор. После долгой выдержки она частично разрушилась, а добыча восстановилась в среднем в 3,5 раза.
Ученые также протестировали воздействие ультразвуком на частотах 17, 20 и 28 кГц. Такое воздействие создает колебания, которые должны отрывать капли эмульсии от стенок скважины. Однако ультразвук увеличил проницаемость образцов лишь на 18%.
Самый распространенный способ удаления жидкостей — пустить мощный поток нефти из пласта в скважину — оказался самым неэффективным. Даже когда давление сильно увеличили, проницаемость восстановилась всего в 1,1 раза. Это значит, что эмульсия осталась в порах и не вымылась.
Однако предложенные способы лишь помогают бороться с последствиями загрязнения скважины. Необходимо понять, как можно заранее уменьшить негативное влияние эмульсий.
«Мы выяснили, что при более низкой концентрации эмульгатора состав вымывается легче, — дополнил Гладких. — Это связано с тем, что образуются более крупные частицы. Они не закупоривают поры так сильно и легче смываются потоком нефти».
Для проверки этого вывода ученые приготовили несколько составов с разным количеством эмульгатора (от 0,1% до 5%), закачали их в подготовленные образцы пород. После того они сравнили, какая жидкость удалялась легче. В результате при наименьшей концентрации удалось восстановить проницаемость почти в 5 раз.
Недавно ИА «Девон» сообщало, что ученые ПНИПУ, Китая и Саудовской Аравии впервые создали компьютерную модель при строительстве скважин для освоения газогидратов. Она показывает, какие химические реагенты безопасны для гидратов.
| Поделиться этой новостью у себя в соцсетях |
Поиск по теме: ПНИПУ, наука, Реагенты и растворы для нефтяных скважин, Ремонт скважин